摘 要：作為有代表性的省級市場，浙江電力現(xiàn)貨市場在建設和運行中遇到了若干挑戰(zhàn)。首先，對浙江電 力現(xiàn)貨市場的特點進行分析；其次，對影響節(jié)點邊際電價計算準確性的因素進行研究和討論，并提出相應 的改進措施；最后，結合調(diào)度運行經(jīng)驗，從市場設計和運行機制 2 個層面，對省級電力現(xiàn)貨市場建設提出 技術建議，以期推動省級電力現(xiàn)貨市場的平穩(wěn)有序發(fā)展。
（來源：中國電力 作者：胡朝陽，馮冬涵，滕曉畢，曾佳妮）
0 引言
按照國家發(fā)展改革委辦公廳、國家能源局綜 合司《關于開展電力現(xiàn)貨市場建設試點工作的通 知》（發(fā)改辦能源〔2017〕1 453 號）要求，浙江 成為中國 第 1 批 8 個電力現(xiàn)貨市場試點省份之 一。浙江電力現(xiàn)貨市場設計由美國 PJM 公司和中 國電科院組成的聯(lián)合體中標，其設計思路基本遵 循了美國標準電力市場設計體系（SMD）。除了 金融輸電權（FTR）放在市場二期建設方案實現(xiàn) 外，美國標準電力市場設計體系的其他三大基 石[1]—主輔市場聯(lián)合優(yōu)化、節(jié)點邊際電價和多 結算系統(tǒng)在浙江電力現(xiàn)貨市場全部采用。在全國 電力現(xiàn)貨市場試點省份中，浙江市場設計理念比 較先進，設計方案比較復雜，在一定程度上能夠 代表電力現(xiàn)貨市場發(fā)展方向。因此，研究和討論 浙江電力現(xiàn)貨市場的關鍵問題，對于推進全國省 級電力現(xiàn)貨市場建設具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1 浙江電力現(xiàn)貨市場的特點分析
浙江電力現(xiàn)貨市場主要包括日前市場和實時市場。日前市場機組和負荷雙邊報價，優(yōu)化目標 函數(shù)是社會福利最大化；實時市場是機組報價的 單邊市場，優(yōu)化目標函數(shù)是全網(wǎng)購電成本最小。 日前市場出清結果是金融性質，只具有財務結算 意義；實時市場出清結果是物理性質，必須調(diào)度 執(zhí)行。日前市場和實時市場均進行主能量和備用 輔助服務的聯(lián)合優(yōu)化，但是日前市場計算出的備 用價格只有指示意義，并不用于結算，而實時市 場計算出的備用價格將用于結算。AGC 調(diào)頻輔助 服務市場在實時市場前 1h 運行，屬于順序出清 的范疇。
浙江電力現(xiàn)貨市場機組執(zhí)行所在節(jié)點的節(jié)點 邊際電價，負荷執(zhí)行所有節(jié)點以用電量為權重的 加權平均節(jié)點邊際電價。換句話說，全網(wǎng)負荷都 是統(tǒng)一價格，這種做法可以避免負荷出于電價考 慮的大量轉移，有利于市場初期的平穩(wěn)起步。同 時，由于負荷側支付的電費總額并未改變，阻塞 盈余未受到影響。
浙江電力現(xiàn)貨市場進行考慮安全約束的機組 組合和經(jīng)濟調(diào)度計算，機組報價是標準的三部制 報價—電能報價、機組啟動成本和機組空載成 本。三部制報價的最大好處是確保進入機組組合 的機組所有成本都能得到補償，有利于鼓勵發(fā)電 容量的長期投資。
1.1 對主輔聯(lián)合優(yōu)化的探討
相對主輔聯(lián)合優(yōu)化，先進行主能量市場優(yōu) 化，再進行輔助服務市場優(yōu)化的做法稱為順序優(yōu)化。主能量市場與輔助服務市場間存在較強的耦 合關系，主輔聯(lián)合優(yōu)化可在優(yōu)化過程中綜合考慮 發(fā)電成本和輔助服務成本，促進備用成本下降， 提高發(fā)電商參加輔助服務市場的積極性[2]。主輔 聯(lián)合優(yōu)化的缺點是增加了優(yōu)化計算量和技術支持 系統(tǒng)復雜性，同時也增加了機組報價的難度，因 此起步階段一般是主能量和一種輔助服務聯(lián)合優(yōu) 化，浙江電力現(xiàn)貨市場也是如此，盡管已經(jīng)確定 主能量和備用輔助服務聯(lián)合優(yōu)化，但在試運行中 實際做法是將備用報價設為零。
