南方区域电力现货场竞价模式设计及实施路径探讨

1、南方区域电力现货市场竞价模式设计及实施路径探讨梁志飞，范展滔(中国南方电网电力调度控制中心，广州510623)摘要：现货市场是完整电力市场体系的重要一环，也是协调市场交易与系统安全的关键所在。本文结合国家电力体制改革要求，从南方电网实际情况出发，指出建设南方区域现货市场是实现发用电计划放开的必备条件，调度机构应承担日内及实时现货市场的组织实施职责。本文进一步探讨将中长期合约改造为金融合约的可行性，建议在现货市场开展全电量竞价。最后，本文建议按照“三阶段”、“过渡期双轨制”的原则稳步推进市场建设。关键词：南方电网；现货市场；全电量竞价；双轨制；DiscussiononTradingModeDes

2、igningandImplementationofElectricSpotMarketforChinaSouthernPowerGridLiangZhifei,FanZhantao(CSGPowerDispatching&ControlCentre,Guangzhou510623,China)Abstract:Spotmarketisregardedtobeanimportantpartofacompletepowermarket,andalsoanessentialprocessureofcoordinatingmarkettransationandsystemoperation.Tomee

3、ttherequirementofelectricindustryreform,thispaperpointedoutthatspotmarketshouldbequitenecessaryforreleasinggenerationandconsumptionscheduleformarketcompetition.Inthisprocess,theelectricdispatchingcentershouldorganizethedailyandreal-timespotmaket.Furthermore,thispapersuggesttotransformlong&midtermcon

4、tracttofinancialcontractsothatallgenerationcapacitycouldbedevotedintocompetitioninspotmarket.Finally,thispaperproposedathreestageimplementationpathwithtwo-tierscheduling.Keywords:ChinaSouthernPowerGrid,spotmarket,wholepowerquantitybidding,two-tierscheduling0引言南方电网五省区域（以下简称南方区域）幅员辽阔、电源种类多样、清洁能源规模巨大、东

5、西部发用电互补特性明显、高压/特高压网架输电能力雄厚，具有区域内资源优化配置的得天独厚的优势。本轮轰轰烈烈电力市场化改革，将进一步激励南方区域内发、用电资源充分流动，有望挖掘巨大的市场效益潜力。自2013年以来，作为电力市场的有益探索和大胆实践，目前南方区域各地在保留原营销计划电量（计划电）的前提下，将一部分电量向市场放开，发、用电侧可以通过双边交易或集中撮合交易签订中长期交易合同（市场电）。市场交易电量的引入正逐渐改变传统电力调度工作模式和思维形态。展望未来，市场形成发用电计划将对调度工作提出哪些挑战？中长期交易与实时电力平衡如何协调？传统调度工作机制在市场新常态下如何转型？南方电网面临的这

6、一系列焦点问题亟待深入研讨。本文分析了南方区域市场化改革过渡阶段发用电计划特点，指出随着市场交易份额的增长，传统调度模式必将在安全校核、清洁能源吸纳、交易履约等方面面临一系列挑战。结合国外成熟电力市场实践经验，本文指出建设南方区域现货市场是完整市场体系的重要组成部分，也是实现发用电计划放开的必备条件。结合南方区域实际条件，本文探讨了“部分电量竞争、全电量竞价”的现货交易模式，设计了“三阶段:“过渡期双轨制”的实现路径，希望对未来南方区域现货市场顶层设计提供决策参考。1现货市场是南方区域电力资源优化配置的必由之路1.1 南方区域发用电计划特点中发9号文1明确提出了逐步缩减计划电、增加市场电的要求

