（电气工程专业论文）辽宁省级电力市场交易模式研究.pdf

辽宁省级电力市场交易模式研究 摘要 随着近几年我国国民经济的飞速发展和电力需求的不断增加，中国电力工业的市场 化改革要求b 益迫切。中国电力工业实施“厂网分开”、并对国家电力公司进行分割， 标志着我国的电力市场化改革已全面展开。而电力市场研究与实践需要解决的诸多问题 中，电力市场交易模式是一个基础问题，它关系到中国电力市场改革的顺利进行以及电 力工业的可持续发展。辽宁电网是1 9 9 9 年国家首批省级电力市场试点单位，又于2 0 0 5 年经历了东北区域电力市场试点，电力市场交易模式经历了几次变革，积累了相当的经 验。自2 0 0 7 年起，辽宁省级电力市场又引入了发电权交易模式，而结合节能减排政策 要求，2 0 0 8 年国家又开始试点推行节能发电调度，因此辽宁省级电力市场如何结合历史 经验和现阶段形势需要，选择符合自身特点和国家大政方针要求的交易模式尤为重要。 本文首先在第一章对电力市场的基本理论进行了分析，并对当前世界三个典型的电 力市场英国电力市场、美国加州电力市场和美国p j m 电力市场的交易模式进行了理 论分析和对比，并简要描述了我国电力市场的现状及存在的问题。第二章通过对世界各 国电力市场交易模式发展情况进行归纳分析，结合电力市场交易模式的基本理论基础， 论述了电力市场几种基本的市场交易模式特点。在第三章，对我国电力市场交易模式的 选择问题进行了探讨，并从几个方面提出了辽宁省级电力市场建设的发展方向。通过第 四章介绍了辽宁省级电力市场历程，并提出了辽宁省级电力市场的发展阶段规划。最后 在第五章结合节能发电调度和发电权交易政策要求，提出了辽宁省级电力市场初级、中 级及高级阶段交易模式设计的主要思想和解决方案。 由此，现阶段最适于辽宁电网的电力市场结构模式是批发竞争模式，待电力设施、 市场环境等条件具备后，再逐步建立零售竞争型的电力市场结构模式。辽宁省级电力市 场短期市场交易模式应采用电力交易所( e x c h a n g e ) 模式，在中长期市场上通过差价合 约交易实现批发电力的中长期交易，并逐步向双边契约交易模式过渡，最终形成结合电 力生产上下游商品市场交易、金融市场交易等在内的综合性电力市场交易模式。 关键词：省级电力市场；交易模式；双边契约；电力交易所；电力库 t h er e s e a r c ho nt r a d i n gm e c h a n i s mo fe l e c t r i cp o w e rm a r k e ti n l i a o n i n gg r i d a b s t r a c t w j 吐1m er a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt h eb o o s to fe l e c t r i cp o w e r d e m a n d , t 1 1 ec a l l o fr e f o r m a t t i n gt h ee l e c t r i cp o w e rm a r k e ti si n c r e a s i n g a f t e rt h ed i s i n t e g r a t i o no ft h es t a t e e l e c t r i cp o w e rc o m p a n ya n dt h em a n a g e m e n ts e p a r a t i o no fp o w e r p l a n t sf r o mp o w e rg r i di n c h i h a , t h er e f o r m a t i o no fe l e c t r i cp o w e rm a r k e tt a k e st h ef k s ts t e p n l em e c h a n i s mo ft h e t r a d eo ft h ee l e c t r i cp o w e rm a r k e ti so n eo f 也ef o u n d a t i o n a lp r o b l e m s c o n c e r n i n ga b o u tt h e p r o c e s so ft 1 1 ee l e c t r i cp o w e rm a r k e tr e f o r m a t i o na n dc o n t i n u a ld e v e l o p m e n to ft h ee l e c t r o n i c i n d u s t r y l i a o n i n gg r i dw a ss e l e c t e dt ob et h ef i r s te x p e r i m e n t a lu n i to np r o v i n c e b a s e d e l e c t r i cp o w e rm a r k e tr e f o r m a t t i n gi nc h 烈ai n19 9 9 t h e n g o te x p e r i e n c ei