3. 發(fā)展中的歐洲電力市場
3.1.概況
歐洲電力和天然氣監(jiān)管機構(gòu)（ERGEG）于2006年啟動了“區(qū)域電力市場倡議”（ERI），并在歐洲建立了七個區(qū)域性倡議計劃。ERI的設(shè)計是以泛歐電力市場為終極目標的。本文將這個設(shè)想中的歐洲市場稱為電力市場目標模型（EMTM），模型中嵌入了市場耦合（MC）的思想。
MC有兩種基本類型，分為交易量耦合和價格耦合。交易量耦合可通過協(xié)調(diào)可用的跨國輸電容量實現(xiàn)。比起前者，價格耦合則更為全面，因為它將價格和數(shù)量的跨國協(xié)調(diào)結(jié)合起來。這兩種耦合的主要區(qū)別在于價格的確定方式。中期緊密交易量耦合（ITVC）和基于流量的市場耦合（FBMC）分別是批量和價格耦合的典型例子。在這里提到 的ITVC和FBMC將在下面討論。
大多數(shù)ERI都在整合市場方面取得可觀的進展。 例如，在北部地區(qū)的ERI，成立于2002年的Nord Pool Spot（NPS）是世界上第一個進行電力交易的市場，覆蓋丹麥，挪威，瑞典和芬蘭等國家。接著在2009年11月，這個ERI有了進一步的市場耦合進展，電力市場耦合公司（EMCC）的成立聯(lián)合了NPS與德國的歐洲電力交易所（EPEX）。 又如在歐洲中西部地區(qū)（CWE）的ERI，法國，比利時和荷蘭市場的三邊耦合市場（TLC）是于2006年成立。 2010年11月，CWE通過價格耦合實現(xiàn)了廣泛的市場耦合，范圍包括法國、比利時和荷蘭（以前的TLC）以及德國、盧森堡和奧地利。
下一個階段的目標在于將這些ERI耦合在一起，而相關(guān)行動已經(jīng)在進行中。 2010年11月，在引入CWE廣泛價格耦合的同時，CWE市場和北歐市場之間啟動了中期緊密交易量耦合（ITVC）。ITVC目前覆蓋了這兩個市場中全部4個聯(lián)絡(luò)線路，包括Baltic Cable，DK1，DK2和NorNed（線路名稱）。這個中期措施為建設(shè)穩(wěn)健的跨區(qū)域市場并最終達成價格耦合目標有著重要作用。需要注意的是，如上所述，日前市場已經(jīng)作為初步目標實現(xiàn)了耦合。而日內(nèi)市場耦合也使工作重點之一，像法國-德國和荷蘭-比利時都已經(jīng)開始了日和市場的耦合工作。
EMTM由四個基本組成部分組成，即遠期市場、日前市場（DAM）、日內(nèi)市場（IDM）和平衡市場。 值得注意的是，遠期市場和平衡由系統(tǒng)運營商（TSO）運營，而DAM和IDM由交易所管理。 此外，交易所還管理著遠期市場。 EMTM預(yù)計遠期市場將繼續(xù)由TSO主持進行輸電能力的顯式拍賣。 但是，交易所將在DAM中使用隱式拍賣，并在IDM中隱式持續(xù)交易。 平衡市場將通過相鄰的TSO之間基于優(yōu)先順序（merit order）的交易 實現(xiàn)。
表2列出了歐洲電力交易所的概況。有趣的是，英國是唯一擁有多達三個交易所，且其中一個交易所同時運營物理和金融市場的國家。而歐洲其他國家最多只有兩個交易所，且要么是物理交易所，要么就是金融交易所，沒有同時兼顧物理和金融的交易所。ERI的不斷發(fā)展導(dǎo)致的同一地區(qū)國家之間的合并，合資企業(yè)和合作，使得出現(xiàn)了金融市場在一個國家而物理市場則在鄰國的現(xiàn)象，如西班牙 -葡萄牙和法國-德國。差價合同（CfD）是NP獨有的特色，涵蓋了大量歐洲國家。 歐盟碳排放配額導(dǎo)致德國EEX和NP的納斯達克OMX推出了碳排放市場。預(yù)計到2013年，隨著歐盟從免費分配到拍賣排放配額，更多的交易所將提供碳交易。
3.2.電力交易機制
遠期市場是在實際交貨時間之前的幾個月或幾年進行雙邊交易的協(xié)議。這些OTC的雙邊協(xié)議可以通過直接尋找合適的合作伙伴，通過電子公告板或通過一個金融經(jīng)紀人的協(xié)助來達成。此外，期貨市場也是某種意義上的遠期市場，允許標準遠期合約的交易，可做全時段交易或分為平時和高峰時段的交易（見表3），且沒有任何實物交割。有趣的是，期貨市場的參與者還可以包括投機者，他們并不真正消費或生產(chǎn)電力，而是希望通過交易賺取利潤，從而增加市場流動性。遠期市場的交易基于長期負荷預(yù)測，可能不符合實際負荷要求，因而不可預(yù)測的故障可能導(dǎo)致發(fā)電機組關(guān)閉或縮減其輸出。此外，參與者可能無法獲得雙邊合同中需求的交易量。