7、。从南方区域发用电实际情况来看，距离“公益性调节性之外的发用电计划放开”这一宏伟目标还有很长的路要走。首先，应充分认识南方区域电力市场化改革过渡阶段的两大特点：1）中长期交易种类繁多各省区均已开展大用户直购电交易，其中广东、云南已开展月度集中撮合、挂牌、发电权转让等多种交易，但交易电量仍需要按照传统的调度工作流程转化为满足电网安全稳定运行需要的确定性发、用电曲线。2）市场交易与营销计划并存市场份额不大，2015年市场份额最大的云南省仅为30%,市场交易不确定因素对系统安全稳定运行的负面影响尚未显现，传统调度工作流程仍然适用。1.2 发用电计划放开将面临的挑战当市场交易规模不断扩大、营销计划电量

8、规模不断缩小时，南方区域内市场交易与系统实时平衡的协调问题将逐步激化，成为放开发用电计划的拦路虎。1）我国电网断面约束问题仍比较突出，绝大多数省网内存在多个输电断面，中长期安全校核无法精确，电网公司、电力用户和发电主体都无法提前确定交易合同到了日前和日内时能否执行、能否交割。2）新能源发电需优先吸纳2、各类因素导致的负荷预测偏差客观存在，上述两类重要因素导致发电主体、电力用户交易电量必然出现大量执行偏差，甚至可能出现同一个合同的发、用电双方严重不平衡，提高了交易结算的难度。3）以往发电企业的营销合同整体均衡，而市场交易合同则有可能相差较大，营销合同的调整思路未必适用于交易合同。4）发电企业效益

9、对市场交易合同的依赖性日益增强，对合同刚性执行的要求日益提高，合同执行偏差的问题将损害发电企业的利益，削弱市场的公平性。5）多种交易合约同时执行，结算难度大。同一发电企业可能签订了挂牌交易、直供电合同、营销计划等多宗中长期合约，且各类合约的电价不同，当发电总量出现执行偏差时，按何种合约结算偏差电量将成为各方利益博弈的焦点。6）若无现货市场，仅通过调度机构开展偏差调整，无法发掘到最经济、优质、环保的发电资源，系统整体资源配置无法实现最优。可以预见，随着市场电量比例的逐渐提高，调度机构通过调整营销计划电量消化偏差的能力逐步下降。如果仍沿用传统调度工作流程分解执行中长期市场合同，虽然能够满足系统运行

10、的最低“安全”要求，但无法满足“优质、经济、环保”等要求。1.3现货市场是南方区域电力市场的必然选择现货市场3,4,5通常被认为是反映电力实时平衡特性、反映电能真实价格的平衡手段。从目前电力工业界对电网运行及负荷特性的掌控程度来看，只有短期（日前）、日内及实时的电力交易才能纳入现货市场的范畴。现货市场中，市场成员可以针对已经明确的电力需求，即时买卖、即时生效、即时交割，以市场的手段而非计划手段实现电力平衡和价格出清。是由计划承担的问题。如前所述，若无现货市场，则合同偏差的损失由谁承担、收益由谁获得将成为难以公平公正解决的难题。与其由电网公司或政府背负这个包裹，不如交给现货市场。因此，建设现货市

11、场应成为放开发用电计划的必备条件，也是实现南方区域市场资源优化配置的必由之路。2电力现货市场竞价模式选择2.1 国外成熟电力现货市场实践经验1）英国的现货市场：补足双边合同交割时系统仍剩余的不平衡，与实时平衡、阻塞管理、调频服务紧密结合，由系统运营商组织实施。考虑到抑制改革第一阶段pool模式中出现的市场力的问题，英国倾向鼓励用户与发电企业直接面对面交易6,7,以超过95%的双边合同解决绝大部分能量平衡问题。电力交易所负责做一周到日前的短期交易8,9,并向市场参与者发布不平衡结果，引导市场参与者“自发调度”形成发用电曲线。系统运营商接收市场成员的日前发用电计划曲线，在日内组织现货平衡市场10,