nr e g i o n a l e l e c t r i cp o w e rm a r k e tr e f o r m a t t i n gi n2 0 0 5 a n d l i a o n i n gg r i da l s of a c e dd i f f e r e n tt y p eo f t r a d i n gm e c h a n i s m sd u r i n gt h ew h o l ep r o c e s s i nt h ey e a r2 0 0 7 ，l i a o n i n gg r i dt r i e dt op u s h t h eg e n e r a t i o n r i g h ti np o w e rm a r k e t a n dc h i n ab e g a nt op u s ht h er e f o r m a t t i n go n e c o n o m i z ea n dl o w e v a c u a t i o nd i s p a t c hi n2 0 0 8 s o i ti sv e r yi m p o r t a n tt of i n dar e a s o n a b l e w a y t od e t e r m i n e 也ea p p r o p r i a t em o d eo n t r a d i n gm e c h a n i s m si nl i a o r d n gg r i d f i r s t l y , t h ed i s s e r t a t i o na n a l y z e st h eb r i t i s he l e c t r i cp o w e rm a r k e t , p j ma n dc a l i f o m i a e l e c t r i cp o w e rm a r k e ti nc h a p t e r1 t h e ni ta n a l y z e st h r e ec l a s s i c a lt r a d i n gm e c h a n i s m so f e l e c t r i cp o w e rm a r k e ti ns i m u l a t i o nw i 也e c o n o m i c sp r i n c i p l ea n dm a t h e m a t i ct o o l si n c h a p t e r2 i nc h a p t e r3 ，t h ep r o b l e m sa n dt h es t a t eo fo u rn a t i o n a le l e c t r i cp o w e ra r ea n a l y z e d a n ds o m es u g g e s t i o n so no u rn a t i o n se l e c t r i cp o w e rt r a d ea r ep r o v i d e d i nc h a p t e r4 ，t h e c h o i c eo ft h et r a d i n gm e c h a n i s mo fl i a o n i n gg r i d se l e c t r i cp o w e r i sd i s c u s s e d i nc h a p t e r4 ， t h ed i s s e r t a t i o ng i v e st h e s t e p - b y s t e pp r o c e s so nr e f o r m a t t i n gi nl i a o n i n gg r i d se l e c t r i c p o w e rm a r k e t c o n s i d e r i n gt h er e f o r m a t i o ni s c o m p e l l i n gp o w e re x c h a n g es h o u l db ec h o s e n i m p l e m e n t e d p r o c e e d i n g ，t h ed i s s e r t a t i o nc o n c l u d e st h e s o o na n dt h eb i l a t e r a lc o n t r a c ts h o u l db e s o ，t h eb e s tt r a d i n gm e c h a n i s m sf o rl i a o n i n ge l e c t r i cp o w e rm a r k e ti st h em o d eo f “p o w e re x c h a n g e ”f o rs h o r t - t i m em a r k e ta n dt h em o d eo fb i l a t e r a lf o rl o n g - t i m em a r k e t a n d