深度文章 | 電力市場的目標、結構及中國電力市場建設的關鍵問題討論

2020-10-21 16:23:57 來源:全球能源互聯網期刊 作者:肖謙 喻蕓 荊朝霞   點擊量: 評論 (0)
摘要中國電力改革與市場化建設逐步進入深水區,面臨著多方面目標難以協調、不同階段的改革目標不一致、電力市場設計缺乏整體性與系統性等問

摘要

中國電力改革與市場化建設逐步進入深水區,面臨著多方面目標難以協調、不同階段的改革目標不一致、電力市場設計缺乏整體性與系統性等問題。首先提出和分析了電力市場的終極目標和路徑目標,將社會福利分配結構納入市場結構中形成廣義的市場結構概念,然后結合中國國情討論了如何通過市場設計讓市場和政府協調發揮作用,最后對中國當前電力市場建設中的中長期與現貨市場銜接、省內與省間市場銜接、計劃與市場銜接等關鍵問題進行了分析,并給出了建議的解決思路。從經濟學角度分析、討論中國電力市場改革面臨的一些關鍵問題,旨在尋求長期的、根本性的解決機制,為各地區電力市場設計提供參考。

(來源:微信公眾號“全球能源互聯網期刊”作者:肖謙 喻蕓 荊朝霞)

0 引言

中國新一輪的電力體制改革已全面展開,在售電改革[1]、增量配網改革[2]、輸配電定價[3]、現貨市場[4-5]、跨省跨區市場[6]、輔助服務[7]、分布式電力市場[8-9]等多個方面展開研究,并在交易機構建設、中長期市場建設、現貨市場建設與試點運行等方面取得進展,促進了可再生能源消納[10]、用能成本降低等目標。但是,中國電力市場建設中面臨計劃與市場并行、省內市場與省間市場同時發展、不同背景和不同成本機組同臺競價等復雜的環境,有許多關鍵問題亟待解決[11-12]。

首先是缺乏系統性的頂層設計,不同改革方案、市場規則之間缺乏協調、配合。電力市場是一個復雜的體系,市場設計包括交易產品設計、交易組織方式、市場定價及市場監管等不同方面[13],每個方面都有多種選擇。很多國家或地區都已經建立了競爭的電力市場,但在市場設計上不完全相同[14]。每個國家、地區電力市場建設中都有其特殊的問題,無法直接照搬任何一種市場模式。中國電力市場建設中提出了“分散式”和“集中式”兩種模式,但在實施上,每個具體的市場規則如何選擇,能否把兩種模式的規則進行組合,仍缺乏理論指導。

其次是電力市場中政策性約束、擱淺成本、改革后福利分配變化等問題的處理方法有待優化。為了快速推進市場建設,常采用一些直觀、簡單的方法,缺乏對市場動態性、長期影響的分析,在一定程度上限制了市場紅利的釋放。例如,在供大于求的市場中為避免批發市場價格大幅降低而設置供需比,為避免現貨市場價格波動引起風險而設置中長期交易比例,為避免不同市場主體利益變化過大而設置交易次序限制等。這些方法實現了預期的短期目標,但常常引起新的問題。

電力市場機制設計是一個系統的理論[13],國際上這方面已經有比較多的研究。文獻[15-16]分別對歐洲平衡市場和美國容量市場的設計目標、原則、標準和應用條件進行了深入的討論;文獻[13]、[17-19]對電力市場整體的機制設計進行了討論,包括市場結構、市場體系、市場設計目標、市場監管等。這些研究給中國電力市場設計提供了豐富的設計理論和實踐經驗,但是這些研究大多基于某一個或一類(如歐洲或美國)市場,缺乏更大范圍的系統性分析、比較;另一方面,中國電力市場有一些特殊問題,需要在市場設計時特別考慮。

電力市場研究中面臨的問題,一類是偏技術層面問題,如快速出清算法[6]、電價準確計算方法[5]等;但更多是技術與經濟耦合的問題,特別是中國電力市場建設中面臨的關鍵問題,大多是涉及經濟、政策層面的問題。從經濟學角度對電力市場建設的關鍵問題進行基本概念的梳理和討論,有助于深入理解相關問題,有助于電氣、經濟等不同學科基礎的研究人員更有效地溝通,有益于從機制上尋找解決方案。