12、11。2）美国的现货市场：全电量优化调度，以社会福利最大化为优化目标，由交易、调度合一的ISO实施。现货市场分为日前与实时两个阶段。日前市场之前阶段签订的所有合同仅作为金融合同，旨在稳定现货市场价格，由合同双方在交割后自行结算。ISO仅按照现货市场出清结果对购售电双方分别结算12,13。2.2 如何兼容公益性调节性发用电计划从目前电改方案看，市场交易电量和公益性调节性发用电计划将在一段时间内并存，但是现货市场的调度执行不能采用双轨制，否则受安全约束和输电约束影响，就会引发电量偏差是由市场承担还为了保证居民、社会公益组织的电力供应，将公益性、调节性发用电计划应当改造成中长期交易中的财务结算合同，

13、既保证了不参与市场交易主体的经济利益，也满足双轨制背景下，现货市场统一出清、统一运行的要求。2.3 南方区域现货竞价模式选择英国模式对发电商、售电商的自主调度能力要求很高，所有参与市场竞价的售电商需具备每半个小时负荷预测的技术能力和实操经验。我国电力市场售电侧改革进度预计会落后于发电侧，尚难预言能否形成与英国类似的集团式大售电公司，在实现绝大多数发、售电曲线的自调度方面，应该存在一定难度。此外，英国模式中的清洁能源吸纳效果不好。首先市场规则中无强制性避免弃水、弃风、弃光要求，调度机构也没有保障清洁能源吸纳的强制权力；其次英国模式中，调度中心不编制机组组合，当流域注水或降雨突增需要开启水电机组吸

14、纳时，若价格刺激不足、化石能源发电厂不愿停机，则清洁能源吸纳能力就被限制。因此，英国模式对于南方电网这样一个水电装机超过40%的区域显然不适用。在2005年的华东区域市场调电实验中，部分电量竞争、全电量竞价的模式已经证明可以良好地融合中长期交易与现货交易，只需要发电厂具备竞价经验即可，而且调度模式可以从节能调度、经济调度流畅过渡到全电量竞价，实施难度较小，易与当前调度、交易机制衔接。因此，对于现货交易，本文建议采用与美国现货市场类似的集中式全电量竞价模式。2.4 南方区域中现货市场的实施主体众所周知，现货交易与电网安全紧密耦合，交易与安全校核工作流程是二者反复迭代、闭环优化调整关系。此外，依据

15、现货交易结果制定的日内、实时发电计划合理性，还与电网实时运行状态关联密切，在执行期间需要不断跟踪地理气象、设备状态、潮流分布，并据此进一步优化调整，只有调度机构才具备技术条件和人力资源。综上所述，本文建议日内、实时阶段的现货市场应由调度机构负责实施。关于日前阶段现货市场，可以由具备相应的技术条件、人力资源的电力交易中心负责组织实施。3部分电量竞争、全电量竞价模式全电量竞价模式下，发电企业的日发电量将至少由三部分构成：1）公益性调节性发电计划+优先购电权电量2）已签订的中长期交易电量分解到日的发电曲线3）现货市场竞价中标电量全电量竞价具体运作模式如下：1、发、用电双方自行商定的、分解到日的发电曲

16、线作为竞价优化模型的外部输入条件，在计算中保持不变。2、依据传统调度模式，按照三公原则分解各发电企业日合同电量（包括已签订中长期交易合同电量、公益性调节性发电计划、优先购电权电量），得到各时段合同电量曲线；3、各发电企业参与全电量竞价，交易平台按照购电费用最小的优化模型完成市场出清，形成各时段现货出清电量、电价。4、电网企业结算发电企业在某时段中标电量：发电厂获得电费=各类合同电量X合同电价+现货出清电价X（现货出清电量-合同电量）。当现货出清电量高于计划电量时，可以理解成计划部分按计划电价结算，超出计划部分按现货价格结算。当现货出清电量低于计划电量时，可以理解成计划部分按计划价结算，实际发不

