中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：梁彥杰 陳婉 中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心
黨的二十大報(bào)告提出，構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng)，深化要素市場(chǎng)化改革，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)體系。我國(guó)電力市場(chǎng)改革方向是一以貫之的。在2022年1月18日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布了《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)》（發(fā)改體改〔2022〕118號(hào)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“118號(hào)文”），提出了形成統(tǒng)一開(kāi)放、競(jìng)爭(zhēng)有序、安全高效、治理完善的電力市場(chǎng)體系。
01
實(shí)現(xiàn)更大范圍資源配置
對(duì)以實(shí)物交割為目的的市場(chǎng)而言，商品的物理流動(dòng)性決定了市場(chǎng)的范圍。市場(chǎng)自由流通的范圍越大，市場(chǎng)的效益就越大，市場(chǎng)主體可以在更大的范圍內(nèi)做出選擇，市場(chǎng)主體之間的競(jìng)爭(zhēng)更加充分。建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)既需要促進(jìn)電能在全國(guó)范圍內(nèi)自由流動(dòng)，也要考慮到當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)的客觀條件，循序漸進(jìn)。因此118號(hào)文提出的建設(shè)“全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系”，既包括頂層的國(guó)家市場(chǎng)，也包括省級(jí)電力市場(chǎng)和基于“國(guó)家區(qū)域重大戰(zhàn)略”的區(qū)域市場(chǎng)。
在“全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系”中，南方區(qū)域電力市場(chǎng)是首個(gè)開(kāi)展探索的區(qū)域市場(chǎng)，涵蓋了廣東、廣西、云南、貴州、海南五?。▍^(qū)）。與單一的省級(jí)市場(chǎng)相比，南方區(qū)域電力市場(chǎng)在更大范圍的電力資源配置和充足的電能流動(dòng)性之間取得了較好的平衡。南方五省（區(qū)）之間有著四通八達(dá)的電能聯(lián)絡(luò)通道，也是國(guó)家西電東送戰(zhàn)略的重要起點(diǎn)與落點(diǎn)，西電東送通道輸電能力最大超過(guò)5000萬(wàn)千瓦。
02
電力市場(chǎng)配置資源的魔力
南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場(chǎng)自2018年8月在全國(guó)率先啟動(dòng)試運(yùn)行，2021年11月進(jìn)入連續(xù)試運(yùn)行階段，目前已運(yùn)行滿1年。這一年中，既有電力供應(yīng)短時(shí)緊張的情況，又有春節(jié)、“十一”等假期的調(diào)峰壓力，同時(shí)還有臺(tái)風(fēng)等極端天氣的挑戰(zhàn)。市場(chǎng)機(jī)制在化解這些矛盾和問(wèn)題中扮演了重要的角色。
春節(jié)期間的調(diào)峰是電力系統(tǒng)運(yùn)行面臨的傳統(tǒng)難題，廣東經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、外來(lái)務(wù)工人員多，春節(jié)負(fù)荷僅是平日的三分之一，以往為了適應(yīng)如此低的負(fù)荷，需要安排機(jī)組深度調(diào)峰至30%甚至更低。預(yù)計(jì)到春節(jié)負(fù)荷低，電價(jià)很可能下降，綜合考慮了成本與收益，2022年春節(jié)前一些電廠提前做好了春節(jié)生產(chǎn)安排，主動(dòng)停機(jī)放假，春節(jié)期間調(diào)峰順暢。
廣東經(jīng)驗(yàn)證明了電力市場(chǎng)是保障電力供應(yīng)、化解調(diào)峰矛盾、實(shí)現(xiàn)能源價(jià)格傳導(dǎo)的有效手段，為南方區(qū)域電力市場(chǎng)的建設(shè)提供了極為有益的經(jīng)驗(yàn)。
南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)成果讓我們看到了電力市場(chǎng)配置資源的魔力，占廣東電力供應(yīng)三分之一的西電開(kāi)啟市場(chǎng)化進(jìn)程成為了繼續(xù)深化改革的新目標(biāo)。建設(shè)南方區(qū)域電力市場(chǎng)正是落實(shí)這一改革目標(biāo)的重要抓手。
03
南方區(qū)域電力市場(chǎng)建設(shè)的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)
