中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：關(guān)于“多層次”的認(rèn)識(shí)
今年年初，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局正式印發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》），明確提出要健全多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系。筆者就多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系談?wù)剛€(gè)人的一些基本思考。
“多層次”體現(xiàn)的是“多層次統(tǒng)一市場(chǎng)”的運(yùn)營(yíng)架構(gòu)，其設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該源于我國(guó)國(guó)情、網(wǎng)情基礎(chǔ)的實(shí)際需求導(dǎo)向。我國(guó)的調(diào)度模式是分級(jí)調(diào)度，國(guó)、分調(diào)中心調(diào)度相對(duì)應(yīng)調(diào)度管轄范圍的國(guó)、分調(diào)機(jī)組，協(xié)調(diào)安排跨區(qū)跨省間聯(lián)絡(luò)線交換功率；省調(diào)則是需要調(diào)度省調(diào)管轄范圍的電力資源，保證電力實(shí)時(shí)平衡。這一基礎(chǔ)定位和平衡責(zé)任的差別，決定了我國(guó)電力市場(chǎng)的分層次差異性，具體來(lái)看：
全國(guó)性的省間電力市場(chǎng)更多的是對(duì)應(yīng)于省間電力交換需求，目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)、綠色，經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在通過(guò)更大范圍的市場(chǎng)，盡量以較低價(jià)的電力滿足購(gòu)買(mǎi)需求，綠色屬性體現(xiàn)在通過(guò)在更大范圍的市場(chǎng)中，依托不同地域的電力互補(bǔ)特性和市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制，提升新能源消納水平。從全國(guó)市場(chǎng)的目標(biāo)定位來(lái)看，與歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)有較多相近之處，歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)也是希望能通過(guò)更大的市場(chǎng)范圍，來(lái)提升電力的經(jīng)濟(jì)性（包括更低的價(jià)格水平和更低的備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)預(yù)留成本），促進(jìn)新能源消納。
省級(jí)電力市場(chǎng)更多地聚焦于更為經(jīng)濟(jì)地保障省級(jí)控制區(qū)電力平衡的問(wèn)題，目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)、安全，也就是在保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，盡量調(diào)用價(jià)格較低的電力資源滿足負(fù)荷需求（當(dāng)然，負(fù)荷需求也可以在電能市場(chǎng)中基于價(jià)格響應(yīng)自動(dòng)削減）。這一基本目標(biāo)和實(shí)際需求，決定了我國(guó)的省級(jí)電力市場(chǎng)，特別是現(xiàn)貨市場(chǎng)中，需要充分考慮電網(wǎng)安全約束，在這方面與美國(guó)電力市場(chǎng)有相近之處，更為經(jīng)濟(jì)地優(yōu)化安排機(jī)組啟停、出力，滿足負(fù)荷需求，并確定市場(chǎng)價(jià)格，市場(chǎng)出清結(jié)果滿足靜態(tài)穩(wěn)定所對(duì)應(yīng)的安全校核要求。
綜合來(lái)看，省間、省級(jí)市場(chǎng)的不同定位，對(duì)應(yīng)于調(diào)度平衡與運(yùn)行方式，實(shí)質(zhì)上是全國(guó)市場(chǎng)優(yōu)化安排省間功率交換，省級(jí)市場(chǎng)優(yōu)化機(jī)組啟停、出力的分層協(xié)作過(guò)程，因?yàn)橛辛耸￠g市場(chǎng)后，跨省的電力交換需求在省間市場(chǎng)中承載，考慮到省級(jí)現(xiàn)貨市場(chǎng)要做省級(jí)控制區(qū)內(nèi)安全、經(jīng)濟(jì)一體化的優(yōu)化，作為省級(jí)市場(chǎng)優(yōu)化出清的重要邊界條件，基于省間市場(chǎng)交易結(jié)果確定的省間聯(lián)絡(luò)線交換功率需要在省級(jí)市場(chǎng)出清前置入，因此從耦合關(guān)系來(lái)看，省間、省級(jí)電力市場(chǎng)存在一定的層級(jí)特征。
關(guān)于“統(tǒng)一”的認(rèn)識(shí)
