中國儲能網(wǎng)訊：浙江電力現(xiàn)貨市場于2019年5月30日開始模擬試運(yùn)行，標(biāo)志著中國的新一輪電力改革事業(yè)跨過了最重要的里程碑。
有上一輪電改的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并認(rèn)真學(xué)習(xí)國外電力市場設(shè)計(jì)和運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，與國內(nèi)其他7個(gè)試點(diǎn)現(xiàn)貨市場相比，浙江在突破了某些禁區(qū)的同時(shí)，并沒有不切實(shí)際地發(fā)明創(chuàng)新，而是更加務(wù)實(shí)和完善。本文將對浙江電力市場設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)和不足之處做一些初淺的點(diǎn)評，最后對國內(nèi)電力市場某些基本概念問題加以討論。
浙江電力現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)
一、浙江電力市場設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)
1.明確的市場目標(biāo)
浙江市場的目標(biāo)是優(yōu)化電力“資源配置，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性”，而不是許多人理解的僅僅是降低用戶電價(jià)。如果只是單純降低用戶電價(jià)，不用引入市場化改革，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)下的行政命令更為有效。
2.交易中心和調(diào)度中心職責(zé)明確，強(qiáng)調(diào)交易中心的獨(dú)立性
交易中心負(fù)責(zé)中長期合約和市場管理，還負(fù)責(zé)對市場運(yùn)行和市場成員的監(jiān)管工作。調(diào)度中心負(fù)責(zé)現(xiàn)貨市場包括日前市場和實(shí)時(shí)市場交易，還負(fù)責(zé)系統(tǒng)可靠性、安全性管理。調(diào)度中心的調(diào)度方式在市場條件下應(yīng)作出調(diào)整，要變計(jì)劃調(diào)度為經(jīng)濟(jì)調(diào)度，即根據(jù)市場成員的報(bào)價(jià)進(jìn)行調(diào)度。交易中心和調(diào)度中心都必須獨(dú)立于任何市場交易活動(dòng)或與市場成員沒有任何利益關(guān)系。
3.市場出清和結(jié)算時(shí)段比較合理
浙江市場的日前市場采用30分鐘為出清和結(jié)算時(shí)段，實(shí)時(shí)市場采用5分鐘為出清時(shí)段和30分鐘為結(jié)算時(shí)段，這是比較合理的。由于浙江市場引入了滾動(dòng)預(yù)調(diào)度的功能，能夠根據(jù)運(yùn)行日的實(shí)際系統(tǒng)狀態(tài)和負(fù)荷預(yù)測對日前市場的運(yùn)行計(jì)劃作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，30分鐘的出清和結(jié)算時(shí)段稍嫌過頻，但比某些日前市場采用15分鐘為出清和結(jié)算時(shí)段，更加合理和實(shí)用。
理論上實(shí)時(shí)市場/實(shí)時(shí)調(diào)度的出清時(shí)段愈短愈好，因?yàn)閷?shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)的狀態(tài)瞬息變化，調(diào)度應(yīng)該緊緊跟隨，但實(shí)際操作上，如果出清時(shí)段太短，調(diào)度中心的調(diào)度軟件來不及出清，而機(jī)組對于太頻繁的調(diào)度指令無所適從；另一方面，如果出清時(shí)段太長，如浙江市場最初考慮的和現(xiàn)在某些市場采用的15分鐘實(shí)時(shí)市場出清時(shí)段，則不能很好地跟蹤實(shí)時(shí)負(fù)荷的變化和產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)度指令。
國際上成熟市場的經(jīng)驗(yàn)證明5分鐘是最理想的實(shí)時(shí)出清及調(diào)度時(shí)段，既能有充分的時(shí)間讓實(shí)時(shí)出清軟件完成優(yōu)化計(jì)算過程并發(fā)出調(diào)度指令，也使機(jī)組能夠更準(zhǔn)確地執(zhí)行調(diào)度指令。
4.日前市場和預(yù)調(diào)度計(jì)劃為系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供基本保證
浙江電力市場設(shè)計(jì)初期的設(shè)想是建設(shè)一個(gè)全電力庫（Gross Pool）的市場，實(shí)際實(shí)施的詳細(xì)市場設(shè)計(jì)往前邁進(jìn)了一大步：不僅市場供應(yīng)方，即發(fā)電側(cè)可以報(bào)價(jià)，還允許市場用戶，即負(fù)荷側(cè)也報(bào)價(jià)，這樣就能形成一個(gè)供需雙方通過市場競爭，達(dá)到平衡的局面。這在國內(nèi)恐怕是第一家，一次到位實(shí)現(xiàn)一個(gè)完全競爭性的市場。
滿足供需報(bào)價(jià)平衡的日前市場出清結(jié)果，只是一個(gè)財(cái)務(wù)性的約束，在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)不一定可行和可靠，因此浙江市場設(shè)計(jì)引入了一個(gè)預(yù)調(diào)度計(jì)劃，它以日前出清的結(jié)果作為起點(diǎn)，采用系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測而不是市場用戶報(bào)價(jià)作為優(yōu)化的容量需求約束，確定附加的機(jī)組組合，對能量和備用計(jì)劃作出必要的調(diào)整，形成一個(gè)安全可行的調(diào)度計(jì)劃，作為實(shí)時(shí)運(yùn)行的基礎(chǔ)。
在實(shí)時(shí)運(yùn)行之前兩小時(shí)，浙江市場設(shè)計(jì)增加了一個(gè)滾動(dòng)預(yù)調(diào)度過程，根據(jù)近期（兩小時(shí)內(nèi)）負(fù)荷預(yù)測和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)可能的變化，對機(jī)組組合、能量和備用計(jì)劃作出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充或修改，獲得一個(gè)更加切實(shí)可行和安全可靠的實(shí)時(shí)運(yùn)行基礎(chǔ)，避免了實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)發(fā)電和備用資源不足的風(fēng)險(xiǎn)。可以說，這是一個(gè)非常保險(xiǎn)而可行的市場設(shè)計(jì)。
這個(gè)預(yù)調(diào)度計(jì)劃實(shí)際上就是PJM所采用的可靠性評估和機(jī)組組合（RAC，Reliability Assessment & Commitment）或其他美國ISO/RTO（獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商/區(qū)域輸電組織）所采用的可靠性機(jī)組組合（RUC，Reliability Unit Commitment）。
5.對輔助服務(wù)市場有較正確的認(rèn)識
浙江市場對輔助服務(wù)的產(chǎn)品有較正確的定義，在現(xiàn)貨市場中購買的輔助服務(wù)有調(diào)頻（AGC）備用，一級備用（在10分鐘內(nèi)能提供的備用服務(wù)）和二級備用（在10-30分鐘內(nèi)能提供的備用服務(wù)），由中長期合同確定的輔助服務(wù)有黑啟動(dòng)和無功及電壓支持。這是比較科學(xué)的全面的定義。
調(diào)峰不屬于輔助服務(wù)的事實(shí)已被浙江現(xiàn)貨市場接受。輔助服務(wù)，就是輔助的服務(wù)，只占系統(tǒng)總發(fā)電容量的很小部分，一般不超過15%。然而峰谷之間的負(fù)荷差一般在30%以上，調(diào)峰屬于主能量業(yè)務(wù)，全國有至少7個(gè)輔助服務(wù)市場以調(diào)峰為主，這是非常不嚴(yán)謹(jǐn)、不科學(xué)的?？梢岳斫?，這是在現(xiàn)貨市場還沒有開展的地區(qū)，為了引入市場機(jī)制來解決調(diào)峰問題，不得不采用的臨時(shí)的“打擦邊球”的策略。浙江市場沒有把調(diào)峰列為輔助服務(wù)，調(diào)峰問題將由日前市場解決。
