以習近平總書記提出的“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略為指引，我國新一輪電改歷時五年，已在多個領域取得了突破性進展，輸配電價改革實現(xiàn)全覆蓋，中長期電力市場也已基本成熟，現(xiàn)貨市場試點加速推進，深化電力體制改革釋放的紅利，有力支撐了實體經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展。與此同時，隨著當前電力改革進入深水區(qū)，一些深層次矛盾逐步凸顯出來，諸如省間壁壘依然存在，清潔能源消納困局依舊難解等。
在今年兩會上國家發(fā)改委所作的《關于2019年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃執(zhí)行情況與2020年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃草案的報告》中，提出建設全國統(tǒng)一電力市場的深化改革目標，這對于當前進一步破除省間壁壘、推動實現(xiàn)全局能源電力資源優(yōu)化配置具有重要意義。
考慮到我國幅員遼闊、各地資源稟賦差異大，且覆蓋范圍如此廣的統(tǒng)一電力市場在世界范圍內(nèi)都罕見，在當前市場方案頂層設計缺失的情況下，深化對統(tǒng)一電力市場建設內(nèi)涵、基本規(guī)律的認識理解，全面評估和慎重優(yōu)選市場建設方案尤為重要。
世界典型電力市場建設經(jīng)驗啟示
自上世紀80年代美國、英國等地區(qū)開啟電力市場化改革以來，歷經(jīng)三十余年世界范圍內(nèi)已形成包括美國、英國、歐洲、澳大利亞等地區(qū)在內(nèi)的多個典型電力市場，也積累了豐富的市場建設經(jīng)驗?？v覽世界典型電力市場建設發(fā)展歷程，雖受制于國情區(qū)情其市場模式各有差異，但仍存在諸多共性經(jīng)驗值得借鑒。
一是典型成熟電力市場都經(jīng)歷了由小到大、市場范圍逐步擴張的過程。美國PJM市場始于賓夕法尼亞州和新澤西州的公共事業(yè)公司聯(lián)營體，后逐漸擴張發(fā)展成為覆蓋美國中西部、東北部13個州及哥倫比亞特區(qū)的區(qū)域市場；英國電力市場建設從英格蘭、威爾士起步，后再將蘇格蘭地區(qū)納入形成全國統(tǒng)一市場；北歐電力市場也是從挪威和瑞典電網(wǎng)互聯(lián)開始，逐步拓展到芬蘭、丹麥，以及愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞。
二是一體化的電力市場必然以密切的電力網(wǎng)絡聯(lián)系為依托基礎。從電力網(wǎng)絡拓撲結構看，無論是美國PJM、英國市場，還是北歐市場，其市場覆蓋范圍內(nèi)的各地區(qū)、各州或各國間已建立了密切的電力網(wǎng)絡聯(lián)系；相連各地區(qū)間也往往存在很強的資源互補性，比如北歐地區(qū)挪威和瑞典水電較為充裕，丹麥風電多，芬蘭火電占比高，而這也催生了跨國、跨地區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展。
三是不同地區(qū)間市場的聯(lián)系銜接方式，大體可分為強耦合、弱耦合兩大類。強耦合方式如美國PJM市場內(nèi)各州之間、英國市場內(nèi)英格蘭、威爾士和蘇格蘭之間等，其主要特征為區(qū)內(nèi)市場交易一體化運營，且覆蓋地區(qū)內(nèi)存在較強的電力網(wǎng)絡聯(lián)系等。強耦合的一體化區(qū)域市場可選擇集中式或分散式市場模式，兩者在適用條件和社會福利影響方面存在差異。弱耦合方式一般應用于銜接兩個相對獨立市場，比如美國PJM與MISO之間，通過引入中間交易商在兩個市場中分別做買賣交易實現(xiàn)市場銜接；對于沒有直接電力網(wǎng)絡聯(lián)系的兩個地區(qū)，事實上通過引入包含兩地區(qū)價格信號的電力金融衍生品市場，同樣可實現(xiàn)價格信號銜接，也可認為是一種弱耦合方式。
強耦合的一體化電力市場不是越大越好