前文所述的“多層次”更多的是體現(xiàn)考慮調(diào)度運(yùn)行等固有特征而展現(xiàn)出的電力市場(chǎng)外部特性。整個(gè)市場(chǎng)的良好運(yùn)行，其實(shí)更難的是要體現(xiàn)“統(tǒng)一”。對(duì)于“統(tǒng)一”，筆者認(rèn)為包括以下幾個(gè)維度：
省間市場(chǎng)和省內(nèi)市場(chǎng)的統(tǒng)一
省間市場(chǎng)和省內(nèi)市場(chǎng)存在一定的層級(jí)特征，這不代表這兩個(gè)市場(chǎng)間只體現(xiàn)為層次關(guān)系，考慮層級(jí)協(xié)作并且能良好運(yùn)行的市場(chǎng)，市場(chǎng)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性應(yīng)該是通過(guò)市場(chǎng)成員在不同市場(chǎng)間參與方式、收益方式的關(guān)聯(lián)性來(lái)體現(xiàn)，通過(guò)市場(chǎng)成員的競(jìng)價(jià)決策來(lái)實(shí)現(xiàn)不同市場(chǎng)價(jià)格水平的有效銜接。從這個(gè)角度來(lái)看，省間市場(chǎng)和省內(nèi)市場(chǎng)的統(tǒng)一體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是市場(chǎng)主體的統(tǒng)一管理，對(duì)于不同調(diào)度層級(jí)所屬的市場(chǎng)主體參與省間市場(chǎng)和省內(nèi)市場(chǎng)申報(bào)，應(yīng)該有統(tǒng)一管理，這里面重點(diǎn)是要解決省內(nèi)的負(fù)荷側(cè)主體是通過(guò)代理方式參與省間市場(chǎng)還是獨(dú)立參與省間市場(chǎng)的問(wèn)題；二是出清結(jié)果執(zhí)行的統(tǒng)一明確，省級(jí)市場(chǎng)的市場(chǎng)主體，比如發(fā)電主體，既參與省間市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，也參與省級(jí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)于出清結(jié)果的執(zhí)行有效性問(wèn)題，由于省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)要做集中優(yōu)化出清的機(jī)組組合，從市場(chǎng)成員出清結(jié)果執(zhí)行有效性來(lái)看，省間市場(chǎng)中市場(chǎng)成員中標(biāo)結(jié)果可以看作在省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)之外，該成員在省間市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的一份合約（可以是中長(zhǎng)期、日前、日內(nèi)等不同時(shí)間尺度購(gòu)買(mǎi)），市場(chǎng)成員實(shí)際啟停安排應(yīng)該以省內(nèi)日前市場(chǎng)（可靠性機(jī)組組合）為基準(zhǔn)，實(shí)際出力安排應(yīng)該以省內(nèi)實(shí)時(shí)市場(chǎng)為基準(zhǔn)；三是結(jié)算方式的統(tǒng)一明確，考慮到省間備用共享市場(chǎng)的運(yùn)行、調(diào)用與考核，實(shí)際依據(jù)的均是省間交換功率，參與主體應(yīng)該是省級(jí)的代理，考慮到結(jié)算與計(jì)量效率，初期大部分用戶應(yīng)該也是通過(guò)代理方式參與省間市場(chǎng)，省間市場(chǎng)以市場(chǎng)出清結(jié)果和省間實(shí)際交換功率為基準(zhǔn)，采用代理結(jié)算，省內(nèi)市場(chǎng)以省內(nèi)市場(chǎng)出清結(jié)果、實(shí)際計(jì)量結(jié)果，結(jié)合省間市場(chǎng)交易結(jié)果，與省內(nèi)市場(chǎng)主體進(jìn)行結(jié)算。
省間市場(chǎng)不同商品品種的配置與統(tǒng)一協(xié)作
從省間市場(chǎng)定位來(lái)看，應(yīng)該主要依托省間功率交換能力提供的商品品種配置，比如電能量、省間共享備用等，輸電權(quán)和容量商品是否適合在省間市場(chǎng)配置有待進(jìn)一步探討，這需要結(jié)合市場(chǎng)品種設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)來(lái)綜合考慮，比如容量市場(chǎng)是以供應(yīng)可靠性出發(fā)，解決長(zhǎng)期容量充裕性問(wèn)題，還是解決高成本機(jī)組收益補(bǔ)償問(wèn)題，需要明確目標(biāo)才可能指導(dǎo)后續(xù)設(shè)計(jì)。省間電能量市場(chǎng)，從時(shí)間尺度上，也涉及中長(zhǎng)期、日前、實(shí)時(shí)不同時(shí)間尺度的電力市場(chǎng)統(tǒng)一，筆者認(rèn)為，這個(gè)統(tǒng)一的落腳點(diǎn)應(yīng)該是省間輸電通道的可用傳輸能力，中長(zhǎng)期、日前、實(shí)時(shí)不同時(shí)間尺度的電力市場(chǎng)本質(zhì)應(yīng)該是在不同時(shí)間尺度上，優(yōu)化安排省間買(mǎi)、賣中標(biāo)安排，層層遞進(jìn)，逐步優(yōu)化利用省間通道的可用傳輸能力，因此，這涉及到對(duì)于省間通道可用傳輸能力的統(tǒng)一管理和動(dòng)態(tài)更新。省間共享備用市場(chǎng)，不同于省內(nèi)的備用市場(chǎng)，因?yàn)槠鋵?shí)質(zhì)是利用省間聯(lián)絡(luò)線功率交換調(diào)整來(lái)提供備用能力，參與的主體更多應(yīng)該是省級(jí)電力公司代理，備用能力也需要占用省間通道的可用傳輸能力，需要納入可用傳輸能力的統(tǒng)一管理和動(dòng)態(tài)更新。