f i n a l l y , c o m b i n e dw i t hf i n a n c i a lm a r k e t ，t h ew h o l ee l e c t r i cp o w e rm a r k e tw i l lb er e f o r m e dt o p e r f e c tc o n d i t i o n k e yw o r d s ：t r a d i n gm e c h a n i s mo fe l e c t r i c i t ym a r k e t ；b i l a t e r a lc o n t r a c t ；p o w e re x c h a n g e ； p o w e r p o o l 一i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交 学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：咝 导师签名：六斌 型钆月上l 日 辽宁省级电力市场交易模式研究 1绪论 电力工业在其形成和成长过程中，由于其自身的特殊性，一直与高度计划性、高度 垄断性、高度统一性为伴发展。过去这种“高度性 为电力工业的飞速发展起到非常重 要的作用，也使电力工业在世界各国国民经济中打下牢固的基础地位。 二十世纪末世界电力工业的主要发展方向是市场化改革。一直以来，电力行业都处 于绝对垄断的地位，进入2 0 世纪9 0 年代，一些国家对电力系统放松管制，不同程度地 引入竞争，打破垄断，提高电力系统的运营效率。以建立开放的电力市场为标志的电力 工业体制改革已经成为世界范围的潮流。 这种发展趋势从电力系统的角度最为完整地反映了时代的特征和社会的要求，是人 类电力乃至能源事业不断进步的一个重要里程。电力工业的市场化改革给电力系统的各 个方面乃至整个电力事业带来了变革。作为事物发展的一个新的源泉，这项重大的系统 工程必将成为电力工业新一轮飞速前进的强大动力，创造再度振兴的局面。 电力市场交易模式，是建立具体的电力市场的核心问题。作为市场化改革的一个特 征手段，竞争机制的确立打破了原有的系统垄断，进一步的发展便需要形成一整套自由、 平等、透明的市场交易机制，于是一些具体的市场模式成了研究的一个重要内容，这同 时也包括市场管理问题，甚至最终涉及到由所有权、经营权等关系组成的系统结构和以 法律的形式确立起来的整个电力工业体制。 各个国家和地区都在依据各自的实际情况，特别是其电力工业的现状和特点，探索 最适合自己的电力市场模式。各国的电力工业无论是供求关系，产权关系，所有制形式， 还是机组类型构成，输配电网架结构，都有其独特之处，电力市场改革无疑必须考虑这 些因素。另一方面，国家与国家之间也广泛地交流电力市场改革的经验，互相借鉴，取 长补短。这使世界各国各地区的电力市场表现为林林总总的形式，找不到完全相同的市 场组织结构，也不存在普遍适用的电力市场模式。 当前，无论在技术层面还是操作层面上均面临许多急迫的问题。在放松或解除管制 的环境中，新的市场实体、交易品种和交易模式涌现出来。如何借鉴英、美等国电力市 场运作的成功经验和失败教训，探讨并提出适合我国国情的市场交易模式框架和操作思 路是十分必要、也是非常重要的。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 1电力市场概述 1 1 1 电力工业传统模式 虽然不同时期不同国家的电力工业有着不同的特点，但是建立在电力系统概念基础 上的现代电力工业却基本上一直采用了同一种工业模式，可以称为传统的电力工业。 电力工业的传统特征来源于电力工业的产品电力，总的来说，电力这种商品的 特征体现在以下几个方面：首先，电力是一种特殊的物质，它不属于有形的物体，而且 有着特别的运输方式，必须整体一起在电网中传输，同时确保电网的质量，因而无法在 整个电力供应过程中进行个体的区分；其次，电力是现代社会一种最为主要的二次能源， 它直接影响着整个工农业生产，是关系到国计民生的大事，具有一定的政治意义，所以 必须对此采取极其慎重的态度；第三，电力是一种极难储存的产品，因此通常把电力的 储存当作一种消费，而把储存电力的释放作为一种生产，于是必须随时保持供需平衡， 维护生产、运输、消费的统一性。 基于电力的上述特征，又由于电力系统科技因素的密集性，所以长期以来电力工业 的核心问题是不断扩大规模并确保电力供应的稳定性，没有具备实行平行式分散控制的 客观条件，也没有提出进行经济全局优化的主观要求，于是形成了高度集权的管理体系。 在包括我国在内的世界大多数国家，这种高度集权更是结合了政府职能的保障，行政管 制成为它的本质特征。 随着社会的进步，电力工业的高速发展己经向传统的模式发出了严峻的挑战，只有 通过积极的改革才能获得新的生命力，这也是时代赋予我们的值得珍视的机遇。电力工 业的市场化改革是在传统模式的基础上经过长期发展而形成的一定历史条件下的必然 产物，它给当前的世界电力工业带来了勃勃生机，从而创造出崭新的局面，为全面的发 展开拓了广阔的前景。 1 1 2电力市场的基本含义 简单来说，市场是商品交易关系的总和，供需两个要素相互作用、相互协调，使市 场趋于均衡。 