首先，建設電力市場的目的在于服務于電力資源優(yōu)化配置需要,一體化市場覆蓋范圍應有對應物理電網(wǎng)進行支撐。廣義上的電力市場體系，可以包含電力期貨、期權等電力金融衍生品市場，這類金融市場幾乎不受物理限制，覆蓋范圍也幾無局限。但是，狹義的電力市場包括中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務市場等，由于最終都要形成物理的發(fā)用電安排，因此必須要有對應物理網(wǎng)絡系統(tǒng)支撐。將沒有物理網(wǎng)絡連接的兩個區(qū)域納入一個電能量市場進行統(tǒng)一出清，沒有現(xiàn)實意義。電力市場應服務于電力資源優(yōu)化配置需要,而一體化市場覆蓋范圍應與輸配電網(wǎng)覆蓋范圍相匹配和相適應。
其次，電網(wǎng)互聯(lián)受聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟性等客觀條件約束，存在最優(yōu)經(jīng)濟配置范圍，相應強耦合的一體化電力市場也存在最優(yōu)覆蓋范圍。不同地區(qū)電網(wǎng)間是否應該互聯(lián)，既取決于能否產(chǎn)生錯峰、減少備用等效益，也取決于供需平衡、聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟性評估等客觀約束，不能為了主觀意愿而強行互聯(lián)。國內(nèi)外研究實踐也清晰表明，相互密切聯(lián)系的電網(wǎng)規(guī)模不是越大越好，更不是無限大，而是存在基于現(xiàn)實資源條件約束的最優(yōu)經(jīng)濟配置范圍。因此，以密切互聯(lián)電網(wǎng)為依托基礎的強耦合一體化電力市場，同樣也存在最優(yōu)覆蓋范圍，不是越大越好。
再次，不同地區(qū)間有充分電力交互需要且網(wǎng)絡聯(lián)系緊密，才適宜建設強耦合的一體化市場，否則應以弱耦合方式銜接。強耦合方式可實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)供需資源整體優(yōu)化，有利于充分挖掘和釋放相連地區(qū)發(fā)用電資源潛力，實現(xiàn)社會福利最大化，適用于有充分電力交互需要且電力網(wǎng)絡聯(lián)系緊密的區(qū)域內(nèi)不同地區(qū)市場的融合銜接。弱耦合方式則更少受到物理網(wǎng)絡條件約束，保留了各地區(qū)市場的相對獨立性其靈活性也更高，不要求交易、調(diào)度等一體化運行，相應市場聯(lián)系銜接成本也更低，適用于電力網(wǎng)絡聯(lián)系較弱、電力交互需求不大的地區(qū)市場間。
全國統(tǒng)一電力市場主要建設模式
從世界范圍來看，電力市場化改革先行國家和地區(qū)雖然在市場規(guī)則等細節(jié)層面千差萬別，但從市場組織角度大體可概括為分散市場和集中市場兩大類，其中分散市場典型代表是英國電力市場，集中市場典型代表是美國PJM電力市場等。相鄰國家或地區(qū)電力市場相互銜接融合，形成覆蓋范圍更大的聯(lián)合市場在世界范圍內(nèi)不多見，較為典型的是歐洲市場和美國市場。
參考歐洲和美國等地區(qū)電力市場建設經(jīng)驗，考慮到由于面臨優(yōu)化計算維數(shù)災問題以及全國一體化調(diào)度體系難以實現(xiàn)等現(xiàn)實條件制約，覆蓋全國的完全集中市場模式不具備可行性，因此我國統(tǒng)一電力市場建設可選主要模式為兩大類：分散市場模式和準集中市場模式。
分散市場模式與目前歐洲電力市場基本相似，其主要特征是中長期、日前、日內(nèi)和平衡市場均以物理合約形式為主，通過合約疊加逐步修正擬合實際運行需求曲線。由于各市場均主要為物理合約，相互關聯(lián)耦合較弱，不同時序市場相對獨立運作便于實現(xiàn)，對市場范圍內(nèi)系統(tǒng)調(diào)度控制一體化也無要求。該模式較好地契合了歐洲各國希望保留自主調(diào)度控制權，又有現(xiàn)實電力交互需求的情況，目前歐洲日前市場由獨立電力交易中心運營，而實時平衡市場仍由各國獨立自主運營。