南方區(qū)域電力市場(chǎng)的交易，按地域范圍看，可分為跨省與省內(nèi)；按電量成分看，可分為優(yōu)先計(jì)劃、中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨和輔助服務(wù)。相比南方（以廣東起步）電力市場(chǎng)，區(qū)域電力市場(chǎng)面臨很多全新的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)在世界范圍內(nèi)也少有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。
市場(chǎng)建設(shè)面臨的首要問(wèn)題是市場(chǎng)建設(shè)的協(xié)商決策機(jī)制。省級(jí)市場(chǎng)建設(shè)中有對(duì)應(yīng)的一級(jí)政府作為市場(chǎng)建設(shè)的第一責(zé)任單位，牽頭組織各方及市場(chǎng)管理委員會(huì)進(jìn)行決策。區(qū)域電力市場(chǎng)條件下，需要建立一種機(jī)制，在國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局的指導(dǎo)下，協(xié)調(diào)推進(jìn)市場(chǎng)建設(shè)，落實(shí)南方區(qū)域電力市場(chǎng)建設(shè)主體責(zé)任，審議市場(chǎng)建設(shè)相關(guān)的規(guī)范性文件，研究解決市場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中的重要問(wèn)題。在對(duì)比研究多種協(xié)商機(jī)制后，結(jié)合各機(jī)制實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，包含政府主管部門(mén)、電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電集團(tuán)代表的聯(lián)席會(huì)議機(jī)制成為最佳選擇。
跨省輸電價(jià)在現(xiàn)貨市場(chǎng)出清中的設(shè)計(jì)是擺在區(qū)域市場(chǎng)設(shè)計(jì)的第一個(gè)技術(shù)難題。世界范圍內(nèi)集中式電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的模型都沒(méi)有包含輸配電價(jià)。其主要的理論依據(jù)為：當(dāng)輸配電價(jià)與用電路徑無(wú)關(guān)時(shí)，在滿足電力平衡的條件下，目標(biāo)函數(shù)中的輸配電價(jià)對(duì)優(yōu)化結(jié)果和優(yōu)化價(jià)格均不產(chǎn)生影響。在統(tǒng)一輸配電價(jià)價(jià)區(qū)內(nèi)，滿足電力平衡的輸配電費(fèi)總額是固定的，因此在現(xiàn)貨市場(chǎng)出清模型中可不考慮輸配電價(jià)，以改善模型的復(fù)雜度。
但是跨省輸電價(jià)與省內(nèi)輸配電價(jià)有著不同的機(jī)制。省內(nèi)市場(chǎng)的輸配電價(jià)一般全省都在同一價(jià)區(qū)，因此市場(chǎng)模型無(wú)需考慮輸配電價(jià)的影響?？缡≥旊妰r(jià)則與跨省輸電的路徑和傳輸功率有關(guān)，當(dāng)電能從廣東省內(nèi)發(fā)電主體向用戶供電時(shí)，無(wú)需收取跨省輸電價(jià)，而當(dāng)電能是由省外發(fā)電主體向用戶供電時(shí)，需要額外收取跨省輸電價(jià)。
雖然電力系統(tǒng)無(wú)法知曉電能的流向，但是根據(jù)電力平衡的關(guān)系，只要存在跨省交易，就會(huì)產(chǎn)生跨省輸電電量。南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)創(chuàng)造性地應(yīng)用了跨省輸電電量作為跨省輸電費(fèi)的電量基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了跨省輸電價(jià)體系融入現(xiàn)貨市場(chǎng)出清設(shè)計(jì)中。省外電源加上跨省輸電價(jià)后即可與省內(nèi)電源同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，不同省的電源加上其對(duì)應(yīng)的跨省輸電價(jià)，亦可與其他省電源同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，保障了電源側(cè)競(jìng)爭(zhēng)的公平性，也保障了用戶的利益。
西電東送框架協(xié)議及國(guó)家指令性計(jì)劃（統(tǒng)稱(chēng)跨省優(yōu)先計(jì)劃）與市場(chǎng)化交易的銜接是南方區(qū)域電力市場(chǎng)面臨的主要政策銜接問(wèn)題。在電力計(jì)劃時(shí)期，優(yōu)先計(jì)劃按照總量執(zhí)行原則，根據(jù)執(zhí)行情況事后分解結(jié)算計(jì)劃電量。在市場(chǎng)機(jī)制形成后，不同時(shí)段價(jià)格不同，事后分解對(duì)市場(chǎng)主體的預(yù)期和決策均有不確定性。