本文結合中國電力市場改革的現狀,旨在從經濟學角度分析電力市場改革的目標、電力市場的結構、實現市場和政府目標的方法等問題和關鍵影響因素,在此基礎上深入討論當前中國電力市場建設中面臨的一些關鍵的問題,并提出解決思路。

1 電力市場改革的目標

1.1 終極目標及路徑目標的概念

電力市場改革的目標有很多方面,從相關文件、政策、市場規則中,可看到打破壟斷、提高資源配置效率、促進可再生能源消納等不同的目標表述。本文提出終極目標和路徑目標的概念,以上目標都可以歸到這兩大類。

終極目標是指長期的、不變的目標,主要包括效率、公平、環保、安全等,是改革最終要實現的目標。路徑目標是一種短期的、暫時的目標,是為了實現終極目標而制定的一些具體的實現方式,是在一定的政治、經濟、技術條件下實現某個終極目標的途徑[20]。當政治、經濟、技術等條件發生變化時,已設定的路徑目標可能偏離終極目標,此時必須結合變化及時調整路徑目標,使其與終極目標保持一致。

例如,可再生能源全額消納政策的終極目標是環保,但執行中會采用路徑類目標代替,如提高可再生能源發電比例、降低棄電率等。雖然在可再生能源比例較低時兩者一致,但隨著可再生能源比例增加,僅提高可再生能源的比例可能反而會增加電力系統的整體碳排放。歐洲關于可再生能源優先發展的一些政策已經被證明在有些情況下增加而非降低了電力系統整體的碳排放[21],表明了路徑類目標和終極目標可能不一致。降低電價、放開發用電計劃等其他路徑類目標也存在類似情況。

1.2 終極目標的內容

最優化理論中的目標和約束可以相互轉化,電力市場中的目標和約束同樣可以轉化。不同目標之間可能不一致甚至矛盾,如何兼顧不同的目標,是電力市場設計中面臨的一個關鍵問題[22-23]。

1)效率。電力市場改革的根本目標是提高電力系統資源的配置效率,實現社會福利最大化。效率包括短期效率和長期效率。

2)公平。公平主要考慮社會福利在不同市場主體之間的分配[23],即如何在不同進入時間、不同區域、發輸配售不同環節、不同發電類型的市場參與者之間分配。公平和效率兩個目標之間的協調是市場設計中最主要的問題之一。市場設計中可以將公平目標轉變為約束,通過產權分配來解決福利分配方面的一些問題,包括輸配電定價、輸電權分配、政府授權發電和用電合約等形式。

3)環保。廣義上,環保也可認為是效率的一部分,但因環保問題的外部性,排放相關的市場、定價機制不完善,常將其作為電力市場中單獨的一個目標。目前主要有兩種解決思路,建立碳排放市場、綠證交易市場等額外市場或將可再生能源消納等作為強制約束[21]。

4)供電安全、可靠性與電能質量。作為電力系統運行的首要約束條件,這些目標通常以約束的形式出現,可以采用彈性約束[24-25]的形式,并通過懲罰因子的設置使其成為成本目標的一部分[26-27]。

5)能源供給安全等戰略目標。電力是關系國計民生的行業,電力市場改革不可避免會受到國家能源戰略政策的影響,在市場設計中可以將其作為一種特殊的約束。這種目標造成的成本、不平衡資金應在盡量大的范圍內分攤,減少對市場價格信號的影響。

2 電力市場結構

市場結構一般包括行業的技術經濟特性和產業結構[13,18,28]。早期的產業組織理論將市場結構看為市場的外部環境,是影響市場結果的因素;近期的研究認為一部分市場結構為市場的內向因素,會受市場設計、市場競爭的影響而改變。電力市場設計中,市場結構也是影響相關設計決策非常重要的因素。美國早期電力市場設計中缺乏對市場結構的關注,造成了不必要的價格飆升,以及一些市場力問題[29]。

