中國儲能網(wǎng)訊：
充分調(diào)動省間交易靈活性保障電力安全供應(yīng)
——訪睿博能源智庫（RAP）中國項目研究員高馳
隨著能源轉(zhuǎn)型的不斷深化及電力資源的多樣化，確保系統(tǒng)供電安全變得更加復(fù)雜。如何通過調(diào)動省間電力交易靈活性保障電力安全供應(yīng)？省間電力交易應(yīng)如何進一步優(yōu)化？對此，本刊記者專訪了睿博能源智庫（RAP）中國項目研究員高馳。
《中國電業(yè)與能源》：隨著高比例新能源的并網(wǎng)接入，我國電力系統(tǒng)發(fā)生了哪些深刻變化？電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)現(xiàn)狀如何？
高馳：隨著波動性可再生能源和電氣化的迅速擴張，供給和需求側(cè)波動幅度進一步擴大，且提前精準預(yù)測發(fā)用電曲線的難度也逐步增加，導(dǎo)致我國確保供電安全的重要挑戰(zhàn)從確保系統(tǒng)在用電高峰時擁有足額的尖峰容量，轉(zhuǎn)化為確保系統(tǒng)時時刻刻都擁有足夠的靈活性，使其能在較短的反應(yīng)時間內(nèi)維持系統(tǒng)的供需平衡。
所謂靈活性，是指電力系統(tǒng)能夠快速、有效地調(diào)整供需平衡以滿足實時電能需求的能力。上述挑戰(zhàn)并非我國獨有，放眼全球，所有能源轉(zhuǎn)型較深入的國家都越發(fā)感覺到系統(tǒng)靈活性的稀缺。相較于其他國家，我國的資源稟賦和歷史遺留問題使得靈活性缺口更為突出，解決難度也更大。因此，我國需要用更加多元的手段增強靈活性。
我國在多個政策文件中一再強調(diào)靈活性對于供電安全的重要作用。國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于做好2020年能源安全保障工作的指導(dǎo)意見》提出，“著眼應(yīng)對我國能源供應(yīng)體系面臨的各種風(fēng)險挑戰(zhàn)，著力增強供應(yīng)保障能力，提高能源系統(tǒng)靈活性?！比欢?，目前我國提升系統(tǒng)靈活性仍聚焦于對“硬件”的改造。
雖然升級“硬件”是提升系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵一環(huán)，但通過升級“軟件”來優(yōu)化、深挖已有的電力資源已經(jīng)刻不容緩。新型電力系統(tǒng)“硬件”需要新的運行及激勵才能夠最大程度地發(fā)揮潛力。所謂“軟件”，是指通過市場規(guī)則、體制機制改革等手段，重新調(diào)整電力系統(tǒng)的種種激勵機制并消除障礙，來達到優(yōu)化已有資源和未來資源的目的。對“軟件”的優(yōu)化雖然會影響現(xiàn)有的利益配置方式，卻是電力體制改革必須跨過的坎。唯有如此，才能夠破除所謂“能源不可能三角”的束縛，在達成“雙碳”目標的同時，以較低的成本保證能源供給安全。
《中國電業(yè)與能源》：省間電力交易作為電力供需平衡調(diào)節(jié)的重要一環(huán)，當(dāng)前市場運行情況如何？
高馳：目前在國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)，省間電力交易主要由省間現(xiàn)貨市場和省間中長期市場構(gòu)成。其中，省間現(xiàn)貨市場的前身是2017年建立的跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨試點，其建立初衷主要是為了可以跨省利用富余可再生能源，降低棄風(fēng)棄光率。自2021年起，跨區(qū)跨省現(xiàn)貨交易試點開始允許可再生能源以外的資源參與市場，形成省間現(xiàn)貨市場。也是自2021年開始，北京電力交易中心開始試行省間中長期交易，并且在短時間內(nèi)擴大了市場化的步伐。僅2022年，省間市場交易電量（含中長期和現(xiàn)貨）總量就達到了10362億千瓦時，與2021年相比增長了47.5%，約涵蓋電力使用總量的12%。