南方區(qū)域電力市場(chǎng)創(chuàng)造性地提出跨省輸電優(yōu)先計(jì)劃保障執(zhí)行、優(yōu)先計(jì)劃合約分解到廠、偏差電量現(xiàn)貨結(jié)算的銜接機(jī)制?？缡≥旊妰?yōu)先計(jì)劃保障執(zhí)行承接了國(guó)家西電東送戰(zhàn)略，平衡核算作為受端省的電力基礎(chǔ)，消除了受端對(duì)于電力供應(yīng)的擔(dān)憂。優(yōu)先計(jì)劃合約分解到廠落實(shí)了優(yōu)先計(jì)劃保障責(zé)任，合同照付不議，保障了西電東送電源的利益。運(yùn)行的偏差電量則通過(guò)現(xiàn)貨價(jià)格結(jié)算，使得優(yōu)先計(jì)劃在調(diào)度運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益上獲得了充分的靈活性，既保障了主體利益，又保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
水庫(kù)運(yùn)用和梯級(jí)流域關(guān)系也是市場(chǎng)設(shè)計(jì)需要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。南方區(qū)域范圍內(nèi)水電裝機(jī)占比約為三分之一，是南方區(qū)域重要的一次能源。水電雖然機(jī)組調(diào)節(jié)速率快、開(kāi)機(jī)時(shí)間短、運(yùn)行靈活，但是仍然受到水庫(kù)運(yùn)行的約束。水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行含有非線性約束，無(wú)法直接與現(xiàn)貨市場(chǎng)出清模型相銜接。若完全不考慮水庫(kù)運(yùn)行的控制要求，將可能難以匹配市場(chǎng)運(yùn)行邊界，不僅導(dǎo)致水能利用率下降，甚至進(jìn)一步影響出清的有效性和供電可靠性。
通過(guò)對(duì)水庫(kù)運(yùn)行控制要求開(kāi)展深入研究后，將流域梯級(jí)水電群水位控制約束、水位庫(kù)容約束等非線性約束進(jìn)行近似化、線性化建模處理，將線性化的復(fù)雜流域梯級(jí)水電運(yùn)行約束內(nèi)嵌至電力現(xiàn)貨出清模型之中，構(gòu)建了考慮流域梯級(jí)水電復(fù)雜運(yùn)行特性的出清模型。這解決了大規(guī)模流域梯級(jí)水電群參與市場(chǎng)的問(wèn)題，提高了市場(chǎng)整體的社會(huì)效益。
南方五省（區(qū)）電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、交直流混聯(lián)、多端直流互聯(lián)等特點(diǎn)導(dǎo)致南方區(qū)域電力市場(chǎng)模型規(guī)模十分龐大，除了考慮傳統(tǒng)電力市場(chǎng)出清約束以外，還需要考慮上述南方區(qū)域電力市場(chǎng)所特有的約束控制要求。出清計(jì)算時(shí)間隨著模型的規(guī)模擴(kuò)大呈指數(shù)型的增長(zhǎng)，而市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)對(duì)計(jì)算時(shí)間有著非常嚴(yán)格的要求，按照南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)施細(xì)則，從申報(bào)結(jié)束到發(fā)布信息，中間僅有4小時(shí)30分鐘，這對(duì)南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)出清系統(tǒng)提出了嚴(yán)苛的要求。南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化電力平衡建模方式、出清系統(tǒng)云化建設(shè)、邊界條件校驗(yàn)技術(shù)及優(yōu)化模型數(shù)學(xué)改進(jìn)等方式持續(xù)優(yōu)化出清效率。從最初一輪SCUC（安全約束機(jī)組組合）的出清計(jì)算時(shí)間超6小時(shí)，至目前基本穩(wěn)定在2小時(shí)左右，出清效率顯著提高。
04
為邁進(jìn)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)提供南方經(jīng)驗(yàn)
區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)過(guò)程面臨的諸多問(wèn)題，南方區(qū)域電力市場(chǎng)均嘗試做出了回答。2022年7月23日，南方區(qū)域電力市場(chǎng)正式啟動(dòng)試運(yùn)行，成為全國(guó)首個(gè)進(jìn)入試運(yùn)行的區(qū)域電力市場(chǎng)。電力市場(chǎng)建設(shè)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，“深入推進(jìn)改革創(chuàng)新”“構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng)”的過(guò)程中，也會(huì)面臨政策邊界、機(jī)制設(shè)計(jì)及市場(chǎng)理念等難題，南方區(qū)域電力市場(chǎng)作為全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的重要一環(huán)，希望能為全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系建設(shè)提供南方經(jīng)驗(yàn)。