準集中市場模式與目前美國電力市場具有一定相似性。覆蓋全國的完全集中市場既不可行也無必要，可基于地區(qū)間緊密電力網(wǎng)絡聯(lián)系和強電力交互需要，因地制宜建設若干覆蓋多省區(qū)的區(qū)域一體化集中市場，再相互弱耦合形成準集中式的全國統(tǒng)一電力市場。該模式下區(qū)域一體化集中市場具備典型集中市場特征，中長期市場主要以金融性合約為主，現(xiàn)貨市場包括日前、日內(nèi)和實時市場都進行全電量優(yōu)化出清，區(qū)域市場覆蓋范圍內(nèi)系統(tǒng)調(diào)度控制一體化運營。區(qū)域電力市場之間則可采用中間交易商等靈活方式進行銜接耦合，既可以保留集中市場的全電量優(yōu)化優(yōu)勢，還兼顧了靈活性和現(xiàn)實可行性。
準集中統(tǒng)一市場模式更有利于社會福利最大化
同等條件下，集中市場模式下日前、日內(nèi)和實時市場都全電量優(yōu)化出清，其挖掘社會福利潛力優(yōu)于分散市場模式。當市場范圍擴大到全國時，準集中市場模式在各區(qū)域電力市場內(nèi)實現(xiàn)了全電量優(yōu)化，區(qū)域內(nèi)社會福利影響優(yōu)于分散市場模式；在區(qū)域市場間優(yōu)化方面，準集中市場模式優(yōu)化效率可能略低，但由于區(qū)域市場間的弱電力網(wǎng)絡聯(lián)系屬性制約了市場優(yōu)化空間，其福利影響差異也幾可忽略。綜合來看，準集中市場模式相對分散市場模式明顯能產(chǎn)生更多社會福利。
集中市場模式的復雜系統(tǒng)優(yōu)化決策效率更高。分散市場模式下，中長期市場的大量物理合約主要通過雙邊協(xié)商確定，難免因為信息不對稱等產(chǎn)生決策偏差，而日前、日內(nèi)市場無安全約束的集中撮合或滾動出清，也增加了系統(tǒng)安全約束調(diào)節(jié)成本。比較而言，集中市場模式基于現(xiàn)貨市場的帶安全約束全電量優(yōu)化出清方式，減少了過早決策帶來的偏差影響，在輸電網(wǎng)絡阻塞多發(fā)、可再生能源占比高、系統(tǒng)平衡變化波動大等情況下，具備更好的集中優(yōu)化決策優(yōu)勢。
集中市場模式阻塞解決效率更高。與集中市場不同，分散市場中發(fā)電商已通過中長期市場物理合約鎖定絕大部分發(fā)電量和相關收益，導致其在日前、日內(nèi)和平衡市場中進行增量或減量投標（上調(diào)或下調(diào)報價）時，除回收變更成本還會有額外變更投機收益期望。這一差異導致在出現(xiàn)網(wǎng)絡阻塞或需求波動時，兩種市場模式支付代價存在差異。集中市場的阻塞問題在按節(jié)點進行邊際價格出清過程中已自然解決，而分散市場中阻塞主要通過反向調(diào)度來解決，阻塞兩端都將增加調(diào)節(jié)成本。
集中市場模式電量優(yōu)化空間更大。集中市場模式采用全電量優(yōu)化出清方式，由于沒有初始物理合約約束（自調(diào)度機組作為價格接受者可以實現(xiàn)預安排電量出清，但價格仍需要統(tǒng)一出清形成，僅相當于采用特殊報價策略的競爭主體），系統(tǒng)可根據(jù)即時負荷預測、各類電源特性及報價情況進行全電量系統(tǒng)優(yōu)化。而分散市場模式中中長期市場已產(chǎn)生大量物理合約，日前、日內(nèi)和平衡市場均為增補調(diào)整合約，且以前序市場的存量合約為基礎，優(yōu)化空間僅限于增補調(diào)整電量。相較而言，集中市場模式電量優(yōu)化空間更大，也有利于釋放更多社會福利。
集中市場模式近實時優(yōu)化覆蓋范圍更大。基于調(diào)度控制一體化支撐，集中市場模式在日前、日內(nèi)和實時市場都可實現(xiàn)整個市場覆蓋范圍內(nèi)的集中優(yōu)化出清。而分散市場模式保留各地區(qū)獨立調(diào)度運行，近實時市場（如平衡市場）優(yōu)化范圍僅局限在各地區(qū)獨立調(diào)控體系覆蓋范圍內(nèi)。近年來，隨著風、光等可再生能源占比逐步提升，歐洲電力系統(tǒng)隨機波動性趨于放大，市場主體更趨向于靠近運行時點去做交易決策，然而分散化的調(diào)控體系對近實時的更大范圍統(tǒng)一優(yōu)化形成先天制約。
