中國儲能網訊：關于“多層次”的認識
今年年初，國家發(fā)改委、國家能源局正式印發(fā)了《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），明確提出要健全多層次統(tǒng)一電力市場體系。筆者就多層次統(tǒng)一電力市場體系談談個人的一些基本思考。
“多層次”體現(xiàn)的是“多層次統(tǒng)一市場”的運營架構，其設計的出發(fā)點應該源于我國國情、網情基礎的實際需求導向。我國的調度模式是分級調度，國、分調中心調度相對應調度管轄范圍的國、分調機組，協(xié)調安排跨區(qū)跨省間聯(lián)絡線交換功率；省調則是需要調度省調管轄范圍的電力資源，保證電力實時平衡。這一基礎定位和平衡責任的差別，決定了我國電力市場的分層次差異性，具體來看：
全國性的省間電力市場更多的是對應于省間電力交換需求，目標是經濟、綠色，經濟性體現(xiàn)在通過更大范圍的市場，盡量以較低價的電力滿足購買需求，綠色屬性體現(xiàn)在通過在更大范圍的市場中，依托不同地域的電力互補特性和市場價格機制，提升新能源消納水平。從全國市場的目標定位來看，與歐洲統(tǒng)一電力市場有較多相近之處，歐洲統(tǒng)一電力市場也是希望能通過更大的市場范圍，來提升電力的經濟性（包括更低的價格水平和更低的備用、調頻等輔助服務預留成本），促進新能源消納。
省級電力市場更多地聚焦于更為經濟地保障省級控制區(qū)電力平衡的問題，目標是經濟、安全，也就是在保障電力系統(tǒng)運行安全的基礎上，盡量調用價格較低的電力資源滿足負荷需求（當然，負荷需求也可以在電能市場中基于價格響應自動削減）。這一基本目標和實際需求，決定了我國的省級電力市場，特別是現(xiàn)貨市場中，需要充分考慮電網安全約束，在這方面與美國電力市場有相近之處，更為經濟地優(yōu)化安排機組啟停、出力，滿足負荷需求，并確定市場價格，市場出清結果滿足靜態(tài)穩(wěn)定所對應的安全校核要求。
綜合來看，省間、省級市場的不同定位，對應于調度平衡與運行方式，實質上是全國市場優(yōu)化安排省間功率交換，省級市場優(yōu)化機組啟停、出力的分層協(xié)作過程，因為有了省間市場后，跨省的電力交換需求在省間市場中承載，考慮到省級現(xiàn)貨市場要做省級控制區(qū)內安全、經濟一體化的優(yōu)化，作為省級市場優(yōu)化出清的重要邊界條件，基于省間市場交易結果確定的省間聯(lián)絡線交換功率需要在省級市場出清前置入，因此從耦合關系來看，省間、省級電力市場存在一定的層級特征。
關于“統(tǒng)一”的認識
前文所述的“多層次”更多的是體現(xiàn)考慮調度運行等固有特征而展現(xiàn)出的電力市場外部特性。整個市場的良好運行，其實更難的是要體現(xiàn)“統(tǒng)一”。對于“統(tǒng)一”，筆者認為包括以下幾個維度：
省間市場和省內市場的統(tǒng)一
省間市場和省內市場存在一定的層級特征，這不代表這兩個市場間只體現(xiàn)為層次關系，考慮層級協(xié)作并且能良好運行的市場，市場間的內在關聯(lián)性應該是通過市場成員在不同市場間參與方式、收益方式的關聯(lián)性來體現(xiàn)，通過市場成員的競價決策來實現(xiàn)不同市場價格水平的有效銜接。