目前，在國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)域的省間電力交易主要分以下幾種：
一是省間中長期交易，交易品種分為跨區(qū)跨省優(yōu)先發(fā)電計劃、跨區(qū)跨省電力直接交易、跨區(qū)跨省外送交易、省間合同交易。
跨區(qū)跨省優(yōu)先發(fā)電計劃是指按照政府定價或同等優(yōu)先原則，優(yōu)先出售電力電量，通常用來保障風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源優(yōu)先發(fā)電?，F(xiàn)階段優(yōu)先發(fā)電電量被視為廠網(wǎng)雙邊交易電量，納入中長期交易范疇。定價方式采取行政定價（多是保量保價，未來可能保量競價）。
跨區(qū)跨省電力直接交易又稱點對點交易，指發(fā)電企業(yè)與其他省的電力用戶、售電公司按照自愿參與、自主協(xié)商的原則直接進行的購售電交易，電網(wǎng)企業(yè)按規(guī)定提供輸配電服務(wù)。定價方式采取市場定價。
跨區(qū)跨省外送交易又稱點對網(wǎng)或網(wǎng)對網(wǎng)交易，也就是發(fā)電企業(yè)與電網(wǎng)，或電網(wǎng)與電網(wǎng)之間開展的跨區(qū)跨省購售電交易。過去通過電網(wǎng)企業(yè)“統(tǒng)購統(tǒng)銷”，在送電省買入電力，在受電省賣出電力，現(xiàn)轉(zhuǎn)為“代理購電”。定價方式采取市場定價。
省間合同交易指不影響相關(guān)方利益的前提下，通過市場化交易方式實現(xiàn)市場主體之間合同電量的有償出讓和買入。合同交易按照組織類型分為合同回購、合同轉(zhuǎn)讓和合同置換。定價方式采取市場定價。
二是省間現(xiàn)貨市場交易。主要是指在落實省間中長期交易基礎(chǔ)上，利用省間通道剩余輸電能力，開展省間日前、日內(nèi)電能量交易。目前每15分鐘為一個交易時段。定價方式采取市場定價（交易價格限制與中長期交易相比更寬松）。
目前省間交易設(shè)置有兩個特征：一是交易品種多以中長期物理合同為主，現(xiàn)貨市場屈居次位，起補充作用。二是行政定價（調(diào)度）和市場定價（調(diào)度）并存，且行政調(diào)度的優(yōu)先級往往高于市場出清的結(jié)果。電力市場的安全運行雖然不能完全脫離以上提到的這兩個特征，然而高效的電力市場運行往往會盡可能地尊重市場運行的結(jié)果。行政調(diào)度干涉過多往往會導(dǎo)致省間電力交易無法更好地支持電力系統(tǒng)靈活性與系統(tǒng)安全。
《中國電業(yè)與能源》：目前我國省間交易市場存在哪些問題與挑戰(zhàn)？
高馳：目前省間中長期交易與省間現(xiàn)貨市場交易面臨不同的問題與挑戰(zhàn)。
在省間中長期交易方面，電量仍然是以年度為單位進行交易，并預(yù)先分配到更小的時間單位上（如季度或月度），且實際輸送的電量必須滿足合同簽訂的電量，出現(xiàn)偏差就會受到偏差考核，需要繳納額外罰金。即便目前中長期合同的執(zhí)行允許不同的分解方式，且可以通過跨省跨區(qū)合同交易來出售月度及月內(nèi)發(fā)電權(quán)和用電權(quán)，但交易過程仍需要幾天時間才能完成。換言之，這種較粗時間顆粒的調(diào)整方式不足以支持系統(tǒng)的短期（例如小時級）靈活性。