本文將社會福利分配結構也納入市場結構中,形成廣義的市場結構概念。

2.1 產業結構

產業結構指電力行業不同區域、不同環節的資產、業務之間的關系,包括所有權關系、運營權關系、財務關系、人事關系等方面,可以從垂直和水平兩個維度進行分析[28]。

產業結構一方面是電力市場的邊界條件,市場設計必須基于現有的產業結構;另一方面電力市場改革本身可以促進產業結構改變。

在很多國家,電力市場改革一般首先以強制改變相關的產業結構開始,主要目標有兩個方面:垂直上打破一體化企業的壟斷,在某些環節引入競爭;水平上取消、減弱市場的分割,形成更大的市場。在中國,第一輪改革中實現了廠網分開,本輪改革放開了售電側競爭,打破了垂直壟斷的產業結構;本輪電力市場改革首先以省級市場為主,然后通過構建全國統一電力市場解決省間市場分割的問題。目前中國電力市場改革面臨的一個結構方面的主要困難是,發電側的市場主體具有較高的壟斷性,因此需要在市場設計中重點考慮。

2.2 技術經濟特性

從源、網、荷3個方面分別分析電力市場中的市場主體的技術經濟特性。

電力市場設計中關注的電源技術經濟特性包括調節能力(如啟停、調峰調頻)和成本特性兩方面,這些特性將影響市場報價、出清、定價和結算機制的設計。例如,很多電力市場中的全成本回收(make whole payment)問題,就是為了解決發電啟停、空載成本大的問題[30]。

輸配電網的主要特性包括輸送能力特性和輸配成本特性。在電網不發生阻塞的情況下,不同節點的能量市場可看作一個市場,而在阻塞情況下,可以認為電網將能量市場分割成了多個相互關聯的子市場。輸配電網的特性將影響阻塞管理模式的選擇[31],選擇分散式市場模式的國家大多具有較強的網架,阻塞問題不突出。

用戶的重要特性之一是需求彈性。傳統電力系統中用戶的需求彈性非常小,很多市場設計基于這個條件。而實時計量技術、需求側響應等能源互聯網技術將大幅提高用戶的需求彈性,這將促進相關市場體系、規則的修改。

2.3 社會福利分配結構

電力既是基本的生產資料,也是基本的生活資料,電力的價格、政策常受到相關政治、社會背景的影響,電力市場改革方案需要考慮改革前的福利分配情況及改革后各市場主體福利變化。

如1.2節所述,福利分配結構指福利在不同進入時間、不同區域、不同環節、不同類型市場參與者之間的分配。改革前后電價體系有較大變化,如果福利分配變化過大,將不容易被社會接受或者引起一些社會問題。因此,一方面市場設計中市場模式的選擇需要考慮改革前福利分配情況,另一方面應設置一定的過渡期區處理、解決擱淺成本[32]。中國電力市場改革中有許多類似關鍵問題:如何解決改革后供大于求引起的電價大幅降低的情況,如何處理改革后燃煤機組、燃氣機組發電量、利潤等分配的變化,以及如何處理省間交易造成的不同省之間利益變化等。

3 如何通過市場設計實現市場的目標

電力市場的終極目標中,環保、安全通常以約束的形式出現,以下主要討論效率和公平這兩個目標。

電力市場下,資源配置主要通過市場化的方式進行,電力市場改革的首要目標就是要讓市場在資源配置中起決定性的作用。同時,政府必須要發揮作用,使得市場能平穩過渡,不同市場主體的利益分配合理、公平。

3.1 如何讓市場更好發揮資源配置的作用

市場機制的核心特征之一是分散決策,所有市場主體以利潤最大化為目標決策。理想情況下,市場可以促進分散決策下的總體社會福利最大化,但實現該目標要求競爭充分、信息對稱、交易成本低等前提。本文結合中國電力市場的情況分析其關鍵影響因素。

1)產品/服務劃分科學、合理,反映供給和需求之間的交叉彈性。在發、輸、配、售一體化的體制下,一個電力企業提供所有的電力服務,產品的時間、空間粒度也比較大。電力市場環境下,首先電力服務被分解為發電服務、輸電服務(可進一步分為傳輸服務和輔助服務)、配電服務和售電服務,其次在現貨市場下不同時間、不同位置的電力服務可以認為是不同的產品。對這些大量的不同類型的服務,如何進行組合/打包交易,是不同市場模式差別的一個重要方面,也會影響資源配置的效率[33-35],可以分為多市場模式和多產品模式兩類。多市場模式下,多種產品通過不同的市場獨立交易和出清;多產品模式下,多種產品通過一個耦合的市場聯合出清。例如,比較基于安全約束機組組合/經濟調度的節點電價模式和基于無約束出清的統一電價模式,可認為前者是輸電服務和電能量服務聯合出清的多產品模式,后者是各自獨立出清的多市場模式[36],從輸電服務的角度可以認為是輸電服務隱式拍賣和顯示拍賣的區別。再如,日前現貨市場相當于組織了一個含多時段、多節點的多產品統一交易的市場,方便市場主體在報價中反映不同時段、不同空間之間的供給、需求之間的交叉彈性特性。電力市場設計中,采用多市場模式還是多產品模式,主要取決于產品之間供給和需求的耦合程度、聯合出清的技術難度以及可以獲得的效益。如果產品的供給和需求之間有比較強的關聯性且技術可行,采用多產品方式更容易實現資源的優化配置。