17、足计划电量的部分需无偿转让发电权，并返还电网公司这部分电量的现货价值。部分电量竞争、全电量竞价模式具有如下优势：1、可以兼容公益性调节性发用电、中长期双边合同等现货市场之外的电量合同，不需要为非现货市场部分的电量单独设计发用电计划编制流程。2、可以最大限度地消纳风、光、水等可再生能源的发电量。因为这类可再生能源的边际成本几乎为零，所以在基于报价的现货市场中，其发电优先次序是远远高于化石燃料机组，充分达到市场引导清洁能源优先吸纳的目的，减少了政府及电网协调吸纳的工作量。3、可以有效地还原并体现电力的商品属性，优化资源配置，而且它所产生的价格信号促进双边以及多边市场的进一步发育、负荷侧积极响应。需

18、要说明的是，全电量竞价并非不尊重市场成员已经签订的中长期合同，而是中长期合同与现货的差量部分按照现货价格结算。在当前供大于求的市场环境下，越趋近短期的交易竞争越激烈，发电企业面临的让利压力也越大。已签订合同的发电企业为了保障合同完成，会采取趋近成本的保守报价；而未签订合同的发电企业，则要承担现货成交量不确定的风险。从风险与收益两方面考虑，全电量竞价模式都会促使发电企业都会作出理性报价策略。4三阶段、双轨制建设思路传统调度模式必须逐步过渡到由市场形成发用电计划的现货市场模式。为确保市场建设的平稳过渡，本文提出三阶段、双轨制建设思路。1、当前阶段：以传统调度模式统筹“计划电”与“市场电”目前国内电

19、力调度机构达成普遍共识，在当前阶段，中长期市场交易合同为发、用电双方提供执行目标及结算依据。实时平衡仍需要由调度机构对不确定的电量合同进行分解及月内滚动，通过调整发电主体营销计划电量、优先执行市场交易电量结算等方式，促成各项市场交易趋近既定的目标。2、过渡阶段：现货市场与传统调度模式的“双轨制”在现货市场正式开市前，建议采用集中竞价、传统调度的双轨制运作模式。每日依据传统调度模式及现货集中竞价同时编制两类发电计划，其中前者用于实际执行，后者用于分析、校验。电网公司、发电企业及用户在执行前者的同时，应更加关注后者的合理性、公平性，不断改进完善集中竞价规则。在双轨制运行期间，也可以尝试性地切换到单

20、轨制，进行为期数日的集中竞价试验，以验证现货市场运行效果。3、最终目标：全电量竞价模式当双轨制运行一段时间，确保两类计划都可被各方接受时，再由传统调度模式切换到集中竞价模式，最终实现现货市场的建设目标。5关于南方区域现货市场架构的初步讨论在顺应各省内部的现货交易自然发展需求的同时，本文建议由政策主动促进上层区域现货市场的发育壮大，实现西电东送发电资源的市场引导，并最终形成“1区域市场+4省级市场（两广、云贵）”的南方区域共同市场。区域现货市场范围可以先选取与各省区内部电网安全稳定耦合相对较小的西电东送交易电源，市场比例可以由部分试点（如5%）逐步扩大。6结语本文前瞻了未来南方区域内电力市场交易

21、份额不断增长时调度运行及交易结算将遇到的困难，指出为实现发用电计划放开、充分优化配置南方发电资源的目标，建设现货市场势在必行。结合南方电网实际情况，本文探讨了部分电量竞争、全电量竞价的现货市场模式，提出了“三阶段、过渡时期双轨制”的稳步推进思路，希望对南方区域电力市场未来的设计及建设提供有益借鉴。参考文献1关于进一步深化电力体制改革的若干意见中发20159号2国家发展和改革委员会，国家环境保护总局，国家电力监管委员会，国家能源领导小组办公室.节能发电调度办法(试彳f)L/OL.(2007-08-02)2010-05-15.3李道强，韩放.美国电力市场中的金融交易模式.电网技术.2008,32(

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