省間中長期物理合同的剛性約束和提前簽訂會放大各省對本省電力安全的顧慮，從而導(dǎo)致原本可以跨省利用的資源由于過分謹慎的安全考量被留在了本省。例如，銀東直流連接寧夏和山東，在2022年嘗試了中長期“點對點”交易。在60億千瓦時的年度電量中，第一季度市場出清了14億千瓦時，然而經(jīng)西北調(diào)度安全校核后，卻只放行了5億千瓦時的電量，其他的電量都因為安全原因，盡數(shù)留在了西北。這一截留決定和中長期預(yù)先固定外送電量有著密不可分的關(guān)系。
站在調(diào)度側(cè)的角度來看，西北調(diào)度必須在年初時作出決定，是否批準未來三個月的外送電量，且一旦作出決定，物理合同的剛性執(zhí)行意味著這些電量會根據(jù)合同鎖定的電量被送至省外。屆時，哪怕本省電力供需形勢緊張，也必須按照合同規(guī)定的電量把電送出去。正如今年云南和貴州所陷入的困境，即使云貴兩省上半年水電發(fā)電量大幅減少，但因為年初已經(jīng)簽了跨省中長期合同，在供電緊張的情況下兩省依舊需要按照合約送電。而各省為了避免這一窘境，可能會截留多于系統(tǒng)安全所需的容量，從而給省間交易帶來了不必要的壁壘。
矛盾的是，物理執(zhí)行中長期合同的初衷主要是為了通過事先確保調(diào)度電量來保障電力系統(tǒng)的安全，然而這一設(shè)置卻會導(dǎo)致系統(tǒng)更為僵化，稀釋系統(tǒng)的靈活性。靈活性資源的要求在于能夠為系統(tǒng)提供即時的服務(wù)，而中長期按年度簽約而后預(yù)先分解電量的做法不僅沒有辦法在靈活性上為系統(tǒng)作出貢獻，還會擠占原本可以用于支持系統(tǒng)靈活性的資源，限制省間的靈活性資源余缺共濟。
通過研讀已有的市場規(guī)則，可以看出一些調(diào)度中心已經(jīng)認識到了物理執(zhí)行的中長期合同對系統(tǒng)靈活性的制約，并希望通過行政手段為調(diào)度注入靈活性。南方電網(wǎng)區(qū)域的《南方區(qū)域跨省（區(qū)）應(yīng)急調(diào)度暫行規(guī)則》提出為了保供電、保消納，調(diào)度中心可以通過應(yīng)急調(diào)度的手段調(diào)整跨省跨區(qū)日前及日內(nèi)計劃。該規(guī)則指出，在實施應(yīng)急調(diào)度時，在“原則上，優(yōu)先調(diào)減已有跨省中長期交易計劃”。換言之，這個規(guī)則的主旨可以被理解為希望通過行政手段，給目前以中長期為主的省間調(diào)度計劃增加一些靈活性。
而另一方面，省間電力現(xiàn)貨市場很適合增強系統(tǒng)的靈活性與系統(tǒng)安全。2022年夏天，由于氣候干旱，四川的水電站來水量較預(yù)期有很大缺口，導(dǎo)致水電站通過政府間協(xié)議送浙江的電量也下降了三四成。為了補充電力缺口，國網(wǎng)浙江省電力有限公司推動全省外來電“應(yīng)購盡購”。7月至8月間，浙江省從省間現(xiàn)貨市場收購了40億千瓦時的電量補充電力缺口，從而成功規(guī)避了大規(guī)模的停電事件。這也直接說明了，省間電力現(xiàn)貨市場為應(yīng)對滿足尖峰負荷、提升系統(tǒng)靈活性，起到了不可或缺的作用。
然而，目前省間現(xiàn)貨交易卻還有許多困難，尤其表現(xiàn)在省間現(xiàn)貨市場的交易額度仍然非常小。國家電力調(diào)度中心的數(shù)據(jù)顯示，2022年省間市場交易電量總量為10362億千瓦時，而省間現(xiàn)貨市場交易總量僅達278億千瓦時，約占省間交易的2.7%。
導(dǎo)致交易額度如此小的原因主要有兩點。首先，省間電力現(xiàn)貨市場的許多規(guī)則延續(xù)了跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易市場的規(guī)則，也就是延續(xù)了其“富余”的本質(zhì)。省間的電力調(diào)度會優(yōu)先調(diào)度優(yōu)先發(fā)電計劃以及其他的中長期合同，而唯有發(fā)電和輸電容量仍有富余時，才會允許將剩余量放在省間現(xiàn)貨市場上出售。在中長期電量仍占絕大部分交易電量的當(dāng)下，這種區(qū)別對待會嚴重擠壓省間現(xiàn)貨市場的空間。