1.2 對節(jié)點邊際電價的探討
節(jié)點邊際電價作為市場信號，能夠自動調(diào)節(jié) 電力供求關系，引導電源和負荷的合理分布，同 時有效指引電網(wǎng)投資。節(jié)點邊際電價是浙江電力 現(xiàn)貨市場的基礎，是市場成員關心的核心利益所 在。由于歷史等多方面因素，盡管浙江電網(wǎng)比較 堅強，但是由于電源和負荷分布不均，加上浙江 電網(wǎng)是華東電網(wǎng)主要的轉運中心，浙江電網(wǎng)潮流 阻塞斷面較多，節(jié)點邊際電價成為浙江電力現(xiàn)貨 市場的必然選擇。
節(jié)點邊際電價對技術支持系統(tǒng)提出了較高的 要求，以對負荷預測的要求為例，日前市場采用 事前而非事后節(jié)點邊際電價，即節(jié)點邊際電價是 依據(jù)預測負荷而非實際負荷計算得出，計算質量 依賴母線負荷預測的準確性。市場管理者需要公 開節(jié)點邊際電價復雜的計算過程及大量相關信 息，否則其計算過程無法追溯，市場成員無法復 盤，結果難以驗證，節(jié)點邊際電價和現(xiàn)貨市場或 將面臨信任危機。
1.3 對多結算系統(tǒng)的探討
多結算系統(tǒng)實質上就是差價合約。浙江電力 現(xiàn)貨市場實行雙差價合約，即政府授權合約與日 前市場出清結果進行差價結算，實時市場出清結 果與日前市場出清結果進行差價結算。政府授權 合約和日前市場出清結果是金融性質，不必物理 執(zhí)行。差價合約最大的好處是在市場起步初期避 免發(fā)電企業(yè)利益調(diào)整過大，有利于市場平穩(wěn)有序 運行。隨著政府授權合約的逐年減少，取而代之 的市場避險手段是發(fā)電企業(yè)自行簽訂的各種雙邊 交易合約。發(fā)電企業(yè)通過各種合約和日前市場， 可以提前鎖定大部分發(fā)電收益，只有少部分電量 需要在波動性較大的實時市場中確定，在很大程度上防范發(fā)電企業(yè)面臨的市場風險。
1.4 對金融輸電權的探討
金融輸電權是一種電力期權產(chǎn)品，屬于金融 衍生品范疇，其與電力特有物理特性高度相關。 金融輸電權最初設計的主要目的是解決阻塞盈余 分攤問題[3]。擁有金融輸電權的市場成員有權獲 得阻塞盈余。獲得金融輸電權的途徑是輸電權拍 賣，任何市場成員都可以參加拍賣。金融輸電權 是帶有方向性的，如果買錯了方向，則收益將為 負，此時市場成員可以選擇放棄不行權。
金融輸電權拍賣是一個極其復雜的技術經(jīng)濟 問題，拍賣的優(yōu)化目標函數(shù)通常是拍賣總收入最 高，需要考慮所拍金融輸電權的同時可行性。金 融輸電權拍賣對技術支持系統(tǒng)的要求很高，對參 與拍賣市場成員的金融和電力系統(tǒng)知識要求也很 高。浙江電力現(xiàn)貨市場最初打算在市場一期引入 金融輸電權，但金融輸電權采用分配而非拍賣方 式可能也正是因為這個原因。
金融輸電權解決了阻塞盈余分攤問題，但也 帶來拍賣收入如何分攤的新問題。目前，電力市 場理論和實踐并沒有很好地解決這個問題，通常 的做法是將拍賣收入按照負荷比例返還給電力用 戶。因此，引入金融輸電權的實際意義可能比設 想的要小。
2 影響節(jié)點邊際電價計算的因素分析
2.1 母線負荷預測的影響