從這個角度來看，省間市場和省內市場的統(tǒng)一體現(xiàn)在三個方面：一是市場主體的統(tǒng)一管理，對于不同調度層級所屬的市場主體參與省間市場和省內市場申報，應該有統(tǒng)一管理，這里面重點是要解決省內的負荷側主體是通過代理方式參與省間市場還是獨立參與省間市場的問題；二是出清結果執(zhí)行的統(tǒng)一明確，省級市場的市場主體，比如發(fā)電主體，既參與省間市場競爭，也參與省級市場競爭，對于出清結果的執(zhí)行有效性問題，由于省內現(xiàn)貨市場要做集中優(yōu)化出清的機組組合，從市場成員出清結果執(zhí)行有效性來看，省間市場中市場成員中標結果可以看作在省內現(xiàn)貨市場之外，該成員在省間市場購買的一份合約（可以是中長期、日前、日內等不同時間尺度購買），市場成員實際啟停安排應該以省內日前市場（可靠性機組組合）為基準，實際出力安排應該以省內實時市場為基準；三是結算方式的統(tǒng)一明確，考慮到省間備用共享市場的運行、調用與考核，實際依據的均是省間交換功率，參與主體應該是省級的代理，考慮到結算與計量效率，初期大部分用戶應該也是通過代理方式參與省間市場，省間市場以市場出清結果和省間實際交換功率為基準，采用代理結算，省內市場以省內市場出清結果、實際計量結果，結合省間市場交易結果，與省內市場主體進行結算。
省間市場不同商品品種的配置與統(tǒng)一協(xié)作
從省間市場定位來看，應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，輸電權和容量商品是否適合在省間市場配置有待進一步探討，這需要結合市場品種設計的出發(fā)點來綜合考慮，比如容量市場是以供應可靠性出發(fā)，解決長期容量充裕性問題，還是解決高成本機組收益補償問題，需要明確目標才可能指導后續(xù)設計。省間電能量市場，從時間尺度上，也涉及中長期、日前、實時不同時間尺度的電力市場統(tǒng)一，筆者認為，這個統(tǒng)一的落腳點應該是省間輸電通道的可用傳輸能力，中長期、日前、實時不同時間尺度的電力市場本質應該是在不同時間尺度上，優(yōu)化安排省間買、賣中標安排，層層遞進，逐步優(yōu)化利用省間通道的可用傳輸能力，因此，這涉及到對于省間通道可用傳輸能力的統(tǒng)一管理和動態(tài)更新。省間共享備用市場，不同于省內的備用市場，因為其實質是利用省間聯(lián)絡線功率交換調整來提供備用能力，參與的主體更多應該是省級電力公司代理，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)一管理和動態(tài)更新。
省內市場不同商品品種的配置與統(tǒng)一協(xié)作
從省內市場的定位來看，是更為經濟高效地完成省級電力平衡與運行安排，因此配置電能量商品和備用調頻等輔助服務商品，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)運行的容量充裕性和系統(tǒng)運行可靠性，筆者認為容量市場機制是非常必要的，當然考慮到實施的復雜性，在過渡期，可以通過容量補償機制實現(xiàn)部分激勵效果。最后，考慮到多個試點省現(xiàn)貨市場規(guī)則中發(fā)電側采用節(jié)點電價定價，隨著市場化用戶參與的逐步放開，電力用戶與發(fā)電企業(yè)簽訂中長期合約，以規(guī)避現(xiàn)貨價格波動風險，中長期合約交割的價格參考點如果與現(xiàn)貨結算不一致，比如發(fā)電主體與用戶主體以全網平均的負荷價格作為合約交割價，簽訂中長期雙邊合約，如果存在輸電阻塞，就會面臨阻塞帶來的收益損失風險，這個風險通過簽訂的中長期合約無法有效規(guī)避，從市場健康運營的角度，金融輸電權商品配置就非常必要。當然，考慮到實施的復雜性，在過渡期，可以采用申報參與阻塞收益分配，阻塞收益自動計算方式。
多層次統(tǒng)一電力市場是支撐新型電力系統(tǒng)建設的基礎