弱電氣聯(lián)系局限決定了分散市場模式跨控制區(qū)優(yōu)化優(yōu)勢極為有限。在跨控制區(qū)（或區(qū)域間）優(yōu)化方面，相對依靠中間交易商銜接撮合的準集中市場模式而言，無集中調(diào)控要求的分散市場模式可能具備一定效率優(yōu)勢。然而，受聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟性等客觀條件制約，跨控制區(qū)之間往往僅存在較弱的電氣聯(lián)系（如具備建立強電氣聯(lián)系的技術經(jīng)濟條件，相關地區(qū)就應合并控制區(qū)），而較小的跨控制區(qū)聯(lián)系通道容量，將使得分散市場模式的可能優(yōu)勢發(fā)揮受到局限。
宜采用準集中市場模式建設全國統(tǒng)一電力市場
全國統(tǒng)一電力市場建設應兼顧靈活性，不等于簡單全國“一體化”。我國各省區(qū)資源稟賦條件、發(fā)用電情況等差異大，建設全國統(tǒng)一電力市場，既要著眼于全局資源優(yōu)化配置需要考慮“統(tǒng)一性”，也要充分兼顧各地區(qū)省情、區(qū)情具備“靈活性”。全國統(tǒng)一電力市場建設既不等于全國“一體化”，也不能簡單理解為全國統(tǒng)一電網(wǎng)、統(tǒng)一規(guī)則或統(tǒng)一運營。全國統(tǒng)一電力市場建設真正需要“統(tǒng)一”的原則要求應包括：面向所有發(fā)用電主體、面向非屬地省區(qū)主體無歧視公平開放；不同地區(qū)或區(qū)域市場間，以強耦合或弱耦合方式，能因地制宜實現(xiàn)有效銜接；強化頂層設計引導、加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、積極穩(wěn)妥推進；保障供給安全、充分發(fā)揮市場作用、積極促進清潔能源消納等。
因地制宜建設若干強耦合的集中式區(qū)域電力市場，進而相互弱耦合形成全國統(tǒng)一市場是更科學合理的優(yōu)選方案?；诟鞯貐^(qū)資源稟賦條件，在全國范圍內(nèi)因地制宜地組建若干強耦合的集中式區(qū)域電力市場，進而通過引入中間交易商等靈活方式，將若干區(qū)域電力市場弱耦合成全國統(tǒng)一電力市場，更有利于實現(xiàn)社會福利最大化，是符合我國國情的優(yōu)選目標市場方案。我國幅員遼闊，能源資源與需求不平衡格局導致能源電力大范圍流動，跨省區(qū)間及省區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡阻塞情況較為普遍，而準集中市場模式的阻塞解決效率優(yōu)勢將得到充分體現(xiàn)。隨著我國持續(xù)推進能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，未來風、光等隨機性電源占比將持續(xù)大幅提升，系統(tǒng)平衡短時波動性將難免趨于放大，準集中市場模式的電量空間和范圍空間優(yōu)化優(yōu)勢將越發(fā)明顯。準集中市場模式下由于各區(qū)域市場間采用弱耦合方式，既保留了各區(qū)域市場靈活性，也能與目前現(xiàn)貨市場試點模式（基本都為集中市場）順暢銜接，具備較好地可實施性。另外，與歐洲各國要求保留獨立調(diào)度控制權只能選擇分散市場模式不同，我國基于區(qū)域的多省區(qū)協(xié)調(diào)調(diào)度控制體系已非常成熟，具備實施準集中市場模式的先天條件。
全國統(tǒng)一電力市場建設事關深化電力體制改革大局，勢必將對我國能源電力行業(yè)格局形成深遠影響，只有充分借鑒世界各國電力市場建設經(jīng)驗，立足我國現(xiàn)實國情和發(fā)展需要，摒棄照搬照抄依貓畫虎，勇于自主創(chuàng)新細致全面論證，才能走出具備特色的中國電力市場建設正確道路，推動我國能源電力行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，在新時期取得能源革命新成效。
(作者供職于南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院，本文僅代表作者個人觀點)