雖然華東調(diào)度中心正在運(yùn)行一個(gè)負(fù)備用市場，浙江市場不再采用負(fù)備用，因?yàn)楦鶕?jù)報(bào)價(jià)不同，發(fā)電機(jī)可以運(yùn)行在最小出力到最大出力之間的任何點(diǎn)，從而提供往下調(diào)節(jié)的能力。
提供輔助服務(wù)的成本將按負(fù)荷比例分?jǐn)偨o用戶。輔助服務(wù)是為了保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必不可少的備用服務(wù)，是一種公共產(chǎn)品，受益者是整個(gè)系統(tǒng)，也就是負(fù)荷-電能的使用者。發(fā)電方是輔助服務(wù)的提供者，應(yīng)該得到補(bǔ)償，而不應(yīng)當(dāng)承擔(dān)費(fèi)用。由于歷史的原因，其他幾個(gè)試點(diǎn)現(xiàn)貨市場和正在運(yùn)行的幾個(gè)輔助服務(wù)市場讓發(fā)電方分擔(dān)輔助服務(wù)的成本，是非常不合理的。
浙江能夠突破禁區(qū)，冒著可能升高負(fù)荷電價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)，明確提出讓負(fù)荷側(cè)按比例分擔(dān)輔助服務(wù)的成本，需要很大的勇氣，無疑是一個(gè)很大的進(jìn)步。事實(shí)上，讓發(fā)電側(cè)分擔(dān)輔助服務(wù)的成本，提高了發(fā)電成本，最終還是要轉(zhuǎn)嫁到用戶頭上。
6.采用了供應(yīng)短缺定價(jià)以應(yīng)對供應(yīng)短缺的風(fēng)險(xiǎn)
雖然浙江在大部分時(shí)間發(fā)電能力比較充裕，但在系統(tǒng)高峰時(shí)段可能發(fā)生系統(tǒng)備用容量不足、不能保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的情況，也可能發(fā)生市場優(yōu)化軟件不能出清的風(fēng)險(xiǎn)。浙江市場設(shè)計(jì)提出了應(yīng)對措施。供應(yīng)短缺定價(jià)是一種有效的措施。這個(gè)措施使用一個(gè)預(yù)先定義的備用短缺曲線，它反映了在預(yù)先確定的低備用水平上的邊際價(jià)值。在備用不足的時(shí)候，這個(gè)曲線被自動(dòng)地整合進(jìn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的優(yōu)化程序中，出清時(shí)產(chǎn)生一個(gè)較高的備用價(jià)格，并反映到能量的價(jià)格。這個(gè)措施可以激勵(lì)更多的資源提供備用服務(wù)，同時(shí)也能激勵(lì)更多的需求側(cè)資源參加需求側(cè)反映計(jì)劃。
7.在對市場力的管控上，提出可行措施
市場力是市場參與者操控市場，主要是市場價(jià)格的能力。市場力是一個(gè)市場固有的特性，如果市場力被過分行使，輕則會危及市場的競爭性和公平性，重則會帶來災(zāi)難性的后果。
2000-2001年美國加州的電力危機(jī)的主要原因就是以安然（ENRON）公司為代表的發(fā)電公司濫用市場力。他們囤積居奇，漫天要價(jià)，人為地制造網(wǎng)絡(luò)阻塞，把批發(fā)電價(jià)哄抬到不可接受的水平。浙江電力市場設(shè)計(jì)注意到這個(gè)問題，針對浙江電力行業(yè)實(shí)際情況，制定相應(yīng)的市場力防控規(guī)則條款，采取事前預(yù)防、事中監(jiān)測、事后評估和處罰等措施防范市場操縱行為；建立浙江電力市場市場力分析評價(jià)指標(biāo)體系，對市場競爭性水平實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)披露有爭議的市場行為，定期發(fā)布市場競爭性報(bào)告。
浙江市場設(shè)計(jì)提出了主要管控市場力的建議：
? 改變市場結(jié)構(gòu)，限制單個(gè)發(fā)電集團(tuán)在市場發(fā)電容量中的占比；
? 采用雙邊合約；
? 檢測市場行為，必要時(shí)修改報(bào)價(jià)價(jià)格。
浙江中長期售電市場交易基本規(guī)則規(guī)定，同一投資主體（含關(guān)聯(lián)企業(yè)）所屬的售電企業(yè)，年度雙邊協(xié)商交易、月度集中競價(jià)交易和平臺掛牌交易總電量，原則上不應(yīng)超過全省售電市場總電量的25%。在零售側(cè)對單一售電公司市場份額的限制，可以有效控制發(fā)電企業(yè)市場勢力，利好售電市場主體初期的培育。
二、浙江電力市場設(shè)計(jì)的不足之處
1.市場時(shí)序表邏輯不一致
在市場時(shí)序表中，交易中心負(fù)責(zé)公布日前市場結(jié)果——出力計(jì)劃和價(jià)格，而其他現(xiàn)貨市場包括預(yù)調(diào)度、滾動(dòng)預(yù)調(diào)度和實(shí)時(shí)市場的結(jié)果都由調(diào)度中心公布。為什么不把日前市場結(jié)果也由調(diào)度中心公布？或者，為什么不把所有的市場結(jié)果交由交易中心公布？
事實(shí)上，實(shí)時(shí)市場的結(jié)果——實(shí)時(shí)調(diào)度指令必須由調(diào)度中心直接向市場參與者發(fā)出，這樣才能保證調(diào)度指令能夠及時(shí)有效地執(zhí)行。從這份市場時(shí)序表中可見，除了負(fù)責(zé)公布日前市場結(jié)果以外，電力現(xiàn)貨市場的運(yùn)營，似乎不關(guān)交易中心什么事。這份市場時(shí)序表很簡單地表明了把交易中心和調(diào)度中心分離的弊端。
國內(nèi)業(yè)界有專家認(rèn)為“兩者分立，反而能夠相互監(jiān)督、相互促進(jìn)”，實(shí)際上此話不妥，首先，運(yùn)動(dòng)員不能同時(shí)擔(dān)任裁判員，監(jiān)管機(jī)構(gòu)不宜經(jīng)營市場運(yùn)行；其次，分離的兩個(gè)中心必然造成機(jī)構(gòu)重疊、人員和資源浪費(fèi)，增加互相扯皮的機(jī)會。雖然浙江電力市場設(shè)計(jì)認(rèn)為，交易中心和調(diào)度中心的合并和分離與否，對市場詳細(xì)設(shè)計(jì)并不重要，但要盡量避免功能上的重疊和混亂。
2.發(fā)電機(jī)提供備用的成本不為零
“市場中輔助服務(wù)的報(bào)價(jià)”一節(jié)提到發(fā)電機(jī)提供備用的成本為零，這在概念上是錯(cuò)誤的，是缺乏契約精神的表現(xiàn)。因?yàn)橐慌_發(fā)電機(jī)為了提供備用，就必須少提供一些能量，犧牲了提供能量的機(jī)會成本，而且機(jī)組為了保持備用狀態(tài)，是需要一定的維護(hù)成本的，必須得到補(bǔ)償。
提供輔助服務(wù)是一種承諾，發(fā)電機(jī)承諾保留一定的備用容量，以備實(shí)時(shí)調(diào)度之需，承諾是需要兌現(xiàn)的，不能履行承諾是要受到懲罰的。所以，承諾（契約）是有代價(jià)的，也就是有成本的，不能說發(fā)電機(jī)提供備用的成本為零。按定義，某種輔助服務(wù)的市場出清價(jià)是增加一個(gè)單位（MW）的該種輔助服務(wù)備用容量需求時(shí)，系統(tǒng)總的發(fā)電成本的增加量。在有能量和輔助服務(wù)協(xié)同優(yōu)化的出清的市場中，輔助服務(wù)備用容量的報(bào)價(jià)價(jià)格可以為零，也可以不為零。協(xié)同優(yōu)化會把資源為提供輔助服務(wù)所犧牲的能量機(jī)會成本加到輔助服務(wù)的市場出清價(jià)中。
3.輔助服務(wù)成本分擔(dān)機(jī)制比較模糊
“市場中輔助服務(wù)定價(jià)”一節(jié)中說到，“輔助服務(wù)成本由市場化用戶和發(fā)電商按一定的比例分擔(dān)”。“合約型輔助服務(wù)”一節(jié)中說到，“在新市場中，這些輔助服務(wù)的成本將根據(jù)負(fù)荷比例分配給市場用戶。對于非競爭性用戶，其需要承擔(dān)的輔助服務(wù)成本根據(jù)發(fā)電份額重新分配給發(fā)電機(jī)組”。“備用和調(diào)頻結(jié)算”一節(jié)中也說，“這些輔助服務(wù)的成本將按負(fù)荷比例分?jǐn)偨o用戶，對于非競爭性用戶的分?jǐn)偛糠謱⒂砂l(fā)電單元根據(jù)政府授權(quán)合約比例承擔(dān)”。
浙江市場設(shè)計(jì)的這一步重要改革還不徹底。部分輔助服務(wù)成本由發(fā)電單元承擔(dān)不但邏輯上不合理，而且也增加了結(jié)算的復(fù)雜性。輔助服務(wù)是系統(tǒng)安全運(yùn)行所必需的可靠保證，發(fā)電方是輔助服務(wù)的提供者，只應(yīng)得到補(bǔ)償，而不應(yīng)承擔(dān)成本。系統(tǒng)用戶是輔助服務(wù)受益者，不論用戶是競爭性還是非競爭性的，都有義務(wù)承擔(dān)輔助服務(wù)的成本，除非它們與有關(guān)發(fā)電機(jī)組簽訂了提供輔助服務(wù)的合同。