电力市场是采用法律、经济等手段本着公平竞争、自愿互利的原则，在以电网为边 界的范围内，电力的买者和卖者相互影响以决定其价格、数量及生产与消费时间的一种 机制。电力市场的这种机制是在发电、输电、配电三个环节上展开的，但目前主要施行 的是发电市场和用户市场。 电力市场的六项基本要素： 市场主体：市场参与者( 发电商、用户、交易经纪人等) 及监管部门。 辽宁省级电力市场交易模式研究 市场客体：用于交易的电力商品或相关的有偿辅助服务。 市场载体：输、配电网络。 市场运营规则 市场运营监管 交易电价：包括现货价格，远期、期货和期权合同电价等。 1 1 3 电力市场的基本特征 电力市场的基本特征是开放性、竞争性、计划性和协调性。 与传统的垄断电力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性；与普通的商品市场相 比，电力市场具有计划性和协调性。电力系统是相互紧密联系的，任一成员的操作，均 将对电力系统产生影响。所以要求电力市场中的电力产生、使用、交换具有计划性。同 时由于电力系统要求随时做到供需平衡，所以要求电力市场中的供应者之间、供应者与 用户之间相互协调。 1 1 4电力市场的基本原则 电力市场基本原则有：公平性、公开性、扩大自由选择权利、法规的保障性。 ( 1 ) 电力市场的公平性 建立电力市场的目的是在电力系统中引进竞争机制。在一个充满竞争的电力市场 中，参与者之间都是平等的。所以电力市场最基本的原则是公平性。 对于发电厂，平等的环境能够促进竞争，激励各发电厂提高生产效率，降低成本， 增加活力。对于用户，按真实的供电成本收电费，尽量减少用户间补贴是保证用户间平 等的根本点。按用户的实际供电成本收费，对不同用电种类，进行公正合理的成本分摊， 尽量减少用户间的补贴。 ( 2 ) 电力市场的公开性 在电力市场中，为保证贯彻公平性这一基本原则，必须有一定的公开性，以便监督。 电价是人们最关心的问题，发电厂根据上网电价，随时了解自己发电厂的运行经济 状况；用户可依据用电电价制定最优用电计划和调整用电结构，从而，通过电价这一杠 杆可将供电、用电双方联系起来。 ( 3 )电力市场应扩大参与者自由选择的权利 如果单纯从电力市场的角度来看，市场应能满足参与者自由选择的权利，即供方有 选择用户的权利，用户有选择供方的权利。但是由于电力供应的特殊性，电力市场般 难以满足参与者自由选择的要求。当前的一种世界趋势是放开发电市场，即发电厂有权 选择贸易方，而对输电市场和用户则较少开放。 电力市场必须保证输、配电系统向使用者开放。这一点，对于保证电力市场的稳定 一3 ， 大连理工大学专业学位硕士学位论文 运行、扩大参与者自由选择的权利、避免网络拥有者利用其地位垄断电力供应非常重要。 ( 4 )电力市场的运行应有法规的保障 由于电力商品的特殊性，要求电力市场在进行供、求匹配贸易的同时，还要负责电 网的安全和稳定运行，所以要求电力市场的运行必须有法规的保障。另外，在进行贸易 时，有关电价、赔偿等问题，也应做到有法可依。 1 1 5 建立电力市场体制的必要性和重要性 自上个世纪中叶开始，随着电力需求的不断增加，电力市场运营的环境和条件发生 了根本性的变化。由于电力产业原有体制导致的低效率、高价格愈来愈引起公众的不满， 世界上许多国家开始探索电力产业改革之路。世界上一些发达国家将开放、自由的电力 市场作为改革的最终目标，并在十多年的探索实践中取得了一定的经验。虽然采用的模 式有所不同，改革的目的都是要打破垄断、引入竞争以提高效率，降低电价。 电力市场这一新兴的综合性学科，给传统电力系统带来了巨大冲击和全面挑战。特 别是中国的电力改革已经到了十字路口，电力行业不仅面临着监管机构和监管职能重构 的任务，更需要在结构层次确定电力改革模型，在微观结构层次确定电力市场交易模式， 在操作层次确定电力市场运行规则。各国改革虽然不尽相同，但是所有的改革措施都是 希望实现经济效率的最优化。 1 2世界典型电力市场交易模式 为了解决电力行业中存在的问题，世界上很多国家将竞争机制引入到电力系统中。 美国电力工业的市场化改革是从四十年代后期紧急功率交换的出现开始的，通过制 订联合运行政策、建立经济功率交换等发展阶段，最终于七十年代末形成了电力经济系 统，1 9 7 2 年成立的佛罗里达电力联合集团( f c g ) 是这种具体模式的一个典型。 英国电力工业从1 9 8 7 年起实行私有化改造，在政府领导参与下有目的有计划地全 面推行体制改革，十年来通过发电、供电的逐步开放，形成了以国家电网公司( n g c ) 为核心的电力库机制，作为另一种典型的具体模式，引起了当前各国学习的广泛兴趣。 1 2 1 英国电力市场交易模式 英国是世界上进行电力行业改革最早的国家之一，也是公认的在电力行业改革和电 力市场化方面最成功的国家。英国电力行业改革使英国的发电结构发生了巨大的变化。 高效能、环保型发电机组在不断替代那些老式机组。电力市场化使用户最终受益。到目 前为止，英国的电力市场化己走过了十几年的历程，这其间电价下降了2 5 到5 0 。 英国在九十年代初期创建的电力批发市场，为之后其它国家开发他们各自的电力市 场提供了一个样板。