2)價格信號準確,反映市場真實的供需情況。市場環境下,所有市場主體進行決策的依據都是價格,如果市場價格是扭曲的,市場主體的決策也必將偏離最優決策,社會福利最大化的目標就無法實現。對應到電力市場設計中,現貨市場的電價一定要反映實時的供需情況,否則無法對發、用市場主體形成正確的引導。當前中國電力市場中有兩方面問題需要重點關注:一是發電量的補貼對價格信號的扭曲,如對新能源和高成本機組的補貼;二是各種不平衡資金的分攤機制,要盡量減少這兩方面對價格信號的影響。多產品市場模式下,定價還需要考慮一些公共成本的分攤問題,如公共電網設施成本如何分攤到不同位置的電網用戶、發電啟停成本如何分攤到不同的交易時段等[37-38]。

3)市場體系合理,相關的產品、服務能低成本、自由流動。根據科斯定理[38-39],在產權分配確定的情況下,不考慮交易成本,無論初始產權如何分配,最終都可以實現資源的最優配置。科斯定理實現的前提是各種資源能低成本、自由地交易和流動。市場體系設計應方便市場主體的交易、降低交易成本、利于資源的自由流動。

4)市場競爭充分,市場主體無法控制市場價格。如果部分市場主體具有市場力,并有能力在市場中行使市場力,則市場的價格不能正確反映供需情況,市場無法實現資源的最優配置。根據市場結構的情況,需要配套一些市場力控制的方案[40]。首先要正確確定行使市場力的標準,例如,發電企業什么樣的報價被認定為行使了市場力,即如何確定發電企業的價格基準,這需要協調考慮市場容量成本的回收機制等問題。例如,對于設計有容量市場、可以保證發電企業投資成本回收的市場,現貨市場中的報價應僅考慮可變成本,價格基準也應基于可變成本;對于設計中沒有容量市場,也沒有其他的投資成本回收機制的市場,則應允許發電企業在報價中包含稀缺成本,大于可變成本。如果發電行業在結構上不滿足有效競爭的條件,則需要通過一些其他方案解決該問題,如強制簽訂較大量的中長期合同、對大型發電企業在商業運行上拆分等。

5)進行有效的信息披露。市場機制發揮有效作用的前提是市場主體進行正確、科學決策,而市場主體進行決策的依據是市場信息。價格是最重要的市場信息,但電力市場中還需要有整體市場的供需情況、關鍵輸電通道的情況等其他信息。不同的市場設計對信息披露的需求不一樣。例如,在采用稀缺電價機制的澳大利亞等市場中,允許發電企業的報價中含稀缺成本,因此市場整體供需信息、價格信息的披露就特別重要;在有容量補償機制的市場中,現貨市場報價應主要基于其自身的發電成本,因此對市場信息披露要求低[41]。

電力市場設計要考慮動態性、整體性和長期性。電力市場設計從不同角度分類包括不同的環節,宏觀方面如批發市場和零售市場、物理市場和金融市場、遠期市場和現貨市場、能量市場和輸配電服務市場等,微觀方面如發電充裕度機制和市場力監控機制、輸配電定價機制與阻塞管理機制等。不同環節之間會互相影響,相關機制設計時必須統籌考慮。同時,電力市場是一個動態的市場,市場主體策略會受到市場設計的影響,二者之間具有博弈性,電力市場具體機制的設計、市場均衡分析應考慮不同市場機制對市場主體激勵的不同。另外,電力市場設計中還應統籌考慮長期目標和短期目標,避免造成短期目標和長期目標的不一致。