4.輔助服務(wù)的購買和補(bǔ)償機(jī)制不夠充分
浙江市場設(shè)計(jì)的日前市場出清程序僅把一級、二級備用需求作為優(yōu)化的約束條件之一，而沒有作為決策變量（Decision Variable）。雖然日前市場出清程序產(chǎn)生了備用計(jì)劃和指示性的價(jià)格，但不進(jìn)行結(jié)算。在浙江市場設(shè)計(jì)中，調(diào)頻備用并不在日前市場計(jì)劃中購買，而是在實(shí)時(shí)運(yùn)行前一小時(shí)執(zhí)行的調(diào)頻市場中購買。5分鐘的實(shí)時(shí)市場計(jì)劃才對能量，一級、二級備用和調(diào)頻進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，產(chǎn)生實(shí)時(shí)的能量、備用的計(jì)劃和價(jià)格。提供備用和調(diào)頻服務(wù)的發(fā)電單元或負(fù)荷將根據(jù)實(shí)時(shí)市場計(jì)劃，實(shí)時(shí)市場價(jià)格及發(fā)電單元的實(shí)時(shí)性能表現(xiàn)進(jìn)行結(jié)算。
也就是說，在浙江市場中，提供輔助服務(wù)在日前實(shí)場中將得不到補(bǔ)償。雖然這是模仿PJM的設(shè)計(jì)，但可以說，和其他美國ISO/RTO相比，PJM的這種設(shè)計(jì)是不夠完善的。
輔助服務(wù)市場的核心是備用。為了保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，向用戶提供高質(zhì)量的不間斷的電能服務(wù)，系統(tǒng)必須保有充足的備用容量。備用就是要提前做好準(zhǔn)備，調(diào)頻市場直到實(shí)時(shí)一小時(shí)之前才執(zhí)行，半小時(shí)前才通知市場參與者，時(shí)間上很可能來不及作好備用準(zhǔn)備，其他大多數(shù)的ISO/RTO都是在日前市場聯(lián)合優(yōu)化能量和各種備用，提前一天就做好準(zhǔn)備，在實(shí)時(shí)運(yùn)行之前15分鐘，根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測和系統(tǒng)狀態(tài)變化，如有必要，可以再購買一些附加的備用容量，確保有充分的備用準(zhǔn)備。
PJM的這種5分鐘之前才來聯(lián)合優(yōu)化備用的實(shí)時(shí)市場設(shè)計(jì)，邏輯上不是很清晰，似乎有些多余。5分鐘的實(shí)時(shí)市場/實(shí)時(shí)調(diào)度，不再是聯(lián)合優(yōu)化確認(rèn)備用容量計(jì)劃的時(shí)候，而是調(diào)用日前已購買備用容量，滿足實(shí)時(shí)不平衡能量之需的時(shí)候，這時(shí)調(diào)頻備用是由AGC控制裝置自動(dòng)執(zhí)行的。運(yùn)行備用則以實(shí)時(shí)不平衡能量的形式由實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度程序進(jìn)行調(diào)度。在其他ISO/RTO，提供輔助服務(wù)的資源將按日前市場中購買的備用容量和相應(yīng)的輔助服務(wù)市場出清價(jià)得到補(bǔ)償，這將是主要的補(bǔ)償。只要在日前市場購買了輔助服務(wù)備用容量，也就是說資源承諾將在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)會做好準(zhǔn)備，隨時(shí)提供所承諾的服務(wù)，就能得到補(bǔ)償，不管這種承諾有沒有在實(shí)時(shí)被調(diào)用到。如果在實(shí)時(shí)市場中，某些輔助服務(wù)備用容量被調(diào)用到，則所調(diào)用到的電量將按照實(shí)時(shí)市場的能量市場清理價(jià)進(jìn)行結(jié)算。所以說，輔助服務(wù)市場最好地體現(xiàn)了市場經(jīng)濟(jì)中的契約精神：承諾就能得到補(bǔ)償，履行承諾就能得額外的補(bǔ)償或獎(jiǎng)勵(lì)，不能履行承諾就會受到懲罰。
順便提一句，PJM并不是美國電力市場的標(biāo)準(zhǔn)。在2002年，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管局（FERC）曾經(jīng)試圖把PJM作為美國的標(biāo)準(zhǔn)并市場設(shè)計(jì)，但很快就不提了?，F(xiàn)美國7個(gè)ISO/RTO各有特色，沒有哪一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)。
5.為保證發(fā)電機(jī)整體經(jīng)濟(jì)利益的額外補(bǔ)償問題
“節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)”一節(jié)提到LMP（鏈路資源管理協(xié)議）能夠避免其他定價(jià)方法中會出現(xiàn)的為保證發(fā)電機(jī)整體經(jīng)濟(jì)利益而需要額外補(bǔ)償?shù)膯栴}。這種說法不對，由于網(wǎng)絡(luò)阻塞的影響或其他原因，計(jì)算出來的節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)可能會低于位于該節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)報(bào)價(jià)價(jià)格，這時(shí)就需要引入報(bào)價(jià)成本回收（Bid Cost Recover）的機(jī)制來進(jìn)行補(bǔ)償。
浙江嘗試最大限度地突破現(xiàn)有邊界、實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃向市場轉(zhuǎn)軌的決心，與廣東和其他省份的現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)相比，可以說找到了更優(yōu)的路徑。但是跟其他省份的現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)和國內(nèi)電力市場研究一樣，在對電力現(xiàn)貨市場的理解和實(shí)施方面，浙江電力市場設(shè)計(jì)仍存在著一些值得商榷的地方。如下：
討論一：要不要強(qiáng)調(diào)地方特色和科技創(chuàng)新
浙江引入了國際團(tuán)隊(duì)參與市場設(shè)計(jì)，有批評者指出，國際團(tuán)隊(duì)未必能夠深入了解國情省情，很可能設(shè)計(jì)出完美而不實(shí)用的規(guī)則。而事實(shí)是，盡管經(jīng)歷了數(shù)十年的電力改革，國內(nèi)對國際電力市場理論和實(shí)踐的了解依然浮于表面。國內(nèi)至今未有從業(yè)者或研究者從頭至尾設(shè)計(jì)和運(yùn)營過一個(gè)電力現(xiàn)貨市場，只有東北和華東兩個(gè)失敗的例子。而國外已有多個(gè)成功的經(jīng)驗(yàn)和一些失敗的教訓(xùn)，值得學(xué)習(xí)和借鑒。要持虛心學(xué)習(xí)的立場，區(qū)分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)研究和意識形態(tài)的爭論。
本質(zhì)上，電力市場是一個(gè)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)問題，必須遵從一些普適的物理規(guī)律，不因國家和地區(qū)的不同而改變。比如說，交易中心和調(diào)度中心都是獨(dú)立的、非營利的機(jī)構(gòu)，這是普遍規(guī)律。
獨(dú)立是指所有的ISO/RTO都不擁有任何發(fā)電資源和負(fù)荷用戶，他們公開、公平、公正地管理市場但不參加市場交易，就好比他們是裁判員而不是運(yùn)動(dòng)員。他們管理電網(wǎng)，可以擁有或不擁有電網(wǎng)，但他們必須無歧視地向所有的市場參與者開放電網(wǎng)。
非營利是指所有的ISO/RTO都不能進(jìn)行電能和有關(guān)服務(wù)的買賣，從中獲利，當(dāng)然不會分紅。所有的ISO/RTO都只能向電網(wǎng)的使用者收取適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)管理費(fèi)，向市場的參與者收取一定的交易手續(xù)費(fèi)以維持自己的日常運(yùn)行。