直至今日，许多国家仍然在研究当时英国进行电力改革的理念和具 辽宁省级电力市场交易模式研究 体的实施方法。 一、电力库市场( p o w e rp 0 0 1 ) 在新的电力交易协议( n e t a ) 之前，英格兰和威尔士的电力主要是通过电力库( p o w e r p 0 0 1 ) 进行的。 电力库的基础是一个被称为联营和结算协议( p s a ) 的多方合同，这个合同是由发 电商和电力供应商共同签订的，为电力交易提供了批发市场机制。电力库定义了用于管 理发电商竞争报价过程的市场交易规则和程序，发电商确定一天中每半个小时的电力销 售价格。它还提供金融结算支持程序来计算电力供应商的账单，确保发电商应得的费用。 在英格兰和威尔士供应的几乎所有电力都是通过电力库交易的。大多数的电力供应 商和发电商的执照上都包含一个条件，就是执照持有者必须加入电力联营。然而，绝大 多数的电力都是通过长期双边金融合同进行交易的，这一合同是为了保护市场参与者的 利益，并将电力库价格的短期波动对合同方的影响降为最低而设计的。电力库中还普遍 地使用了差价合约( c o n t r a c tf o rd if f e r e n c e ) 叫f d 。 二、新的电力交易协议( n e t a ) 引入n e t a 的主要目的是为了克服上一节中提到的原有电力市场( 电力库) 的缺陷。 n e t a 的设计是建立在几个主要模块上，用于达到以下目标： 一个包括负荷侧的双侧市场； 固定的( 合同) 出价和报价，以降低并有效分担成本及风险； 简化的报价和出价，以提高市场透明度，鼓励交易； 协议的核心是双边合同，而不是以往的集中型市场，给发电商施加更大的竞争 压力，并鼓励在电力供应中的改革和用户响应的引入； 灵活的管制安排，以确保该监管可以及时响应未来市场要求的改变； 集中安排的平衡和结算服务，以允许系统维护供求平衡并给出合适的电量平衡 成本。 n e t a 在电力交易时采用的逻辑是尽可能像其它商品交易一样进行电力商品交易。这 些协议中集中管理的部分将被减少到最小，而且在积累更多市场交易与运行经验后，还 要进一步减少集中管理的交易电量。 因此，新交易协议主要提供两个基本职能：平衡机制和不平衡结算。管理这两个职 能如何执行的规则写在平衡和结算规范中。所有那些受平衡和结算规范约束的个体总称 为参与成员。所有发电、输电、配电p e s 和供电执照的持有者都要求成为平衡和结算规 范的成员，而交易商人和其他个体则可以自己选择是否成为规范的成员。 图1 1 给出了在n e t a 下的市场结构。 j 小时前 堂易停止 y - o 交易时段 邕l 1 n e t a 市场结 句 fl g11 曲em a r k e ts z r u c t u r eo fn e t 新电力交易协议的一个基本原则就是，所有那些希望购买和出售电力的成员都可直 通过一个自由仂商的台同达到他们的交易目的。人们所期望的是，在新的交易协议下 大量的电力可以通过一个或多个电力交易所以及双边或多边合同进行交易。那些通过 n 力交易所或者双边台同购买和出售屯力的成员应该不仅包括发电商和电力供应商( 他们 生产或者消费电力实物) ，还应包括一些交易商人( 自由中间商) 。 目由中l q 商的引入，导致电嘲交易空前活跃，市场风险得以均匀分摊到大量的市场 主体，也在一定程度上保证了电力市场交易的公平性和自主性，扩展了电力交易的金融 性本质，为抑翩帕场力、维护市场健康运作提供了良好的外部条件。 对居民用户的电力零售供应是在1 9 9 6 至1 9 9 9 年间放开管制并引入竞争的，这意味 着所有的用户都有权选择其电力供应商，并可自由地在不同供应商间转换。目前，以往 的配电公司( 电力供应商) 在一个竞争性的市场中以独立的身份各自运营，为了留住区 域内的顾客并招徕新顾客，供应商们在服务以及价格上展开竞争，这些供应商也在盒目 范围内展玳止务。竞争促使供应商预先采取措施在其供电区域内和供电区域外建立茛业 务品牌以区别于其他的供应商，并采取一些创新措施在市场上招徕顾客。一个笑键性的 刮新产品就是为用户提供双燃料供应选择，在每j 个转换供应商的用户中就有四个选择 转换为双燃料供应。以前的配电公司现在开始晨丌面对面竞争，并同区域内外的其他公 司展丌竞争。这些老的配电公司平均保持了其区域内6 d 的居民用户。 辽宁省级电力市场交易模式研究 绝大多数( 大于9 0 ) 交易的实现都是由包括发、用实体和中间商在内的市场参与 者选择决定的。为适应市场参与者的需求，产生了大量不同的交易方式，包括： 长期期货和近期期货市场( 包括在线服务) ，允许提前几年制定电力交换合同； 短期电力交易，市场参与者可以使用一个简单易行的方法来调整其合同。 这些市场都是自由发展调控的，不需要任何管制机构对市场进行集中式强制型管 理。而且市场参与者完全有自由选择如何组织他们的交易活动。目前，共有三个电力交 易所在运行他们是英国电力交易所( u k p x ) ，英国自动电力交易所( u k a p x ) ，以及 国际石油交易所( i p e ) 。 实际操作中，交易商人购买的电量和其计划购买的电量或多或少有差异，而发电商 实际的发电量也和其计划出售的电量有一定差异，电力供应商的用户实际消费的电量也 会与其供应商为他们预购的电量有差异。