3.2 政府如何更好發揮作用

電力市場環境下,政府在經濟活動中發揮作用的方式將發生很大的變化。計劃體制下,政府直接通過安排生產、消費方案及對各種產品的定價影響經濟,而市場環境下,必須改變政府發揮作用的方式[42]。

1)政府首先要界定市場各方的責、權、利,可以通過相關“產權”的分配來實現一些政策性的目標。例如,可通過對一些市場主體免費分配輸電權,避免現貨市場運行后因節點電價造成阻塞費變化太大;通過與發電企業的政府授權合約[43](即將優先發電、基數合同轉化為政府授權合約)保證或限制發電企業的收益,在一定程度上影響市場的電能量價格;通過與用戶簽訂的政府授權合約,保證在現貨市場運行后不同類型用戶的利益不發生過大變化。

2)政府給各類市場主體的產權必須明確,劃分方式合理,保證產權交易可以方便地進行,以實現資源優化配置目標。電力市場中有兩類主要的產權:發用電權和輸電權。產權明確的含義是與產權相關的標的、數量、價格、具體的權利類型(使用權、排他權、轉讓權、收益權等)明確且沒有歧義,這是保證產權可以交易的基本條件。劃分方式合理是指產權以合理的方式度量和定義。以發電權為例,優先發電、基數電量、政府授權合同都可以認為是政府給一些發電企業的一種發電權,不同的產權定義方法對市場的交易效率、流動性有很大的影響。例如,發電企業從政府授權合約分配得到的發電權不是電量數值、而是某個系數,如非市場用戶總用電量的一個比例,與市場化合約的交易標的物的單位不同,該政府授權合約將無法與市場化合約交易,相當于人為將一個發電市場分割成了兩個市場,影響市場的流動性和交易效率。

3)政府授權合約一旦形成,必須嚴格執行,遵守市場的相關規則,不能隨意調整。政府可以通過對各種產權(包括量和價)的分配實現不同目標,但分配完成、形成合約后,不應更改,包括不能從一個交易時段滾動到另一個交易時段。電力市場中每個交易時段的電價不同,不同交易時段的電是不同的產品。因此,月度合同可以在一個月內滾動,但不能在月間滾動;現貨交易時段為小時或更短,所有合同將電量分解到最小的交易時段,且不能在時段之間滾動。沒有完成的交易按照偏差機制處理。

4)在電力市場設計、規則制定方面,政府應建立能及時發現電力市場規則的漏洞并及時修正的動態完善機制。電力市場沒有標準的模式,必須結合具體的市場結構和目標進行設計;電力市場是一個包括多個相互關聯的具體規則的復雜體系,必須保證規則之間的一致性;市場規則是一種法律文本,必須保證規則的嚴謹性、科學性;電力市場面臨復雜、多變的內外部環境,可再生能源比例增高、能源系統構架變化、能源互聯網技術發展等都將導致市場設計的變革。從國際經驗看,美國、英國、澳大利亞等國家的電力市場改革已經進行了幾十年,但相關機制還在不斷改革、完善,以不斷優化并適應電力系統轉型新要求。中國電力市場改革也不可能一蹴而就,目前規則也并非沒有漏洞,關鍵在于修正機制的效率。

4 中國電力市場建設的關鍵問題討論

本輪中國電力市場改革自2015年開始,在中長期市場、零售市場、輸配電價格監審等方面都取得了很大進展,2020年8個現貨市場試點單位也已進行了不同方式的結算試運行,但是電力市場推進仍然面臨很多難題,本節對這些涉及技術、經濟和政策層面的問題進行分析并提出解決思路。

4.1 產品設計、市場體系和市場規則

本方面問題主要在技術層面,包括:①中長期交易產品和交易頻次設計,如是否建設周市場、采用價差模式還是絕對價模式;②輔助服務市場設計,包括備用市場、調頻市場和中國特有的調峰市場如何設計;③現貨市場的交易組織和規則,如日前市場如何報價、出清和結算;④阻塞管理模式,采用事前還是事后的阻塞管理;⑤價格上下限設置、市場力控制、信息披露等監管設計。各國電力市場上述設計在原則上都是類似的,關注市場結構特性,通過比較定量成本效益選擇方案。為解決發電機組的啟停和最小出力約束,中國電力市場單獨設計了向下調節的調峰輔助服務市場,而歐美市場中沒有調峰市場,由分時現貨市場出清發揮調峰功能,并設置向下調節能力約束的懲罰因子。