省內(nèi)市場(chǎng)不同商品品種的配置與統(tǒng)一協(xié)作
從省內(nèi)市場(chǎng)的定位來(lái)看，是更為經(jīng)濟(jì)高效地完成省級(jí)電力平衡與運(yùn)行安排，因此配置電能量商品和備用調(diào)頻等輔助服務(wù)商品，顯然不可或缺，除此之外，為了保障高比例新能源為特征的新型電力系統(tǒng)運(yùn)行的容量充裕性和系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，筆者認(rèn)為容量市場(chǎng)機(jī)制是非常必要的，當(dāng)然考慮到實(shí)施的復(fù)雜性，在過(guò)渡期，可以通過(guò)容量補(bǔ)償機(jī)制實(shí)現(xiàn)部分激勵(lì)效果。最后，考慮到多個(gè)試點(diǎn)省現(xiàn)貨市場(chǎng)規(guī)則中發(fā)電側(cè)采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)定價(jià)，隨著市場(chǎng)化用戶參與的逐步放開(kāi)，電力用戶與發(fā)電企業(yè)簽訂中長(zhǎng)期合約，以規(guī)避現(xiàn)貨價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，中長(zhǎng)期合約交割的價(jià)格參考點(diǎn)如果與現(xiàn)貨結(jié)算不一致，比如發(fā)電主體與用戶主體以全網(wǎng)平均的負(fù)荷價(jià)格作為合約交割價(jià)，簽訂中長(zhǎng)期雙邊合約，如果存在輸電阻塞，就會(huì)面臨阻塞帶來(lái)的收益損失風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)簽訂的中長(zhǎng)期合約無(wú)法有效規(guī)避，從市場(chǎng)健康運(yùn)營(yíng)的角度，金融輸電權(quán)商品配置就非常必要。當(dāng)然，考慮到實(shí)施的復(fù)雜性，在過(guò)渡期，可以采用申報(bào)參與阻塞收益分配，阻塞收益自動(dòng)計(jì)算方式。
多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)
構(gòu)建多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系是未來(lái)新型電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的機(jī)制保障，多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)技術(shù)方面亟待聚焦到構(gòu)建支撐新型電力系統(tǒng)運(yùn)行的多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系，開(kāi)展研究和突破創(chuàng)新，目前面臨以下挑戰(zhàn)：
交易規(guī)模放量后的省間市場(chǎng)優(yōu)化出清
目前的省間交易，交易量還不是很大，隨著典型送出省的新能源比例提升，指令性計(jì)劃的逐步放開(kāi)和省間市場(chǎng)的逐步完善，省間交易的交易量會(huì)逐步增長(zhǎng)，目前的省間交易有三個(gè)特點(diǎn)：一是省間交易存在交易路徑和潮流路徑的不匹配，電力市場(chǎng)優(yōu)化出清中，為了交易效率，預(yù)先設(shè)定了省間主體跨省買(mǎi)賣所經(jīng)過(guò)的輸電路徑。但電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，交流網(wǎng)絡(luò)的潮流不會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的輸電路徑輸送，在針對(duì)直流單通道開(kāi)展交易時(shí)，沒(méi)有太大問(wèn)題，但交直流混聯(lián)的多通道開(kāi)展放量交易就比較困難了。當(dāng)然，這不只是我國(guó)面臨的問(wèn)題，歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)也面臨同樣的挑戰(zhàn)，目前，歐洲已經(jīng)在朝著潮流路徑出清模式前進(jìn)；二是我國(guó)輸配電價(jià)按通道收取，這個(gè)對(duì)于不同省主體間買(mǎi)賣涉及不同的輸電費(fèi)，在市場(chǎng)優(yōu)化出清中要體現(xiàn)其中的差異，也就是說(shuō)市場(chǎng)出清和交易路徑間存在耦合關(guān)系，這點(diǎn)和歐洲統(tǒng)一市場(chǎng)解耦時(shí)計(jì)算收取輸電費(fèi)的方式存在較大差異；三是省間市場(chǎng)中不同省差異化出清價(jià)格的定價(jià)方法，目前因?yàn)檩旊娰M(fèi)與出清耦合的問(wèn)題，基本還是買(mǎi)賣主體以交易對(duì)成交的方式順序出清，買(mǎi)賣主體的市場(chǎng)中標(biāo)價(jià)格與對(duì)手方有關(guān)，而不是通行的電力市場(chǎng)中邊際定價(jià)方式，這是與歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)間的較大差異。