電力市場的目標(biāo)都是打破壟斷，引入競爭，實(shí)現(xiàn)社會盈余的最大化，這也是普遍規(guī)律，不因國家和地區(qū)的不同而改變。輔助服務(wù)市場是為實(shí)時(shí)市場服務(wù)，沒有實(shí)時(shí)市場，就不知道輔助服務(wù)是怎樣調(diào)用的，更談不上怎樣考核和補(bǔ)償，所以單獨(dú)建設(shè)輔助服務(wù)市場，是沒有什么實(shí)際意義的。
的確，每個(gè)國家和地區(qū)有一些獨(dú)特的情況，對國外模式照搬照學(xué)是行不通的，但是數(shù)十年來數(shù)十個(gè)國家（地區(qū)）的國際現(xiàn)貨市場經(jīng)驗(yàn)，為我們這個(gè)現(xiàn)貨建設(shè)的后來者提供了足夠多可以借鑒的樣本，各式各樣的技術(shù)問題在各式各樣的客觀條件約束下，基本上都有了一種或幾種較為合理、實(shí)用的解決方案。當(dāng)我們談及電力市場的根源，即如何設(shè)計(jì)現(xiàn)貨市場時(shí)，每個(gè)國家和地區(qū)都是一樣的。大家都有同樣的物理現(xiàn)象，面臨同樣的問題，需要同樣的解決方法。其他的一些經(jīng)濟(jì)相關(guān)的具體問題，例如如何為新能源提供激勵(lì)、如何分?jǐn)傄恍┏杀镜?，的確需要依據(jù)每個(gè)國家和地區(qū)各自的情況來進(jìn)行調(diào)整。
但是，如果過分強(qiáng)調(diào)自己的特色，枉顧電力市場內(nèi)在的通行規(guī)律，隨意更改國外模式的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，非要弄一套和已有的成功系統(tǒng)完全不一樣的體系，意圖創(chuàng)造計(jì)劃改良模式的“中國式現(xiàn)貨市場”，所謂自主創(chuàng)新，實(shí)則標(biāo)新立異，意在彎道超車，也是自找麻煩，無論是理論還是實(shí)踐都將證明這樣的想法會是錯(cuò)誤的。
下面是幾個(gè)這樣想強(qiáng)調(diào)中國特色卻很奇葩的自主創(chuàng)新的例子：
調(diào)峰輔助服務(wù)市場：這個(gè)說法是很不科學(xué)的。調(diào)峰屬于主要的能量服務(wù)，輔助服務(wù)是輔助的服務(wù)，把兩個(gè)風(fēng)馬牛不相及的概念強(qiáng)捏在一起，這就是所謂的“中國特色”？為什么不直接稱為調(diào)峰市場，而要冠以名不符實(shí)的“輔助服務(wù)”。
股份制交易中心：這是另一個(gè)國內(nèi)引以為傲的發(fā)明，但這個(gè)叫法也是很不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。股份制亦稱“股份經(jīng)濟(jì)”，是指以入股方式把分散的、屬于不同主體所有的生產(chǎn)要素集中起來，統(tǒng)一使用、合理經(jīng)營、自負(fù)盈虧、按股分紅的一種經(jīng)濟(jì)組織形式。稱為股份制（Shareholding System）就意味著要分紅，有營利之嫌，違背了交易中心必須是非營利的原則。實(shí)際上國內(nèi)現(xiàn)有的交易中心都是以電網(wǎng)公司為主體，吸引地方政府和市場參與者共同出資建立，為電力交易提供一個(gè)獨(dú)立的并非為營利的管理平臺，如果稱為會員制（Membership System）交易中心可能更確切一些。
先出清調(diào)頻輔助服務(wù)，再出清主能量/機(jī)組組合。不知道廣東是根據(jù)什么理論設(shè)計(jì)出這樣的日前市場出清次序。要知道，一個(gè)機(jī)組要提供調(diào)頻服務(wù)，機(jī)組必須是在線的，而且是正在發(fā)出一定電量的，除非采用能量和輔助服務(wù)協(xié)同優(yōu)化的算法，不然一定要先確定一臺機(jī)組在線并正在發(fā)電，才能確定它能否提供調(diào)頻輔助服務(wù)，這是基本的常識。
廣東的解釋是如果先做機(jī)組組合出清主能量，再出清調(diào)頻輔助服務(wù)的話，剩余的機(jī)組容量可能不能滿足調(diào)頻輔助服務(wù)的需求，是不是需要重新再做一遍機(jī)組組合。這是欠妥的解釋，暴露了設(shè)計(jì)缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。在該設(shè)計(jì)中，出清主能量/機(jī)組組合時(shí)，既然已經(jīng)知道要把運(yùn)行輔助服務(wù)的需求作為出清的約束條件，為什么不把調(diào)頻輔助服務(wù)的需求也一起作為出清的約束條件，這樣就不會發(fā)生所謂調(diào)頻輔助服務(wù)容量不足的問題。
討論二：節(jié)點(diǎn)電價(jià)是不是萬能的
國內(nèi)似乎存在著一種共識，認(rèn)為現(xiàn)貨市場的主要功能是發(fā)現(xiàn)價(jià)格，使用節(jié)點(diǎn)電價(jià)（Nodal Price）是電力市場的核心邏輯之一。不錯(cuò)，節(jié)點(diǎn)電價(jià)能夠給出位置信號，利用市場機(jī)制引導(dǎo)發(fā)電與用電在空間上的有效匹配。此外，節(jié)點(diǎn)電價(jià)價(jià)差也給出了在什么地方新建線路的投資信號，必然使其電網(wǎng)投資更加經(jīng)濟(jì)高效。但是，節(jié)點(diǎn)電價(jià)只不過是電力市場的定價(jià)方式之一，決不是電力市場的核心邏輯。電力市場的核心邏輯應(yīng)該是市場均衡原理。在一個(gè)競爭性的市場中，市場價(jià)格由供需雙方的行為共同決定。市場會存在一個(gè)均衡價(jià)格（Equilibrium Price）或市場清理價(jià)（MCP，Market Clearing Price），在這個(gè)價(jià)格上，生產(chǎn)者愿意提供的商品量正好等于消費(fèi)者希望購買的商品量。利用市場清理價(jià)進(jìn)行結(jié)算，從而實(shí)現(xiàn)社會盈余的最大化，這才是現(xiàn)貨市場的核心邏輯。
圖1. 理想的完全競爭性雙邊市場的出清
圖1是一個(gè)理想的完全競爭性雙邊市場，市場在均衡點(diǎn)（供給量=需求量，供給曲線和需求曲線的交點(diǎn)）出清。供給曲線下方的藍(lán)色面積是賣方的生產(chǎn)者成本，按市場清理價(jià)支付賣方的話，賣方得到了比成本（要價(jià)）多的支付——綠色面積，稱為生產(chǎn)者盈余。需求曲線下方的總面積是買方的支付意愿，買方按市場清理價(jià)付費(fèi)的話，買方實(shí)際支付的費(fèi)用比他們的支付意愿少——黃色面積，稱為消費(fèi)者盈余。生產(chǎn)者盈余+消費(fèi)者盈余=社會盈余。從圖1也可以看出，買賣雙方都按市場清理價(jià)結(jié)算的話，市場在財(cái)政上是平衡的，也就是說買方的總付出等于賣方的總收入。這市場均衡原理才是電力市場的核心邏輯。
如果系統(tǒng)沒有阻塞問題，也就是說，電能可以無阻塞地從發(fā)電端輸送到系統(tǒng)中的任意地方，則電力市場可以看成一個(gè)理想的完全競爭性市場，可以用一個(gè)全系統(tǒng)統(tǒng)一的市場清理價(jià)為供（發(fā)電）需（負(fù)荷）雙方結(jié)算。如果系統(tǒng)中只有少數(shù)的關(guān)鍵線路或通道經(jīng)常會發(fā)生阻塞，其他的線路或通道不經(jīng)常會發(fā)生阻塞或阻塞不太嚴(yán)重，則系統(tǒng)可以分裂為幾個(gè)相對隔離的區(qū)域，區(qū)域之間由少數(shù)的關(guān)鍵線路或通道連接，區(qū)域內(nèi)部分別進(jìn)行發(fā)電和負(fù)荷的平衡，形成各自的均衡價(jià)格或市場清理價(jià)，供（發(fā)電）需（負(fù)荷）雙方按所在區(qū)域的市場清理價(jià)進(jìn)行結(jié)算。這是另一種被普遍應(yīng)用的定價(jià)方式，叫做區(qū)域電價(jià)（Zonal Price）。
這種定價(jià)方式直接應(yīng)用了市場均衡原理，市場規(guī)則比較簡單清晰，實(shí)施和運(yùn)行起來相對容易。市場結(jié)果比較透明，市場參與者容易理解市場的結(jié)果和發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，向市場結(jié)果提出質(zhì)疑和挑戰(zhàn)；市場管理者容易查找運(yùn)行結(jié)果的問題，向市場參與者解釋或修正運(yùn)行的結(jié)果；市場監(jiān)管者容易發(fā)現(xiàn)和監(jiān)督市場可能的違規(guī)行為。例如某臺機(jī)組的報(bào)價(jià)價(jià)格是$4/MWh，低于所在區(qū)域$10/MWh的MCP，卻沒有被接受，該機(jī)組的擁有者很容易提出質(zhì)疑：為什么我沒有被接受。而市場管理者很容易根據(jù)市場規(guī)則查出到底是市場運(yùn)用軟件的錯(cuò)誤還是機(jī)組的數(shù)據(jù)問題，從而向該機(jī)組的擁有者進(jìn)行解釋或修正軟件及計(jì)算結(jié)果。