浙江電力現(xiàn)貨市場采用事前節(jié)點邊際電價， 其計算基于母線負荷預測數(shù)據(jù)。母線負荷數(shù)據(jù)不 是由單個母線負荷預測得出的，而是先預測系統(tǒng) 總負荷，再根據(jù)固定的母線負荷分配因子分解到 各條母線。因為目前分配因子是根據(jù)歷史統(tǒng)計數(shù) 據(jù)得出且一段時期內(nèi)固定不變，所以母線負荷數(shù) 據(jù)在理論上就難以準確獲取。事實上，母線負荷 在計算節(jié)點邊際電價中的重要程度不亞于機組出 力，因此這個因素對節(jié)點邊際電價的影響不容忽視。 建議浙江電力現(xiàn)貨市場盡快采用事后節(jié)點邊 際電價，即基于實際母線負荷數(shù)據(jù)計算節(jié)點邊際 電價，可以顯著提高計算準確性。
2.2 聯(lián)絡線計劃分解的影響
在浙江電力現(xiàn)貨市場，浙江省調(diào)負責將華東調(diào)控分中心下發(fā)的外來電聯(lián)絡線計劃分解為節(jié)點 注入功率計劃，分解的依據(jù)是歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，然 后將此作為市場運行的邊界條件。顯然，在交流 電網(wǎng)中這種分解可能與實際情況產(chǎn)生較大偏差， 特別是浙江外來電占比較高，這個偏差影響可能 就更大，導致節(jié)點邊際電價計算的嚴重失真。
由于不掌握省外機組出力安排和電網(wǎng)約束情 況，浙江省調(diào)的聯(lián)絡線計劃分解是不可能準確 的，這是由交流電網(wǎng)物理特性決定的。建議華東 調(diào)控分中心將下發(fā)外來電聯(lián)絡線計劃修改為下發(fā) 節(jié)點功率計劃，從而在源頭上解決浙江聯(lián)絡線計 劃分解不準問題。當然，華東調(diào)控分中心在聯(lián)絡 線計劃分解時需要使用全網(wǎng)機組出力數(shù)據(jù)，而由 于浙江日前市場尚未開啟，機組出力未定，此時 使用機組出力預計劃將是一個可行的替代方案。
2.3 跨省潮流的影響
交流電網(wǎng)的潮流分布遵循基爾霍夫定理，交 流電網(wǎng)的相互影響并沒有地理上的省界之分。華 東電網(wǎng)內(nèi)其他省市的機組組合變化、機組出力調(diào) 整都會影響浙江電網(wǎng)的潮流分布，而浙江電網(wǎng)對 這種影響的感知是事后的，事前在計算節(jié)點邊際 電價時計及這種影響幾乎是不可能的。此外，浙 江電網(wǎng)是華東電網(wǎng)主要的電能轉運中心，省間雙 邊交易造成的穿越潮流更是放大了這種影響。
2.4 穩(wěn)定限額的影響
浙江電力現(xiàn)貨市場的穩(wěn)定限額實行分級管 理，500kV 電網(wǎng)的穩(wěn)定限額由華東調(diào)控分中心計 算下發(fā)，220kV 電網(wǎng)的穩(wěn)定限額由浙江省調(diào)計算 下發(fā)。除了少量臨時檢修限額，絕大多數(shù)穩(wěn)定限 額的計算以年度為周期、基于設定邊界條件計算 得出。這些邊界條件是調(diào)度機構根據(jù)多年的運行 經(jīng)驗提前設定，與實際運行時邊界條件相差不 大，因為調(diào)度機構本身就有調(diào)整實際邊界條件的 權力。但是在浙江電力現(xiàn)貨市場環(huán)境下，浙江電 網(wǎng)的機組組合和機組出力完全由市場出清確定， 其結果可能較提前設定的邊界條件發(fā)生重大變 化，因此現(xiàn)在的穩(wěn)定限額計算方式并不適用于市 場模式，不僅會影響節(jié)點邊際電價計算，更有可 能帶來電網(wǎng)安全方面的隱患。
建議華東調(diào)控分中心和浙江省調(diào)盡快推廣應 用穩(wěn)定限額在線計算機制，基于實際邊界條件計 算穩(wěn)定限額，從源頭上解決上述問題。