其次，與省間中長期交易類似，目前以安全為名的省間貿(mào)易壁壘仍然存在。《省間電力現(xiàn)貨交易規(guī)則（試行）》中明確指出了“交易節(jié)點內(nèi)部平衡緊張時，節(jié)點內(nèi)部賣方市場主體不得在省間電力現(xiàn)貨交易中賣出電能”。可是此處的“電力平衡是否緊張”目前尚未有公開、透明的標準。
《中國電業(yè)與能源》：國際上是如何在維持區(qū)域自主調(diào)度權(quán)和規(guī)劃權(quán)基礎(chǔ)上更好地處理余缺共濟問題呢？
高馳：從理論上來講，一個完全統(tǒng)一調(diào)度的區(qū)域現(xiàn)貨市場（例如美國PJM或是CAISO等RTO/ISO），可以達成區(qū)域整體效益的最大化。在最理想的情況下，最有效且直接的方法是直接在全國各區(qū)域建立統(tǒng)一調(diào)度的區(qū)域現(xiàn)貨市場。然而目前我國承擔(dān)電力保供責(zé)任仍大多以省為基本單位，且能源政策相關(guān)的變化也會對省內(nèi)經(jīng)濟的走向產(chǎn)生影響。換言之，上述復(fù)雜的利益關(guān)系和事權(quán)劃分等現(xiàn)實限制可能會對區(qū)域現(xiàn)貨市場的形成帶來阻礙。不過，國際上也有一些方法可以在維持各省自主調(diào)度權(quán)和規(guī)劃權(quán)的基礎(chǔ)上更好地達成區(qū)域內(nèi)余缺共濟的目的，并且在互利共贏的基礎(chǔ)上逐步朝著區(qū)域現(xiàn)貨市場的方向改變。
在美國西部建立了一個“能源平衡市場”（Energy Imbalance Market，以下簡稱EIM）來實現(xiàn)近乎實時的能源交易。EIM自2014年開始運營，是一個每5分鐘進行出清的區(qū)域?qū)崟r電能量市場，現(xiàn)為美國西部10個州內(nèi)的多個地區(qū)提供實時的平衡服務(wù)。與一個完整的區(qū)域現(xiàn)貨市場相比，EIM是在滿足各地區(qū)供電安全，尊重各地區(qū)電力系統(tǒng)自主控制權(quán)的基礎(chǔ)上，通過擴大實時電能量市場的覆蓋范圍來增進區(qū)域間的交流互通和靈活性。
EIM地區(qū)間輸電容量采取的是各地區(qū)自愿無償捐獻的原則。具體而言，輸電容量主要由兩種方式構(gòu)成。第一種是可用輸電能力傳輸（Available Transfer Capability Transmission），和目前我國省間現(xiàn)貨傳輸?shù)姆椒愃?，亦即EIM只會使用地區(qū)間通道的剩余輸電能力來進行地區(qū)間的電力交換。第二種是輸電權(quán)持有傳輸（Interchange Right Holder Transmission），是指參與地區(qū)主動提前預(yù)留出部分傳輸容量，供EIM調(diào)度中心控制。無論通過哪種方式，這部分容量都是無償貢獻給EIM調(diào)度中心的。這也意味著經(jīng)由EIM交易的電力不會額外收取傳輸費用，從而降低了各地區(qū)之間的交易壁壘。經(jīng)由EIM傳輸?shù)碾娏勘揪拖鄬^少，且參與EIM的地區(qū)會因為引入較便宜的外區(qū)電力而為該地區(qū)帶來明顯的經(jīng)濟效益。在許多地區(qū)，電力管理部門通常也是該地區(qū)的傳輸線路資產(chǎn)擁有者，所以在算總賬時會發(fā)現(xiàn)哪怕免費貢獻出一部分傳輸容量供EIM使用，帶來的收益也遠大于傳輸線的使用費用。
《中國電業(yè)與能源》：如何解決我國目前省間交易存在的問題？