目前歐洲市場，加拿大的AESO（Alberta）和IESO（Ontario）兩個(gè)電力市場和越南的國家電力市場從投運(yùn)以來，一直采用區(qū)域電價(jià)。在這些市場中，雖然沒有采用集中優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)電價(jià)，競爭仍然是充分且有效的。美國的加州（CAISO）和得州（ERCOT）市場，一開始也是采用區(qū)域電價(jià)。雖然這兩個(gè)市場現(xiàn)在已不再采用區(qū)域電價(jià)，已經(jīng)進(jìn)化到更為成熟的節(jié)點(diǎn)電價(jià)，但區(qū)域電價(jià)的采用，對市場環(huán)境的培育和市場參與者的成長，產(chǎn)生了積極的作用。
然而，電力市場并不是一個(gè)理想的完全競爭性市場。電力的生產(chǎn)和消費(fèi)需要通過傳輸網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，受到網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的限制。由于傳輸網(wǎng)絡(luò)阻塞的限制，電力的生產(chǎn)和消費(fèi)不能達(dá)到理想的完全競爭性的均衡狀態(tài)，位于某節(jié)點(diǎn)A的低價(jià)的發(fā)電機(jī)組不能充分發(fā)電，而必須讓位于另外某節(jié)點(diǎn)B的高價(jià)的發(fā)電機(jī)組失序發(fā)電，這樣造成了B節(jié)點(diǎn)的電價(jià)高于A節(jié)點(diǎn)電價(jià)的現(xiàn)象。這就是節(jié)點(diǎn)電價(jià)。雖然以節(jié)點(diǎn)電價(jià)進(jìn)行能量交易提供了反映傳輸阻塞的準(zhǔn)確價(jià)格信號，促進(jìn)了生產(chǎn)、消費(fèi)和投資的效率，但是節(jié)點(diǎn)電價(jià)不是萬能的，存在著下列不足之處：
? 節(jié)點(diǎn)電價(jià)打破了市場的財(cái)政平衡。國內(nèi)外采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)的電力市場結(jié)算時(shí)都是發(fā)電機(jī)用所在節(jié)點(diǎn)的電價(jià)支付，負(fù)荷側(cè)則按系統(tǒng)或區(qū)域內(nèi)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電價(jià)的加權(quán)平均收費(fèi)，這樣必然造成市場的收支不平衡，打破了市場財(cái)政中立的原則。是否可以考慮這樣的結(jié)算方法：發(fā)電機(jī)用所在節(jié)點(diǎn)的電價(jià)支付，支付發(fā)電機(jī)的費(fèi)用由系統(tǒng)或所在區(qū)域中的負(fù)荷按比例分擔(dān)，這樣收支就能平衡。
? 市場參與者可能面臨更高的風(fēng)險(xiǎn)。由于節(jié)點(diǎn)電價(jià)受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)的影響，這種位置價(jià)格的可變性和不確定性使市場參與者面臨更高的風(fēng)險(xiǎn)，為了規(guī)避這種風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)點(diǎn)電價(jià)最好能配以金融輸電權(quán)市場作為補(bǔ)充。
? 市場的透明度較低。因?yàn)楣?jié)電電價(jià)的計(jì)算非常復(fù)雜，它的計(jì)算質(zhì)量很難保證，市場參與者和市場管理者只能把它當(dāng)作一個(gè)神秘的黑匣子，節(jié)點(diǎn)電價(jià)的計(jì)算過程及相關(guān)信息等得不到有效公開，其過程基本上是無法追蹤，結(jié)果是很難驗(yàn)證的。這樣，節(jié)電電價(jià)的公平公正性將遭到質(zhì)疑，使現(xiàn)貨市場面臨信任危機(jī)。
? 技術(shù)支持系統(tǒng)開發(fā)成本較高。開發(fā)和實(shí)施一個(gè)基于節(jié)點(diǎn)電價(jià)的技術(shù)支持系統(tǒng)，其代價(jià)是相當(dāng)昂貴的。以加州CAISO的系統(tǒng)為例，與初期工程基于區(qū)域電價(jià)的系統(tǒng)相比，現(xiàn)期的基于節(jié)點(diǎn)電價(jià)的系統(tǒng)多花了10倍以上的時(shí)間（7年VS半年），經(jīng)費(fèi)也多花了10倍以上。得州ERCOT開發(fā)基于節(jié)點(diǎn)電價(jià)的系統(tǒng)的花費(fèi)，比加州還高。
所以，節(jié)點(diǎn)電價(jià)并不是唯一的選擇。此前國家發(fā)改委印發(fā)的《關(guān)于深化電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)工作的意見》也所指出，各地應(yīng)因地制宜，選擇適合自己實(shí)際情況的電價(jià)形成機(jī)制。
有必要指出，國內(nèi)對圖2所示的供給曲線的含義，存在著一種誤解。供給曲線是一條單調(diào)上升的曲線，有不少專家甚至有教科書解釋說這是因?yàn)椤皟r(jià)格隨著供給量的增加而增加”。這種解釋是不正確的。因?yàn)閷ν粋€(gè)生產(chǎn)者來說，生產(chǎn)同一個(gè)產(chǎn)品的單位成本，一般會隨著產(chǎn)量的增加而減少。正確的解釋是：在一個(gè)市場中，有許多賣家在出售同樣的產(chǎn)品，他們的產(chǎn)量和價(jià)格不一定相同。買家在購買產(chǎn)品時(shí)，肯定是從價(jià)格最低的賣家選起，按價(jià)格從低到高依次選擇，直到匯總的產(chǎn)品量滿足買家的需求量或沒有賣家剩下為止。這樣把賣家的報(bào)價(jià)按價(jià)格由低到高進(jìn)行排隊(duì)，匯總的如圖2右側(cè)所示的曲線就形成了供給曲線。
圖2. 供給曲線
圖3. 需求曲線
圖3所示的需求曲線是一條單調(diào)下降的曲線，也許可以解釋說“價(jià)格隨著需求量的增加而降低”。但正確的解釋是：在一個(gè)市場中，有許多買家想購買同樣的產(chǎn)品，他們的需求量和愿意支付的價(jià)格不一定相同。賣家在出售產(chǎn)品時(shí)，肯定是從出價(jià)最高的買家選起，按價(jià)格從高到低依次選擇，先賣給出價(jià)高的買家，直到賣家的產(chǎn)品賣完或沒有買家剩下為止。這樣把買家的報(bào)價(jià)按價(jià)格由高到低進(jìn)行排隊(duì)，匯總的如圖3右側(cè)所示的曲線就形成了需求曲線。
討論三：全電量優(yōu)化是不是一個(gè)偽命題
另一普遍存在的誤區(qū)是，所謂全電量競爭或全電量優(yōu)化是集中式現(xiàn)貨市場的核心。
國內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，雖然電力中長期合約絕大部分是需要物理交割的，但在與現(xiàn)貨市場銜接時(shí)，都應(yīng)處理成結(jié)算意義的交割，所有市場成員無論是否持有中長期合同，也不管中長期合同需不需要物理交割，在現(xiàn)貨市場上都必須全電量報(bào)價(jià)，開展全電量競爭。如果優(yōu)先出清物理交割的中長期合同，將會使發(fā)用電曲線過早定死，縮小了調(diào)度空間。由于各方報(bào)價(jià)不合理會導(dǎo)致發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓不成交的問題，可能造成發(fā)用電曲線無法形成，將嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。在現(xiàn)貨市場上，已經(jīng)沒有時(shí)間讓市場成員充分博弈了。相反，如果全電量競爭，競爭過程只是排序過程（不存在物理交割方式下電廠之間由于報(bào)價(jià)不合理導(dǎo)致的發(fā)電權(quán)難以轉(zhuǎn)讓的問題），不會出現(xiàn)不成交的風(fēng)險(xiǎn)，安全校核需要的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)移將是最小成本意義下的強(qiáng)制性轉(zhuǎn)移。上述觀點(diǎn)還認(rèn)為，“美國全電量競爭不存在中長期合同交割的問題，更多是金融環(huán)節(jié)的問題”。