因此，單靠遠期和期貨市場都不足以維持電力系統(tǒng)的可靠性，有必要進一步引進受管理的市場。事實上，DAM和IDM便屬于這類受管理的市場。DAM通過在設(shè)定的時間內(nèi)收集市場參與者的投標，然后運行市場清算算法，對剩余的能源需求進行雙盲拍賣。盡管DAM使用的是對第二天的短期負荷預(yù)測（比遠期市場的長期負荷預(yù)測更準確），但實際負荷情況仍可能差別很大。這時IDM便可以發(fā)揮其作用。通過持續(xù)不間斷交易，IDM可彌補已交易的電量（遠期市場或DAM）和實際能源需求之間的差距。
IDM中的連續(xù)交易與DAM中的拍賣有所不同，因為它要求立即執(zhí)行出價或在適當?shù)膬r格出現(xiàn)后立即執(zhí)行出價。有時連續(xù)交易分為兩種類型，即現(xiàn)貨和即時交易（見表3）。持續(xù)現(xiàn)貨交易涵蓋半小時，每小時，每兩小時和每四小時交易及其組合，而連續(xù)即時交易包括高峰時段，基本負荷，周末和過夜等交易。最后的平衡市場則保證了實時運行的每一個時刻，發(fā)電量都能匹配傳輸損耗和實際用電量。
FBMC目標在于建立以歐洲為一個整體的日前電力市場。在FBMC中，一些交易所在管轄范圍內(nèi)的地區(qū)收集買價和賣價，然后將其提交給運行MC算法的EMCC等中央公司。 在總體電力市場耦合的情景中，NP在其由多個價格區(qū)組成的區(qū)域?qū)嵤┦袌龇指睿∕S）。這個MS與LMP相似的一點在于其在計算安全約束最優(yōu)潮流（SCOPF）時把傳輸線路的所有限制納入考慮范圍。 然而，MS和LMP存在著一點差異，MS將兩個額外的約束條件添加到SCOPF公式中來使區(qū)域內(nèi)的價格相等。
表4：歐洲和北美批發(fā)市場設(shè)計的綜合比較
3.3.跨國輸電安排
FBMC被認為是一種適合用來安排跨國輸電的方法，這樣就不用大規(guī)模重組當前電力交易所（PX）。雖然與LMP和MS不同，F(xiàn)BMC簡化了輸電網(wǎng)的模型，但根據(jù)文獻，它應(yīng)該與安全約束經(jīng)濟調(diào)度“等效”。FBMC中由一家中央公司運行MC算法，在忽略任何區(qū)域內(nèi)輸電阻塞的情況下將區(qū)域內(nèi)的所有節(jié)點聚合為一個節(jié)點，甚至兩個相鄰區(qū)域之間的多個輸電線路也被聚合成單個聯(lián)絡(luò)線路。同時，各國TSO合作計算出可用輸電容量，并提供給MC公司。然后運行MC算法，以實現(xiàn)一個綜合考慮環(huán)路間流量和輸電容量限制的最優(yōu)解。
表5：歐美電力批發(fā)市場中發(fā)電企業(yè)運營比較
FBMC的一個主要問題在于在現(xiàn)實中還沒有經(jīng)過實踐，所以沒有統(tǒng)一的標準，如SCOPF。政治上對于市場耦合有過很多提案，但是還沒有出現(xiàn)一個合適的實踐模式。在電力交易中，將網(wǎng)絡(luò)約束應(yīng)用于拍賣問題并不簡單這點是受廣泛承認的。
截至目前，MC的細節(jié)仍需官方制定并加以實施，歐盟內(nèi)部政策總司關(guān)于“歐盟的天然氣和電力能源市場 – 實踐和發(fā)展現(xiàn)狀”的報告已經(jīng)明確了這一點。報告承認：“簡而言之，在許多地區(qū)價格耦合和現(xiàn)貨市場建設(shè)方面取得了進展，但同時，區(qū)域市場應(yīng)該如何建設(shè)仍沒有一個明確的愿景。”該報告進一步指出，“現(xiàn)有的交易所是否需要合并為區(qū)域或歐盟級別的運營商，以及如何進行這個整合，目前尚未明確”。盡管一個簡要的容量分配和擁塞管理框架指南[28]已經(jīng)出臺，進一步的網(wǎng)絡(luò)編碼（Netword Codes）仍在編寫中。MC將會如何具體實行，要在網(wǎng)絡(luò)編碼編寫出來之后才能明確。
交易所在日前和日內(nèi)交易中，對TSO提供的傳輸容量進行隱式拍賣。 另一方面，TSOs負責(zé)運行轄區(qū)內(nèi)的實時平衡市場或平衡機制。此外，TSOs還負責(zé)在每個區(qū)域邊界進行協(xié)調(diào)，基于已簽訂的區(qū)域間遠期雙邊合同分配跨國線路的傳輸能力。
歐洲日前市場的模擬市場耦合得出的結(jié)論是，MC比建立一個單一歐洲交易所效果更好。但是，也有研究對EMTM設(shè)計的日內(nèi)市場表示了嚴重的懷疑，并對像PJM這樣的實時市場表示贊同。歐洲的風(fēng)力發(fā)電能力預(yù)計將在本世紀末達到非常高的水平，但其間歇性給實時平衡電力系統(tǒng)帶來了相當大的挑戰(zhàn)。有人認為，運行良好的平衡市場是歐洲電力系統(tǒng)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的關(guān)鍵。