中心n e t a 系统就是测量这些过剩量或者不足 量( 称为不平衡电量) 并制定最后发出的账单中的结算价格的。有关计算和支付这些不 平衡电量的过程就被称为“不平衡电量结算 。 需要重申的是，不平衡电量结算并不是用于大数量电力买卖的结算过程，它主要是 针对市场参与者的合同量和实际量之间的小的差额来对过剩或不足电量进行定价和结 算。 不平衡电量的结算过程要求比较交易成员在合同中买卖的电量和实际测量到的其 生产或消费的电量两者之差。在确定不平衡电量( 多余或不足) 时需要有这两个量的差 额，而且还需要确定一系列的价格来支付这些多余或不足的电量。由于发电量和负荷量 的测量数据是按照每半个小时一次获得的，所以在n e t a 中的不平衡结算也是每半个小 时进行一次的。因此，不平衡电量和不平衡电量价格是每半个小时计算一次，每天结算 一次，并在大约2 8 天内支付欠款。 在新的交易协议设计中，除不平衡电量结算外的另一个主要的内容是，执行一个相 关的任务。这个任务就是提供一个能实时调整发电和负荷运行水平的机制。也就是说， n e t a 不仅要提供不平衡电量结算，还需要建立一个“平衡机制 。如我们前面讨论的， 平衡机制提供了一个调整某些发电机的出力水平或者用户的负荷量的方法。在n e t a 中， 由系统调度员来决定在平衡机制中采取什么样的行为来维持国家或者地区的发电和消 费平衡要求。 在n e t a 中，通过电力交易所和双边合同的电力交易可以一直持续进行到“交易关 闭”之前。之后，在这些交易中决定的电力购买和销售量必须要通知不平衡电量结算部 门，以用于在确定每个参与者的不平衡电量时使用。此外，由于不平衡结算是每半个小 时进行一次，所以相应地，交易的数量也是按照每半小时为单位来通报。 在交易关闭后，作为输电系统调度员的国家电网公司n g c 可以使用“平衡机制”以 大连理工、学专业学位硕士学位讫文 及已经在合同中提到的操作柬控制系统，以确保发电量和负荷量匹配并同时维护电力供 应和质量。 尽管如此，系统调度并不强迫市场参与者向平衡机制部门提交报价和出价，而是由 他们目己选择是否提交。实际上，平衡机制同时也是一个自愿的辅助服务市场s g c 可 以通过它获得频率响应、无功和备用等服务。另外，还可以使用它来解决输电约束问题。 图12 给出了e 1a 中的金融和电力流向。 目i2n e t a 掣的金触和电力流向 f i gi2t h ef i n a n c i a la n dp o w e rf l o wi nm t a 在新电力交易协议中，唯一强制执行的是不平衡电量的结算。这样做是为了确保参 与者不能私自对测量和申报的计划量之间的差额进行交易。总的来说，这些不平衡电量 所采用的兑现价格是按照n g c 在平衡机构中所接受的报价平均值r 如果参与者是s h o r t e n e r g y ，即要求t o p u p ) 或出价的平均值( 如果参与者是l o n ge n e r g y ，即s p i l ls ) 决 定的；因此不平衡电量结算体制使得那些由于无法实现电量自我平衡而将平衡压力施 加到系统的参与者，最终得到其所引起后果的成本反馈。 三、英国电力市场交易模式分析 英国政府于1 9 9 0 年决定对其电力行业进行改革，英国政府决定建立强制性电力库 ( p o w e rp o o l ) ，所有的市场参与者都必须成为库的成员。在强制性电力库交易模式下 电力库负责电力调度并确保其有效性。电力库电价分为购买电价和销售电价，销售屯价 辽宁省级电力市场交易模式研究 等于购买电价加上一定的额外费用，电力库对所有的市场参与者采用同样的购买电价和 销售电价。英国政府承诺将逐步允许所有的用户自由选择供电商。 虽然电力库市场大部分而言是个成功的市场，但还是有对于电力市场的批评。顾客 经常抱怨价格太高和波动( 指在不同时刻，系统的边际价格( s m p ) 、发电量和非计划的 可用性费用或附加费) ；他们不能直接参与电力库市场( 除了有限的程度) 。他们和其它 人还经常批评对报价和价格制定的程序以及强制参与电力库市场的安排。此外，人们还 争论价格制订的复杂性和不透明的过程已经抑制了派生市场的发展并抑制了合同市场 的交易。许多人已经表示出了对由于在发电方面缺乏竞争而导致的市场权力滥用的担 心。 当更多的用户有了自由选择供电商权利的时候，英国决定对其原有的交易模式进行 改革，采用新的电力交易系统( n e t a ) ，英国第二个电力市场被公认为目前最为先进的 电力市场模式之一。新的电力交易系统主要是基于双边契约，市场参与者可以选择进入 长期合同市场、期货市场，短期双边市场和平衡市场进行电力交易。他们可以在远期市 场签订金融合同以规避风险，也可以签订物理合同以进行物理电力交易，但必须同时购 买相关的传输权利以保证物理交易的实施。 对于英国新的电力市场结构有观点认为在某些情况下，美国加州电力危机的情况可 能会重现，特别是如果由于判断失误或出现管制干涉时，将使情况变得更糟。英国的零 售市场是分散和竞争的，这意味着用户很难感受到实时电价，电力公司也很难将上网电 价上升的成本转移给用户身上。