事實(shí)上，美國電力市場的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)正好和上述觀點(diǎn)相反。美國加州電力市場建設(shè)初期，市場不允許市場參與者簽訂中長期合同，要求所有的發(fā)電和負(fù)荷的交易，也就是說全電量交易都必須在加州電力交易中心（CALPX）的電力現(xiàn)貨市場中進(jìn)行。因?yàn)殡娏κ且环N特殊的產(chǎn)品，電力現(xiàn)貨市場交易的結(jié)果必須在實(shí)時(shí)運(yùn)行中兌現(xiàn)。所謂的全電量交易不能保證有足夠的發(fā)電量來滿足實(shí)時(shí)的負(fù)荷需求，也給某些市場參與者提供了行使市場力的機(jī)會。
2000年夏至2001年春的加州電力危機(jī)就是一個(gè)典型的例子。當(dāng)時(shí)以安然（Enron）為代表的發(fā)電公司，乘電力供應(yīng)出現(xiàn)暫時(shí)短缺之機(jī)，借口設(shè)備撿修，不向加州電力交易中心的日前電力現(xiàn)貨市場報(bào)價(jià)。到實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)，為了保持“加州燈亮”——電網(wǎng)正常運(yùn)行，加州調(diào)度中心（CAISO）的調(diào)度員不得不哀求發(fā)電公司保持或增加機(jī)組的出力，并接受他們的漫天要價(jià)。這是加州電力危機(jī)最主要的原因。加州電力危機(jī)的主要教訓(xùn)之一是在電力市場投運(yùn)初期，不能一下子就開放所有的發(fā)電資源，進(jìn)行所謂的全電量競爭，必須保持相當(dāng)比例的需要物理交割的中長期合同。
中長期合同和現(xiàn)貨市場同樣重要，都是現(xiàn)代電力不可缺少的組成部分。當(dāng)現(xiàn)貨市場可以發(fā)現(xiàn)價(jià)格、提高市場的競爭效率時(shí)，中長期合同能夠提前鎖定電量和價(jià)格，幫助市場成員規(guī)避需求不能滿足和價(jià)格飆升的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也是緩解市場力的有效措施之一。
為實(shí)現(xiàn)中長期合同的物理交割，要求合同擁有者把中長期合同分解成每天每小時(shí)的可執(zhí)行的調(diào)度計(jì)劃（Schedule），為了分解的調(diào)度計(jì)劃能在滿足電網(wǎng)安全約束的條件下執(zhí)行，合同擁有者一般需要事先購買有關(guān)的輸電通道的金融輸電權(quán)?，F(xiàn)貨市場尊重這些合同計(jì)劃，這些合同計(jì)劃將被優(yōu)先出清并包括在日前運(yùn)行計(jì)劃中。具體的做法是，具有中長期合同的發(fā)電機(jī)組向日前市場全電量報(bào)價(jià)，中長期合同部分按地板價(jià)（Floor Price）報(bào)價(jià)，作為自計(jì)劃（Self Schedule）處理，如果機(jī)組的發(fā)電容量還有剩余，可按普通的經(jīng)濟(jì)報(bào)價(jià)上報(bào)，如圖3所示。如果某中長期合同是不需要物理交割的差價(jià)合同，或者任何時(shí)候某中長期合同的簽訂者不想物理交割，他可以向現(xiàn)貨市場全電量經(jīng)濟(jì)報(bào)價(jià)，全電量參與市場競爭。對于中長期合同的負(fù)荷部分，則按上限價(jià)格（Cap Price）報(bào)價(jià)。
圖4. 機(jī)組的能量報(bào)價(jià)包括自計(jì)劃（合同）和經(jīng)濟(jì)報(bào)價(jià)
圖5. 自計(jì)劃在現(xiàn)貨市場中優(yōu)先被出清
圖5顯示了現(xiàn)貨能量市場出清的過程。把所有機(jī)組全電量能量報(bào)價(jià)匯總得到了圖5中的供應(yīng)曲線，所有的負(fù)荷全電量能量報(bào)價(jià)匯總得到了圖5中的需求曲線。市場首先出清中長期合同（自計(jì)劃）部分，然后在經(jīng)濟(jì)報(bào)價(jià)部分找到市場均衡點(diǎn)，設(shè)置市場清理價(jià)。中長期合同或自計(jì)劃不能設(shè)定市場清理價(jià)，他們是市場清理價(jià)的接受者（Price Taker）。當(dāng)然市場出清的結(jié)果要能通過安全校核，如果市場出清的結(jié)果會引起網(wǎng)絡(luò)阻塞，必須進(jìn)行減載（Curtailment）處理，有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC系統(tǒng)的安全運(yùn)行，不得不對中長期合同部分進(jìn)行減載，不能完成中長期合同的執(zhí)行（至于如何執(zhí)行這種減載，筆者將另文《中長期交易與現(xiàn)貨交易銜接機(jī)制》，不在這里詳細(xì)討論）。中長期合同部分可以按合同進(jìn)行結(jié)算，超出合同或減載的部分將按市場清理價(jià)結(jié)算。另一種可能的結(jié)算方法是，所有的交易電量，包括合同部分和超出或減載的部分都按市場價(jià)結(jié)算，合同部分的差價(jià)由合同簽訂雙方自行結(jié)算。
雖然中長期合同的物理執(zhí)行會縮小調(diào)度空間，影響市場的競爭性和效率，但它是保證市場化的電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要手段。中長期合同保證了基本的電量需求，鎖定了大部分電力交易的價(jià)格，限制了某些市場參與者操縱電價(jià)、行使市場力的機(jī)會，規(guī)避市場可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。所以，在電力市場建設(shè)初期，特別是中國電力市場從中長期合同交易起步的情況下，必須保持相當(dāng)比例的需要物理交割的中長期合同。隨著市場的不斷成熟，可以逐漸減少中長期合同的比例。
以美國加州為例，在2009年加州CAISO新的日前能量市場重新開放時(shí)，中長期合同占總的發(fā)電量的85%以上，到2018年，這個(gè)比例降低到64%。而PJM2017年的中長期合同的比例仍然有70%。事實(shí)上，在浙江市場的初期階段，政府授權(quán)的中長期差價(jià)合約比例約占總電力電量的90%，現(xiàn)貨市場暴露參加競爭的電力電量比例僅占約10%。
所以說，所謂全電量競爭或全電量優(yōu)化是一個(gè)偽命題，并不是電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的核心邏輯。重要的是全電量報(bào)價(jià)，通過全電量報(bào)價(jià)，把中長期合同的物理交割，包括在現(xiàn)貨市場出清的日前計(jì)劃中。
日前市場出清的結(jié)果，國際上公認(rèn)的說法是一種財(cái)務(wù)約束（Financial Binding），但如何理解，則存在著誤區(qū)。國外有專家認(rèn)為，因?yàn)槭秦?cái)務(wù)約束，日前市場出清的結(jié)果僅僅用于結(jié)算時(shí)的參考，對實(shí)時(shí)市場/實(shí)時(shí)調(diào)度沒有任何約束。由于實(shí)時(shí)和日前的運(yùn)行條件，包括負(fù)荷預(yù)測和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可能不一致，甚至存在較大的差異，所以在實(shí)時(shí)市場中，發(fā)電機(jī)組必須全電量重新報(bào)價(jià)，按全電量報(bào)價(jià)重新優(yōu)化，才能保證實(shí)時(shí)調(diào)度最優(yōu)、市場效率最高、發(fā)電機(jī)利益最大化。理論上，這種說法有一定道理，但實(shí)際上是一種誤解。財(cái)務(wù)約束也是一種必須兌現(xiàn)的約束，在實(shí)時(shí)市場中，市場參與者可以按照日前市場的出清結(jié)果自行按計(jì)劃發(fā)電來履行它的財(cái)務(wù)約束，也可以通過雙邊合同請其他的市場參與者幫助發(fā)電來履行它的財(cái)務(wù)約束，還可以實(shí)時(shí)市場的價(jià)格購買日前市場所交易的電量來完成它的財(cái)務(wù)約束。所以說，財(cái)務(wù)約束是一種是可轉(zhuǎn)讓的約束，不必非得交易者本人執(zhí)行，別人代為執(zhí)行也可。與實(shí)時(shí)市場的出清結(jié)果是物理約束（Physical Binding）不同，出清結(jié)果必須由交易者本人執(zhí)行，不得轉(zhuǎn)讓。