這三個(gè)特點(diǎn)決定了我國(guó)省間交易放量開(kāi)展面臨較大的挑戰(zhàn)，在技術(shù)層面需要做好儲(chǔ)備，歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)有Euphemia算法，可以初步支撐歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)的優(yōu)化出清計(jì)算，但從實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看，在優(yōu)化計(jì)算結(jié)果合理性和優(yōu)化求解性能等方面，還具有非常大的提升空間，要適應(yīng)更為復(fù)雜特點(diǎn)的省間市場(chǎng)出清技術(shù)支撐，一方面需要政策規(guī)則層面的進(jìn)一步探索推進(jìn)，另一方面也需要算法技術(shù)層面的提升。
非統(tǒng)調(diào)機(jī)組和市場(chǎng)化用戶批量放開(kāi)后的省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)
隨著《關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革的通知》以及后續(xù)的政策文件密集出臺(tái)，省級(jí)現(xiàn)貨試點(diǎn)省陸續(xù)開(kāi)始非統(tǒng)調(diào)機(jī)組和市場(chǎng)化用戶批量放開(kāi)工作，一方面是規(guī)則層面需要考慮，另一方面，從技術(shù)角度來(lái)看，初期考慮到配套規(guī)則成熟程度，以及技術(shù)支持系統(tǒng)支撐能力，非統(tǒng)調(diào)機(jī)組和市場(chǎng)化用戶大多是采用接受市場(chǎng)價(jià)方式變向參與，后續(xù)這些主體如果和PJM一樣放開(kāi)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)，節(jié)點(diǎn)規(guī)模接近PJM市場(chǎng)，考慮到我國(guó)市場(chǎng)優(yōu)化出清時(shí)間間隔是15分鐘，而美國(guó)市場(chǎng)基本是1小時(shí)，實(shí)際優(yōu)化計(jì)算規(guī)模大幅超過(guò)美國(guó)成熟運(yùn)營(yíng)的電力市場(chǎng)，這也需要省間現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)單位提前做好技術(shù)儲(chǔ)備。
省間省內(nèi)協(xié)調(diào)互動(dòng)的復(fù)雜市場(chǎng)規(guī)則驗(yàn)證與運(yùn)營(yíng)效果沙盤(pán)推演
我國(guó)省間省內(nèi)的多層次統(tǒng)一電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，目前來(lái)看，省間市場(chǎng)、省內(nèi)市場(chǎng)分別可以從歐美成熟運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)獲得一部分借鑒，但整個(gè)市場(chǎng)體系，沒(méi)有可以直接照搬的經(jīng)驗(yàn)，這套體系的規(guī)則設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。編制規(guī)則通過(guò)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)來(lái)檢驗(yàn)，一是反饋周期長(zhǎng)，二是沉沒(méi)成本太高，盡快建設(shè)一套能支撐“1+N”的全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)模擬推演系統(tǒng)，開(kāi)展中長(zhǎng)期、日前、實(shí)時(shí)和調(diào)度運(yùn)行全時(shí)間尺度的模擬推演，以支撐市場(chǎng)規(guī)則設(shè)計(jì)的驗(yàn)證與運(yùn)營(yíng)效果沙盤(pán)推演，目前來(lái)看是比較急迫的需求。（本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)）
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2022年第7期，作者供職于中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司。