实施n e t a 的目的是要从发电商身上挤出1 0 或更多的收 益，结果是发电厂的边际成本下降，无法吸引人们来修建新的发电厂，英国多余的发电 容量最后也将消失，n e t a 运营的结果使多电变成缺电。 既然存在着上面的担心，英国的监管机构也在考虑当电力危机真正到来之前，让工 业用户和社会公众安装实时计量收费装置，更好的引入消费者反应机制，改进实时交易 模式，以避免类似美国加州的电力危机。 通过多年的实践可以说英国新的交易体系的实施使得电力更接近于普通商品，也是 当前时期电力市场交易体系的比较成功的范例。但应该注意的是，英国新的交易系统是 建立在近十年的强制性电力库运营经验之上的，同时他们也拥有成熟的电力网络和相对 稳定的电力需求。上述条件是建立双边契约交易模式的前提条件。 1 2 2 美国加州电力市场模式 美国电力市场改革的程度相差很大，电价水平较低的一些州并未进行新的改革，电 价水平居中的州的改革比较慎重或稳妥，而电价较高的些州则改革迅速。加州当属改 革的先锋，首次同时开放电力批发市场和零售市场。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 2 2 1加州电力系统市场模式概述 加州电力系统是一个十分复杂的综合体，它由州、地方或联邦代理商、私营企业以 及非赢利机构组成。图1 3 为加州电力系统的运行和监管范围示意图。就系统运行而言， 发电侧由私营运营商负责；输电部分由加州独立系统操作员i s o ( i n d e p e n d e n ts y s t e m o p e r a t o r ) 负责；配电侧则由配电公司u d c ( u t i l i t yd i s t r i b u t i o nc o m p a n i e s ) 负责。 l _ 、里曼一 图2 3 加州电力系统运行和监管范围示意图 f i g2 3t h ec o u r s ea n ds u p e r v i s eo fc a l i f o r n i ap o w e rm a r k e t 电力系统和电力市场的监管，主要由以下机构负责： 加州能源委员会c e c ( c a l i f o r n i ae n e r g yc o m m i s s i o n )它是加州最主要的 能源政策和能源规划制定机构。 加州环境资源管理局a r b ( a i rr e s o u r c e sb o a r d )负责监管燃料电厂的气体 排放情况。 加州能源监察局e o b ( c a l i f o r n i ae n e r g yo v e r s i g h tb o a r d )由立法机关组 成。 加州公用事业委员会p u c ( p u b l i cu t i l i t i e sc o m m i s s i o n ) 负责配电侧和负荷 侧的管理。 联邦能源管制委员会f e r c ( f e d e r a le n e r g yr e g u l a t o r yc o m m i s s i o n ) f e r c 是美国能源部所属的独立的管制机构。 1 9 9 6 年加州通过了a b l 8 9 0 法案，开始筹建i s o 和p x 。1 9 9 8 年加州电力市场正式运 营，其主要实体如图1 4 所示。图中实线和虚线箭头表示商品流和资金流，双向箭头表 一 j 一一、- 不佰思沉。 辽宁省级电力市场交易模式研究 图1 4 加州电力市场的主要实体 f i g1 4t h em a i ne n t i t yi nc a l i f o r n i ap o w e rm a r k e t 加州电力市场主体的主要构成包括： 电力公司与发电公司加州三大电力公司p g & e 、s c e 和s d g & e 拥有全州 7 5 的电力，其余2 5 由地方公共事业部门提供。发电公司可直接售电给用户、 经销商或电力联营公司，但所有交易必须通过s c 或p x 进行协调。 电网公司( g c ) 其任务是输电规划、电网运行和收取过网费。 计划协调员( s c ) 其职责是：安排发电调度、预留输电通道；负荷预测、提 交次日或下- d , 时的交易计划；提供辅助服务；与i s o 和其它s c 结算费用。 c a l p x 电力交易市场，其任务是预测次日负荷；根据报价确定市场清算价； 负责日前市场、l 小时提前市场、远期合同和期货合同交易；提交网络拥塞的 调整电量及报价；信息管理及市场清算。 c a l s o 系统操作者，主要职能是：系统调度，安全保障；执行p x 制订的次日 交易计划：协调可用传输容量的使用；根据s c 和p x 提交的负荷预测结果，制 定辅助服务交易计划。 配电公司( u d c ) 通过p x 或s c 批发电量，向用户供电；负责电能计量和收 取电费。 用户所有用户均可从发电商或本地零售商那里直接购入电力。 电力服务提供商通过s c 或p x 撮合电能买卖，收取电费和服务费，并向s c 和发电商支付电费和辅助服务费。 1 2 2 2加州电力市场的交易模式 图1 5 示出了加州电力市场中用户、发电商、i s o 、p x 及s c 之间的市场通道。