實(shí)時(shí)市場是一個(gè)單邊市場，供應(yīng)方是發(fā)電機(jī)組、儲能裝置，可調(diào)節(jié)負(fù)荷，系統(tǒng)是需求方，如圖6所示。實(shí)時(shí)調(diào)度的原理是，以最小化實(shí)時(shí)能量報(bào)價(jià)成本為目標(biāo)函數(shù)，滿足下一個(gè)調(diào)度時(shí)段終點(diǎn)的負(fù)荷預(yù)測需求，服從機(jī)組最小和最大出力以及網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的約束。但實(shí)際上，實(shí)時(shí)市場/實(shí)時(shí)調(diào)度是一個(gè)每5分鐘執(zhí)行一次的連續(xù)滾動(dòng)的過程，在每一次優(yōu)化中每一個(gè)機(jī)組并不是從零狀態(tài)開始調(diào)度，而是從一個(gè)初始狀態(tài)或調(diào)度出發(fā)點(diǎn)開始，機(jī)組的調(diào)度出發(fā)點(diǎn)就是機(jī)組當(dāng)前的出力，可由測量值或能量管理系統(tǒng)中的狀態(tài)估計(jì)值獲得。所以進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度時(shí)，每臺機(jī)組還必須服從從調(diào)度出發(fā)點(diǎn)開始，5分鐘內(nèi)的上下爬坡能力的約束。這樣，機(jī)組參加優(yōu)化調(diào)度的報(bào)價(jià)，并不是全電量報(bào)價(jià)，而只是該機(jī)組從調(diào)度出發(fā)點(diǎn)開始，5分鐘內(nèi)的上下爬坡能力所覆蓋的部分報(bào)價(jià)，稱為增量報(bào)價(jià)（Incremental Bids）或減量報(bào)價(jià)（Decremental Bids）。在這里重要的仍然是全電量報(bào)價(jià)，全電量優(yōu)化在這里又成為一個(gè)偽命題。
圖6.實(shí)時(shí)市場的出清原理
如果可以不考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的約束，或者日前負(fù)荷預(yù)測已能做得相當(dāng)精確，日前市場的結(jié)果比較完善，已通過必要的安全校核，網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題已在日前市場中得到緩解，實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)網(wǎng)絡(luò)阻塞的情況就不會太嚴(yán)重，特別是在減負(fù)荷的時(shí)候，實(shí)時(shí)調(diào)度問題可以簡化為增量優(yōu)化問題，即以最小化從機(jī)組調(diào)度出發(fā)點(diǎn)的實(shí)時(shí)修正能量報(bào)價(jià)或增量報(bào)價(jià)成本為目標(biāo)函數(shù)，滿足當(dāng)前調(diào)度時(shí)段和下一個(gè)調(diào)度時(shí)段終點(diǎn)的負(fù)荷預(yù)測需求的變化，服從每個(gè)機(jī)組從調(diào)度出發(fā)點(diǎn)開始，5分鐘內(nèi)的上下爬坡能力的約束。一旦發(fā)生實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)阻塞，可以通過例外調(diào)度（Exceptional Dispatch）或再調(diào)度（Re-Dispatch）的方法處理。在實(shí)時(shí)市場開始前，機(jī)組被要求全電量報(bào)價(jià)，如果某機(jī)組沒有實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)，它的日前能量報(bào)價(jià)則被默認(rèn)為實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)。根據(jù)機(jī)組的全電量報(bào)價(jià)、調(diào)度出發(fā)點(diǎn)和5分鐘的爬坡能力，可以產(chǎn)生每個(gè)調(diào)度時(shí)段的增量和減量報(bào)價(jià)，把增量和減量報(bào)價(jià)分別按價(jià)格排隊(duì)，就可以很容易地實(shí)行按增量優(yōu)化調(diào)度，這樣將能大大地簡化實(shí)時(shí)調(diào)度軟件的復(fù)雜性，減少系統(tǒng)開發(fā)和實(shí)施的成本，并提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率。在電力現(xiàn)貨市場建設(shè)初期，也許可以考慮這樣的實(shí)施方案：日前市場采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)，實(shí)時(shí)市場采用基于區(qū)域電價(jià)的增量優(yōu)化調(diào)度方法。
討論四：輔助服務(wù)市場是不是最好體現(xiàn)了契約精神
現(xiàn)在國內(nèi)對輔助服務(wù)市場的理解，存在著非常大的誤區(qū)。據(jù)通報(bào)，到2018年底，全國已有東北、福建、甘肅、山東、新疆、寧夏、廣東、山西、重慶、華北、華東、西北、江蘇和蒙西14個(gè)地區(qū)啟動(dòng)了電力輔助服務(wù)市場機(jī)制，實(shí)際上，除廣東以外，沒有一個(gè)所謂的輔助服務(wù)市場是真正意義上的輔助服務(wù)市場，他們的市場都是“調(diào)峰輔助服務(wù)市場”，這在概念上是錯(cuò)誤的。
顧名思義，輔助服務(wù)就是輔助的服務(wù)，調(diào)峰的量較大，應(yīng)屬于主要的能量服務(wù)?？梢岳斫?，國內(nèi)許多地區(qū)在沒有現(xiàn)貨市場的情況下，調(diào)峰實(shí)際上是調(diào)谷的問題比較嚴(yán)重，為了引入市場機(jī)制來解決這個(gè)問題，不得不采用打擦邊球、鉆政策空子的辦法，發(fā)明了這個(gè)具有中國特色的名詞“調(diào)峰輔助服務(wù)”。隨著電力現(xiàn)貨市場的建立，調(diào)峰問題可以在日前市場中解決。很高興看到國內(nèi)業(yè)界已認(rèn)識到這個(gè)問題，在廣東和浙江的現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)中，已看不到調(diào)峰輔助服務(wù)這個(gè)題目。
維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠運(yùn)行的最有效和最可靠的預(yù)防和校正措施是系統(tǒng)隨時(shí)保持充足的備用容量。在正常運(yùn)行時(shí)，讓一些資源不發(fā)揮最大出力或者根本不出力——停機(jī)，而是讓這些富余的發(fā)電能力隨時(shí)處于一種待命的狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，這些待命的備用容量能夠被迅速有效地調(diào)用，以平衡系統(tǒng)能量的供需不平衡和應(yīng)對系統(tǒng)突然發(fā)生的故障。這些備用的能力包括調(diào)頻備用、運(yùn)行備用、黑啟動(dòng)備用和無功及電壓支持備用，統(tǒng)稱為輔助服務(wù)備用。運(yùn)行備用又可細(xì)分為旋轉(zhuǎn)（或同步）備用和非旋轉(zhuǎn)（或非同步）備用。調(diào)頻備用和運(yùn)行備用在現(xiàn)貨市場上購買，黑啟動(dòng)和無功及電壓支持通過中長期合同確定。調(diào)頻備用是為了平衡系統(tǒng)的不平衡能量，運(yùn)行備用是為了系統(tǒng)有充分的資源供實(shí)時(shí)調(diào)度所需，從而跟蹤運(yùn)行小時(shí)之間的負(fù)荷變化（load following）和應(yīng)對系統(tǒng)的突發(fā)事件如機(jī)組或線路故障。
輔助服務(wù)的核心是備用，備用就是要提前做好準(zhǔn)備，中國俗話說“養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”，就是這個(gè)意思。提供備用是有成本的，必須得到補(bǔ)償，哪怕是備而不用都應(yīng)該得到補(bǔ)償，這是主要的補(bǔ)償。如果在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)被調(diào)用到，則所調(diào)用到的電量按實(shí)時(shí)市場價(jià)，再一次得到補(bǔ)償。
例如，美國加州電力市場已投運(yùn)20多年了，黑啟動(dòng)備用一直備用在那里，一次也沒有啟動(dòng)過，但承諾提供黑啟動(dòng)的機(jī)組每年都按合同得到補(bǔ)償，這就是契約精神。
提供備用是一種承諾，承諾提供備用是必須兌現(xiàn)的，到時(shí)候不能兌現(xiàn)承諾提供的服務(wù)是要受到懲罰的。所以說輔助服務(wù)市場最好地體現(xiàn)了現(xiàn)代商品社會的契約精神。然而，國內(nèi)業(yè)界對這種契約精神的理解很不到位。國內(nèi)十幾個(gè)所謂的輔助服務(wù)市場，包括影響較大的廣東和浙江市場都沒有提前（在日前市場中）為調(diào)頻和運(yùn)行備用做好準(zhǔn)備，并按備用的容量給予補(bǔ)償。