4.2 中長期市場與現貨市場的銜接

市場主體為了規避現貨市場的價格風險,通常在現貨市場之前提前簽訂遠期合同以鎖定價格。在歐美市場,這種遠期合同與現貨市場銜接的方式明確、成熟,即在簽訂時有明確的交割曲線和交割點信息,且與現貨市場的交易時段、交割點的定義一致,可進行物理或金融交割。

與上述遠期合同不同,目前中國很多地區在沒有現貨市場之前簽訂的中長期合同沒有交割曲線和交割點等信息,因此面臨“中長期市場與現貨市場銜接”問題,即這些中長期合同如何進行曲線分解,如何處理未能完全執行的情況,如何分攤或分配這些合同交易在節點定價現貨市場中產生的阻塞費或盈余。分3種情況建議如下。

1)對現貨市場以后簽訂的市場化中長期合同,必須有明確的交割曲線及交割點信息并嚴格執行,可根據具體市場規則選擇物理或金融交割。如果發電和用電不在一個節點,應按現貨市場的節點價差繳納阻塞費。

2)對現貨市場以前簽訂的市場化中長期合同,應在公平原則下設計過渡方案,盡量在試運行的前一年告知市場主體,并簽訂有曲線合同。對于未約定曲線合同,由政府或市場運營機構制定盡量公平的分解方案,并以物理或金融方式嚴格執行,不能在不同交易時段之間滾動。對于采用節點定價的市場,可以免交阻塞費,或者將所有合同的阻塞費在市場主體間平均分配。

3)對現貨市場運行前由政府主導的中長期合同,如優先發用電協議、基數發電合同等,可將物理性發用電合同轉化為金融性政府授權合約,并對其進行曲線分解、確定交割點,簽訂后不能改變。曲線分解和交割點確定的主要原則是公平、平穩過渡,不造成現貨市場運行前后各市場主體利益大的變化,不需要保證一定能物理交割。

4.3 省內市場與省間市場的銜接

當前中國現貨市場建設是以省級市場為主,在沒有全國統一現貨市場的情況下,省內市場如何與跨省、跨區市場銜接,主要面臨時序安排、安全約束、輸配電價和偏差電量4方面問題。

1)時序安排。電的物理特性使省內與省間市場無法完全解耦,且耦合受電網潮流約束,因此無法將兩個市場簡單合并在一起進行出清。兩個市場必須按時序依次進行,即一個市場出清時以另一個市場之前的結果作為邊界。通常可按如下時序安排:年度省間→年度省內→月度省間→月度省內→日前省間→日前省內→日內省間→日內省內。

2)安全約束。在省內和省間市場依次出清時,如何評估另一個市場對電網可用容量的影響[44]成為關鍵問題。例如,在組織省內交易時,如何評估省間交易對省內關鍵線路或斷面可用容量的影響;同樣,在組織省間交易時,如何評估省內交易對省間關鍵線路或斷面可用容量的影響。本文認為應建立用于跨省跨區交易的統一的網絡模型,確定關鍵輸電斷面總可用容量及在各個市場可用容量的計算方法;同時,對于省間交易確定上、下網點或在多點間的分布系數。

3)輸配電價。跨省、跨區交易中如何考慮輸配電價的影響[45-46]是必須研究的問題。中國當前跨省、跨區輸電線路分為專項輸電工程和公用輸電工程,聯網功能為主的專項輸電工程按單一容量電價收費,其他輸電工程電價中多是電量電價,即“一線一價”,且與輸電量有關。針對交流聯網電力系統在市場出清時的輸配電價問題,已有專家學者提出了內嵌輸電價格的出清方法[47],其優點是與現行輸電定價機制銜接,但不足是無法實現區域間資源的最優配置。本文建議改變跨省、跨區輸電定價中“一線一價”的方式,與考慮安全約束解決方法一致,建立跨地區統一輸電定價模型[48],將跨省、跨區輸電成本分攤到各省級電網,采取點費率[49]的形式,使收費與具體的跨省跨區輸電量無關。

