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準集中統一電力市場模式或利于社會福利最大化

作者:陳政 來源:中國能源報 發布時間:2020-06-10 瀏覽:
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我國統一電力市場建設可選擇的主要模式可概括為分散市場模式和準集中市場模式兩大類。其中,準集中市場模式社會福利明顯優于分散市場模式,因此,采用準集中市場模式,穩妥有序推進全國統一電力市場建設,更符合我國現實國情需要。

我國能源電力資源與需求分布呈高度不均衡格局,為破解跨省區資源優化配置難題,全國統一電力市場建設被提上議程,也成為近期各方關注焦點。覆蓋范圍如此之廣的統一電力市場在世界范圍內都罕見,而我國基本國情也迥異于他國,市場建設模式設計需要慎重考量。實現能源電力資源大范圍優化配置是統一電力市場建設的主要目標,由此,社會福利影響評估無疑應是市場模式選擇的首要依據。

全國統一電力市場建設

有兩種模式可選

從世界范圍來看,電力市場化改革先行國家和地區雖然在市場規則等細節層面千差萬別,但從市場組織角度大體可概括為分散市場和集中市場兩大類,其中分散市場典型代表是英國電力市場,集中市場典型代表是美國PJM電力市場等。相鄰國家或地區電力市場相互銜接融合,形成覆蓋范圍更大的聯合市場在世界范圍內不多見,較為典型的是歐洲市場和美國市場。其中歐洲市場是典型分散市場模式,以各國或地區獨立調度運行為基礎,可實現日前市場等聯合出清。美國市場則相對更為靈活,單個控制區內調度控制一體化運營,且多采用現貨全電量優化的集中市場模式,控制區之間則引入中間交易商等進行市場銜接耦合。

參考歐洲和美國等地區電力市場建設經驗,考慮到覆蓋全國的完全集中市場模式受現實條件制約不具備可行性,我國統一電力市場建設可選擇的主要模式可概括為兩大類:分散市場模式和準集中市場模式。

其中,分散市場模式與目前歐洲電力市場基本相似,其主要特征是中長期、日前、日內和平衡市場均以物理合約形式為主,通過合約疊加逐步修正擬合實際運行需求曲線。由于各市場均主要為物理合約,相互關聯耦合較弱,不同時序市場相對獨立運作便于實現,對市場范圍內系統調度控制一體化也無要求。該模式較好地契合了歐洲各國希望保留自主調度控制權,又有現實電力交互需求的情況,目前歐洲日前市場由獨立電力交易中心運營,而實時平衡市場仍由各國獨立自主運營。

準集中市場模式與目前美國電力市場具有一定相似性。覆蓋全國的完全集中市場既不可行也無必要,可基于地區間緊密電力網絡聯系和強電力交互需要,因地制宜建設若干覆蓋多省區的區域一體化集中市場,再相互弱耦合形成準集中式的全國統一電力市場。該模式下區域一體化集中市場具備典型集中市場特征,中長期市場主要以金融性合約為主,現貨市場包括日前、日內和實時市場都進行全電量優化出清,區域市場覆蓋范圍內系統調度控制一體化運營。區域電力市場之間則可采用中間交易商等靈活方式進行銜接耦合,既可以保留集中市場的全電量優化優勢,還兼顧了靈活性和現實可行性。

準集中市場模式

社會福利影響優于分散市場模式

同等條件下,集中市場模式下日前、日內和實時市場都全電量優化出清,其挖掘社會福利潛力優于分散市場模式。當市場范圍擴大到全國時,準集中市場模式在各區域電力市場內實現了全電量優化,區域內社會福利影響優于分散市場模式;在區域市場間優化方面,準集中市場模式優化效率可能略低,但由于區域市場間的弱電力網絡聯系屬性制約了市場優化空間,其福利影響差異也幾可忽略。綜合來看,準集中市場模式相對分散市場模式明顯能產生更多社會福利。