構建多層次統(tǒng)一電力市場體系是未來新型電力系統(tǒng)安全、經濟運行的機制保障，多層次統(tǒng)一電力市場技術方面亟待聚焦到構建支撐新型電力系統(tǒng)運行的多層次統(tǒng)一電力市場體系，開展研究和突破創(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，指令性計劃的逐步放開和省間市場的逐步完善，省間交易的交易量會逐步增長，目前的省間交易有三個特點：一是省間交易存在交易路徑和潮流路徑的不匹配，電力市場優(yōu)化出清中，為了交易效率，預先設定了省間主體跨省買賣所經過的輸電路徑。但電力系統(tǒng)實際運行中，交流網絡的潮流不會按照預先設定的輸電路徑輸送，在針對直流單通道開展交易時，沒有太大問題，但交直流混聯(lián)的多通道開展放量交易就比較困難了。當然，這不只是我國面臨的問題，歐洲統(tǒng)一電力市場也面臨同樣的挑戰(zhàn)，目前，歐洲已經在朝著潮流路徑出清模式前進；二是我國輸配電價按通道收取，這個對于不同省主體間買賣涉及不同的輸電費，在市場優(yōu)化出清中要體現(xiàn)其中的差異，也就是說市場出清和交易路徑間存在耦合關系，這點和歐洲統(tǒng)一市場解耦時計算收取輸電費的方式存在較大差異；三是省間市場中不同省差異化出清價格的定價方法，目前因為輸電費與出清耦合的問題，基本還是買賣主體以交易對成交的方式順序出清，買賣主體的市場中標價格與對手方有關，而不是通行的電力市場中邊際定價方式，這是與歐洲統(tǒng)一電力市場間的較大差異。
這三個特點決定了我國省間交易放量開展面臨較大的挑戰(zhàn)，在技術層面需要做好儲備，歐洲統(tǒng)一電力市場有Euphemia算法，可以初步支撐歐洲統(tǒng)一電力市場的優(yōu)化出清計算，但從實際運行效果來看，在優(yōu)化計算結果合理性和優(yōu)化求解性能等方面，還具有非常大的提升空間，要適應更為復雜特點的省間市場出清技術支撐，一方面需要政策規(guī)則層面的進一步探索推進，另一方面也需要算法技術層面的提升。
非統(tǒng)調機組和市場化用戶批量放開后的省內現(xiàn)貨市場運營
隨著《關于進一步深化燃煤發(fā)電上網電價市場化改革的通知》以及后續(xù)的政策文件密集出臺，省級現(xiàn)貨試點省陸續(xù)開始非統(tǒng)調機組和市場化用戶批量放開工作，一方面是規(guī)則層面需要考慮，另一方面，從技術角度來看，初期考慮到配套規(guī)則成熟程度，以及技術支持系統(tǒng)支撐能力，非統(tǒng)調機組和市場化用戶大多是采用接受市場價方式變向參與，后續(xù)這些主體如果和PJM一樣放開參與現(xiàn)貨市場，節(jié)點規(guī)模接近PJM市場，考慮到我國市場優(yōu)化出清時間間隔是15分鐘，而美國市場基本是1小時，實際優(yōu)化計算規(guī)模大幅超過美國成熟運營的電力市場，這也需要省間現(xiàn)貨市場建設單位提前做好技術儲備。
省間省內協(xié)調互動的復雜市場規(guī)則驗證與運營效果沙盤推演
我國省間省內的多層次統(tǒng)一電力市場運營，目前來看，省間市場、省內市場分別可以從歐美成熟運營的市場獲得一部分借鑒，但整個市場體系，沒有可以直接照搬的經驗，這套體系的規(guī)則設計更為復雜。編制規(guī)則通過市場運營來檢驗，一是反饋周期長，二是沉沒成本太高，盡快建設一套能支撐“1+N”的全國統(tǒng)一電力市場模擬推演系統(tǒng)，開展中長期、日前、實時和調度運行全時間尺度的模擬推演，以支撐市場規(guī)則設計的驗證與運營效果沙盤推演，目前來看是比較急迫的需求。（本文僅代表作者個人觀點）
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年第7期，作者供職于中國電力科學研究院有限公司。