高馳：從實踐的角度來說，我國可以考慮依托目前的區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場的已有框架和機構(gòu)設(shè)置，將區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場和省間現(xiàn)貨市場融為一體，創(chuàng)造一個類EIM的省間實時電能量市場。
具體而言，一是高頻率的市場出清可以直接為系統(tǒng)注入靈活性，讓受端可以靠EIM應(yīng)對無法提前預(yù)測的小規(guī)模電力缺口。二是經(jīng)過協(xié)商，允許各市場參與區(qū)域自主選擇，提前預(yù)留現(xiàn)貨輸電容量供省間現(xiàn)貨市場使用將有助于增加現(xiàn)貨交易額度，并打破中長期電量傳輸?shù)臄D占。換言之，正如當(dāng)前中長期合同大多有“固定的”傳輸通道和容量，若省間現(xiàn)貨市場從其“富余”的性質(zhì)中更進一步，在各省之間開設(shè)省間現(xiàn)貨專屬傳輸通道，會有助于省間現(xiàn)貨市場起到更大的作用。三是自動化的檢測流程可以科學(xué)、合理地處理各省的安全顧慮，在保證各省自身電力系統(tǒng)安全的情況下參與市場。四是允許發(fā)電企業(yè)的閑置容量自由參與EIM，可以在增加交易額度的同時打破省間的交易壁壘。
目前EIM的出現(xiàn)為美國西部各市場參與區(qū)域維持自主調(diào)度和區(qū)域統(tǒng)一調(diào)度之間找到了一個平衡。誠然，EIM的市場參與者雖然無法享受區(qū)域輸電組織（RTO）的其他服務(wù)（例如輔助服務(wù)），然而對于增強區(qū)域間余缺共濟，提升區(qū)域靈活性，EIM的作用無疑是巨大的。截至2023年7月，EIM已經(jīng)在10年間給整個美國西部區(qū)域帶來了近42億美元的收益。
此外，針對我國省間電力交易發(fā)展現(xiàn)狀，我還有以下兩點建議：
在有省內(nèi)現(xiàn)貨市場（試）運行的省份，省間中長期電力交易和優(yōu)先發(fā)電合同應(yīng)使用金融合同（或稱差價合約）：調(diào)度以現(xiàn)貨市場出清結(jié)果為準，而中長期金融合同僅作為發(fā)用雙方對沖風(fēng)險的工具。脫離了物理合同，不僅可以消解送出省對固定外送電的擔(dān)憂，也可以解鎖更多電量參與省間現(xiàn)貨市場。
放開政府間合同和優(yōu)先發(fā)電合同，允許全部可再生能源直接參與省間現(xiàn)貨市場，且嚴格按照經(jīng)濟調(diào)度的模式來管理出清順序。政府間合同和優(yōu)先發(fā)電合同的價格和調(diào)度電量都是預(yù)先決定好的，且不參與市場。這類合同雖然為保消納起到了重要作用，但是長此以往不僅會扭曲價格信號，還會擴大計劃電價和市場電價之間的窟窿。而關(guān)于優(yōu)先發(fā)電，若所有的資源都嚴格按照經(jīng)濟調(diào)度出清，可再生能源由于其邊際成本低于其他資源，自然會首先被調(diào)度，不需要用行政的方式進行優(yōu)先發(fā)電調(diào)度。
目前許多討論電力體制改革的視角都是以從上到下的角度進行分析，也就是強調(diào)中央構(gòu)建新框架、出臺新政策來改變現(xiàn)狀。然而，從下往上的角度也十分重要：如何從目前的事權(quán)劃分和利益分配出發(fā)，通過在各地區(qū)間構(gòu)建新的利益合作點，讓各省有更多原動力來主動支持擴大省間電力交易的范圍。
雖然EIM市場仍無法覆蓋一個完整的區(qū)域電力市場所帶來的全面效益，然而這些建議是在現(xiàn)有的框架下，在短期就可以實現(xiàn)的漸進式改變，且各省都會因為從中受益而愿意推動進一步的區(qū)域市場化改革。從長遠來看，這種改變也會使得各省更加依賴外省的電力資源，并自然地助推在未來形成更完整的區(qū)域電力市場。當(dāng)然，關(guān)于省間和省內(nèi)市場的交易時序等諸多問題，在未來區(qū)域電力市場逐漸形成的過程中，也都需要得到更深入的討論。