集中市場模式的復雜系統優化決策效率更高。分散市場模式下,中長期市場的大量物理合約主要通過雙邊協商確定,難免因為信息不對稱等產生決策偏差,而日前、日內市場無安全約束的集中撮合或滾動出清,也增加了系統安全約束調節成本。比較而言,集中市場模式基于現貨市場的帶安全約束全電量優化出清方式,減少了過早決策帶來的偏差影響,在輸電網絡阻塞多發、可再生能源占比高、系統平衡變化波動大等情況下,具備更好的集中優化決策優勢。

集中市場模式阻塞解決效率更高。與集中市場不同,分散市場中發電商已通過中長期市場物理合約鎖定絕大部分發電量和相關收益,導致其在日前、日內和平衡市場中進行增量或減量投標(上調或下調報價)時,除回收變更成本還會有額外變更投機收益期望。這一差異導致在出現網絡阻塞或需求波動時,兩種市場模式支付代價存在差異。集中市場的阻塞問題在按節點進行邊際價格出清過程中已自然解決,而分散市場中阻塞主要通過反向調度來解決,阻塞兩端都將增加調節成本。

集中市場模式電量優化空間更大。集中市場模式采用全電量優化出清方式,由于沒有初始物理合約約束(自調度機組作為價格接受者可實現預安排電量出清,但價格仍需要統一出清形成,僅相當于采用特殊報價策略的競爭主體),系統可根據即時負荷預測、各類電源特性及報價情況進行全電量系統優化。而分散市場模式中中長期市場已產生大量物理合約,日前、日內和平衡市場均為增補調整合約,且以前序市場的存量合約為基礎,優化空間僅限于增補調整電量。相較而言,集中市場模式電量優化空間更大,也有利于釋放更多社會福利。

集中市場模式近實時優化覆蓋范圍更大?;谡{度控制一體化支撐,集中市場模式在日前、日內和實時市場都可實現整個市場覆蓋范圍內的集中優化出清。而分散市場模式保留各地區獨立調度運行,近實時市場(如平衡市場)優化范圍僅局限在各地區獨立調控體系覆蓋范圍內。近年來,隨著風、光等可再生能源占比逐步提升,歐洲電力系統隨機波動性趨于放大,市場主體更趨向于靠近運行時點去做交易決策,然而分散化的調控體系對近實時的更大范圍統一優化形成先天制約。

弱電氣聯系局限決定了分散市場模式跨控制區優化優勢極為有限。在跨控制區(或區域間)優化方面,相對依靠中間交易商銜接撮合的準集中市場模式而言,無集中調控要求的分散市場模式可能具備一定效率優勢。然而,受聯網經濟性等客觀條件制約,跨控制區之間往往僅存在較弱的電氣聯系(如具備建立強電氣聯系的技術經濟條件,相關地區就應合并控制區),而較小的跨控制區聯系通道容量,將使得分散市場模式的可能優勢發揮受到局限。

全國統一電力市場建設

宜采用準集中市場模式

從社會福利角度看,我國幅員遼闊,能源資源與需求不平衡催生了覆蓋全國的西電東送、南北互聯的輸電網絡,能源電力大范圍流動也導致跨省區間及省區內網絡阻塞較為普遍,而準集中市場模式的阻塞解決效率優勢將得到充分體現;另外,隨著我國持續推進能源轉型發展,未來風、光等隨機性電源占比將持續大幅提升,系統平衡短時波動性將難免趨于放大,準集中市場模式的電量空間和范圍空間優化優勢將越發明顯。

從實施便利性看,分散市場模式與當前廣東、浙江等主要現貨試點地區均采用集中市場結構難以相容;準集中市場模式由于各區域市場間采用弱耦合方式,既保留了各區域市場的靈活性,也能與目前現貨市場試點模式順暢銜接,具備較好地可實施性;與歐洲各國要求保留獨立調度控制權只能選擇分散市場模式不同,我國基于區域的多省區協調調度控制體系已非常成熟,具備實施準集中市場模式的先天條件。

因此,采用準集中市場模式,穩妥有序推進全國統一電力市場建設,是更符合我國現實國情需要、更有利于實現社會福利最大化目標的選擇。

  (作者供職于南方電網能源發展研究院,本文僅代表作者個人觀點)

關鍵字:電力市場

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