图 一1 1 大连理工大学专业学位硕士学位论文 中的现货市场包括日前市场、当日市场和1 小时提前市场。在p x 和i s o 负责的市场中， 均采用单一拍卖机制决定电能、辅助服务和信息服务等产品的价格。 以电能产品为例，p x 采用单一拍卖机制，根据综合需求曲线和供给曲线的交叉点 确定市场的清算价( m c p ) 。这似乎与p o w e rp o o l 中决定销售价格p s p 的方法类似，但 两者却有显著区别：加州电力市场因存在p x 和s c 两个独立的机构，市场成员的投标 必须先行递交s c ，然后才能经p x 和i s o 调度；而英国的p o o l 模式中，所有投标均递 交给n g c ，由它确定统一的系统边际成本( s m c ) 和销售价格p s p 。 图1 5 加州电力市场的交易模式流程 f i t1 5t h et r a d ef l o wi nc a l i f o r n i ap o w e rm a r k e t 全电量竞争、充分强调自由市场是加州电力市场交易模式的主要特征，而缺乏中长 期价格信号引导市场建设和受市场参与规模影响导致的不够充分的市场竞争，是加州电 力市场运营设计初期没有能够解决的问题，为后来的市场危机埋下了伏笔。 1 2 2 3加州电力市场交易模式分析 美国的电力改革比英国早期的电力改革更为彻底，在发电和售电领域都引入了竞 争。但是允许各州政府采用不同的市场交易模式。其中，加州电力模式的运行不是很成 功，主要体现就是在2 0 0 0 - - - 2 0 0 1 年加州经历了众所周知的加州电力危机事件。 2 0 0 0 年夏季到2 0 0 1 年上半年，加州出现了严重的电力危机，最终导致市场交易体 系的瓦解。其表现为：f e r c 颁布紧急令；i s o 频繁宣布能源警报；大面积实施轮流断 电；2 0 0 1 年1 月3 0 日p x 宣布停牌交易，终止日前市场和当日市场的运营；从2 0 0 1 年 3 月起大幅度提高电价( 涨幅达4 0 以上) ，以弥补巨大的趸售和零售电费差额，试图 启用垄断条件下的解决方式挽救电力公司的破产。2 0 0 1 年4 月6 日p g & e 和s c e 正式 申请破产保护。 辽宁省级电力市场交易模式研究 美国加州产生电力危机的重要原因： 引入竞争机制的电力市场，不是完全解除管制的市场，发电商上网电价自由浮 动，而零售市场的价格固定不变，上网电价猛涨时，综合电力公司的涨价压力 无法转嫁给用户，用户无法通过价格信号感受到供求关系的变化，因而也无法 鼓励用户采取措施节约用电。 发电侧引入竞争机制后，上网电价随电力供求波动，原来设想引入竞争机制后， 新建发电厂的投资的成本，会低于已建电厂，实际上由于新建电厂环保要求严 格，发电能源价格上涨，发电商和金融界感到风险过大，不要建设新电厂，美 国加州十年未建大型电厂业已证明。 上面两点导致美国加州电力市场批发价格长期高于销售电价，政府又不加干预，最 终电力公司严重亏损，申请破产保护。 加州电力危机给我们的启示是深刻和全方位的： 仅靠竞争不能解决电力市场的所有问题，如能源短缺、环境保护等。国家仍应 宏观控制和协调，对电力系统建设进行统一规划，确保能源安全。 监管机制要灵敏和灵活。建议只对输电环节实行最高限价，对上网和销售电价 实行灵活的监管制度。 重视系统规划、鼓励中长期电源和电网投资。 重视区域电力市场的发展，实现资源统筹配置。 美国电力市场化模式的突出问题是对市场的过分放松管制超出了电力产业特殊性 所容许的程序，因此造成了其在电力供应和安全方面存在着难以克服的缺欠，具体表现 在以下几个方面： 第一，较为充分和独特的市场竞争模式迟滞了市场价格信号的变化，加之日益苛刻 的环保管制以及缺乏有力的规划引导和市场调控，造成了发电市场的备用容量不足。 第二，以对发电领域放松管制、关注电力生产的同时，忽视了电力输送和电力需求， 对电网垄断的管制设计未能有效地起到对电网投资的激励效应，在制约电力供应的同 时，也引发了电网的安全问题。 第三，高度分散的电网管理运行体制、多元化的市场格局和严重的技术壁垒，对电 网的安全稳定运行造成前所未有的挑战。在美国电力市场化的过程中，并没有发生大规 模的电力企业重组，因而其电力市场化缺乏足够的体制保障。 需要指出的是，加州电力危机似乎给人一种错觉，即电力市场变幻莫测、前景未卜， 甚至有人对是否还要继续实行电力市场产生了怀疑。就世界各国电力市场改革的情况 看，加州电力市场的窘境只是一个表象，不能据此否定改革的方向，但必须研究市场交 易模式、运作手段、市场监管、宏观政策调整及协调等比较突出的问题。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 2 3 美国p j m 电力市场模式 p j mi n t ，l l c f 以下简称为r j m ) 是经美国联邦能源管制委员会( f e r c ) 批准， 成立的_ 个非股份制有限责任公司，它实际上是一个区域输电组织( r t o ) 。1 9 9 7 年4 月1 日，该区域输电网正式开放，p j m 开始运营美国第一个基于投标方式的区域电力市 场。经过1 0 年多的运营，p j m 市场已成为美国运转最流畅、最具活