國內(nèi)對輔助服務(wù)的補(bǔ)償，是非常不充分和不合理的。根據(jù)國家能源局綜合司發(fā)布的《關(guān)于2018年度電力輔助服務(wù)有關(guān)情況的通報(bào)》，2018年，全國除西藏外31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）補(bǔ)償費(fèi)用共147.62億元，占上網(wǎng)電費(fèi)總額的0.83%。其中，調(diào)峰補(bǔ)償費(fèi)用總額52.34億元，占總補(bǔ)償費(fèi)用的35.46%；調(diào)頻補(bǔ)償費(fèi)用總額41.66億元，占比28.22%；備用補(bǔ)償費(fèi)用總額42.86億元，占比29.03%；其他補(bǔ)償費(fèi)用10.76億元，占比7.29%。實(shí)際上，總的（不包括調(diào)峰）電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用僅為92.28億元，占上網(wǎng)電費(fèi)總額的0.54%，這是非常不充分的，其原因是補(bǔ)償機(jī)制不合理，沒有按輔助備用的容量進(jìn)行補(bǔ)償。與之相比，美國加州2018年的輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用為1.89億美元，占上網(wǎng)電費(fèi)總額的1.70%。
2018年，全國輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用的來源主要來自發(fā)電機(jī)組分?jǐn)傎M(fèi)用，合計(jì)118.95億元，占比為80.58%。這是非常不合理的。發(fā)電機(jī)組提供輔助服務(wù)是做出貢獻(xiàn)，理應(yīng)得到補(bǔ)償，而不應(yīng)承擔(dān)成本。在談到輔助服務(wù)成本問題時(shí)，國內(nèi)業(yè)界喜歡提到“誰受益，誰負(fù)擔(dān)”的原則，既然這樣，購買輔助服務(wù)成本就應(yīng)該由系統(tǒng)用戶即負(fù)荷來負(fù)擔(dān)，因?yàn)槭钦麄€(gè)系統(tǒng)使用了輔助服務(wù)，系統(tǒng)也就是電力用戶是受益者。國內(nèi)所謂的輔助服務(wù)市場由發(fā)電側(cè)來承擔(dān)提供輔助服務(wù)成本，是完全不合理的，應(yīng)盡快改正過來。
每一臺連網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組都必須裝置自動(dòng)發(fā)電控制（AGC，Automatic Generation Control）設(shè)備，也就是說每一臺連網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組都被要求提供調(diào)頻服務(wù)，這是沒有必要的。因?yàn)檎{(diào)頻服務(wù)是一種快速反應(yīng)的短期的服務(wù)，在實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)，實(shí)際的負(fù)荷和發(fā)電供應(yīng)之間總是有一個(gè)偏差，叫做區(qū)域控制誤差（ACE，Area Control Error），這個(gè)偏差是系統(tǒng)不平衡能量的一部分。不平衡能量將以頻率偏差的形式表現(xiàn)出來，根據(jù)頻率偏差提供調(diào)節(jié)備用的機(jī)組能夠很快地通過自動(dòng)發(fā)電控制裝置作出反應(yīng)，增加或減少出力，提供或消耗不平衡能量，以達(dá)到暫時(shí)的平衡。但是AGC自動(dòng)平衡的能力是短期的和有限的，這時(shí)提供調(diào)節(jié)備用的機(jī)組偏離了它的首選工作點(diǎn)（POP，Preferred Operating Point），不可能一直使用下去，必須通過實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度（Real-Time Economic Dispatch），對提供運(yùn)行備用和實(shí)時(shí)能量報(bào)價(jià)的資源進(jìn)行調(diào)度，增加或減少出力，提供或消耗不平衡能量，把已用過的AGC自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力置換出來，使AGC機(jī)組回到原來的首選工作點(diǎn)，并把不平衡能量的需求減少到AGC能夠調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)。所以，在市場化的實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度條件下，并不需要每一臺連網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組都能提供調(diào)頻服務(wù)，只需要部分績效好的機(jī)組提供，而且只需要提供能夠滿足短時(shí)期，也就是一兩個(gè)調(diào)度時(shí)段（Dispatch Interval），一般為5-10分鐘的需求即可。
因此，在美國，調(diào)頻輔助服務(wù)的使用效率是非常高的，特別是在2013年，聯(lián)邦能源管制委員會（FERC，F(xiàn)ederal Energy Regulatory Commission）發(fā)布755號命令以后。以加州為例，現(xiàn)在系統(tǒng)對調(diào)頻輔助服務(wù)的需求，不超過系統(tǒng)總負(fù)荷的1.5%。755號命令（Pay for performance Regulation）要求，各ISO/RTO對調(diào)頻輔助服務(wù)的補(bǔ)償，不僅包括對備用的容量和實(shí)際調(diào)用到的電量的補(bǔ)償，還要包括對調(diào)頻性能績效的補(bǔ)償，旨在鼓勵(lì)調(diào)頻性能績效好的資源，主要是儲能資源參加調(diào)頻輔助服務(wù)市場。
輔助服務(wù)的購買是電力市場的重要組成部分，輔助服務(wù)市場的設(shè)立，是為了通過市場的手段，確保輔助服務(wù)的充分供應(yīng)和提供輔助服務(wù)的成本能夠得到有效的補(bǔ)償。輔助服務(wù)市場是為實(shí)時(shí)市場/實(shí)時(shí)調(diào)度服務(wù)的，必須與實(shí)時(shí)市場同步建設(shè)。與其他的電力市場主要功能相比，輔助服務(wù)市場的原理和實(shí)施是相對簡單和直接的，然而，國內(nèi)的十幾個(gè)所謂的輔助服務(wù)市場都沒有正確地理解輔助服務(wù)市場的原理，其實(shí)施也必然是非常不完善的，因此開展和加強(qiáng)輔助服務(wù)市場的原理和實(shí)踐的普及培訓(xùn)工作，很有必要。
劉云仁，美國加州獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)度（CAISO）前主任市場設(shè)計(jì)工程師、IEEE高級會員、重慶大學(xué)電氣工程客座教授。1968年畢業(yè)于重慶大學(xué)電機(jī)工程系電力系統(tǒng)專業(yè)，1978年到1980年在中國科學(xué)院研究生院電工研究所學(xué)習(xí)，1981年赴美留學(xué)，分別于1982年和1987年從美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校（University of Wisconsin， Madison）獲得電機(jī)工程碩士和博士學(xué)位。1988年至1997年，作為主任研發(fā)工程師，在ABB系統(tǒng)控制公司（Asea Brown Boveri， System Control）負(fù)責(zé)能量管理系統(tǒng)（Energy Management System）高級應(yīng)用軟件的研發(fā)，實(shí)施和維護(hù)工作。自從1997年11月，作為初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的成員之一，參加了加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行公司（California Independent System Operator - CAISO）的組建工作，參與電力市場設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)市場應(yīng)用軟件的安裝和調(diào)試。直到2011年11月退休以前，作為主任市場設(shè)計(jì)工程師，負(fù)責(zé)CAISO市場內(nèi)部應(yīng)用軟件的研發(fā)，測試和維護(hù)以及市場運(yùn)行的技術(shù)支持和分析工作。