4)偏差電量。當省間交易因新能源消納等原因臨時改變了交易量和分解曲線時,會造成省內交易量的變化。例如,B省接受A省送電,在A省新能源大發、外送增多的時間段,如果B省電力市場中將A省的外送電作為邊界條件,則省內電源的發電量將減少。本文建議所有跨省、跨區交易都應遵循市場原則,因上級調度和交易機構不是市場主體、而是市場主體的代理機構,因此各市場主體可將交易意愿通過預掛牌價格等形式提前告知調度和交易機構,實際市場中滿足各方意愿的交易才可以成交,成交后根據事前約定的價格結算。其中,若因電網安全原因需要對跨省跨區交易進行調整,首先根據是否具有物理輸電權及物理輸電的優先級進行調度,其次根據各方擁有的物理輸電權、金融輸電權及調度情況進行結算。具體如何調度和結算沒有統一的規范,但應事先約定,并與輸電定價機制相適應。例如,如果規定某些市場主體因繳納了輸電費等歷史原因擁有物理的輸電權,當線路發生阻塞,則不能直接進行裁減,而應通過分別在送、受端購買下調、上調服務來間接實現裁減效果;如果市場主體沒有物理輸電權,但事先購買或分配了金融輸電權,則可以直接對交易進行裁減,但需要對金融輸電權所有者支付阻塞盈余收益。

4.4 計劃與市場的銜接

目前中國還有部分發電、用電仍按照政府核定的價格結算、未進入市場,因此必須考慮計劃如何與市場銜接問題:①如何解決計劃發電(包括優先發電和基數發電)與非市場用電總量不匹配的問題;②如何解決計劃發、用電造成的資金不平衡問題。上述問題隨著發用電計劃的逐漸放開越來越突出,在2020年現貨市場結算試運行中,廣東電力市場部分時段的計劃發電量(基數電量)為負,山東電力市場產生了大量的不平衡資金。

當前解決計劃發電與非市場用電不匹配的一種主流解決思路是“計劃與市場解耦”[50-51],即讓計劃發電量與計劃用電量、市場發電量與市場用電量各自匹配,費用分別結算。電網承擔因計劃電的發電上網電價和用戶目錄電價不一致造成的不平衡費用,市場主體承擔市場電的發電上網電價和用戶購電價不一致造成的不平衡費用。由于政府核定輸配電價時,一般會考慮未進入市場的發電和用戶的價格情況,因此在計劃發用電量、發用電結構基本沒有變化時,可以保證電網獲得比較固定的輸配電費,其中發用電結構指不同上網電價的機組、不同目錄電價的用戶的構成情況。但當計劃發用電量和結構發生較大變化,將造成電網收益不穩定。某些省份由于一些特殊原因,計劃發電量占比較高,但大量用戶進入市場,計劃用電量占比非常低,用上述“計劃與市場解耦”思路無法解決問題。

在計劃電和市場電并存的情況下,資金不平衡本質上是由計劃發用電價與市場化電價之間的差異造成的,無論計劃發、用電量是否平衡,資金都有可能不平衡,因此不必通過采用事后調整計劃發電數值的方法使計劃發、用電量匹配。計劃發用電是一種政府行為,電網對其結算是執行政府政策,因此相關的資金不平衡問題應該通過政府性的基金、稅收等方式解決。如果將不平衡資金的解決方案限于電力系統內部,則可以通過輸配電價解決。輸配電定價監管周期內,一般不更改定價機制,但價格水平可以按照規定的方式定期進行核算。

另外,現貨市場下的計劃發用電還存在阻塞費結算的問題。在采用節點定價的現貨市場中,計劃發用電的上網點和下網點如果不完全相同,應按雙邊合同繳納阻塞費。實際市場設計中,可以認為計劃電是現貨市場以前的用戶,電費中已包含輸配電費,可以不用額外繳納阻塞費,但這可能會造成市場化的總阻塞盈余為負,所以市場規則中應事先規定相關不平衡資金的分攤方法。

4.5 政策性目標與市場目標的協調

電力是關系國計民生的行業,電力市場必然受到政府政策的影響。在電力市場建設/市場機制設計中,政策性目標與市場目標如何協調是多方關注焦點。

例如,在當前經濟環境下,政府出臺了針對一些具體行業降低電價的要求,這與價格反映電能真實價值的電力市場原則不一致。同時,在現貨市場電價隨市場波動,必然會出現一些時段電價上漲,無法滿足降電價要求。

考慮到降價政策只是一種短期的、臨時性目標政策,關注的核心仍應是用戶的總成本,可采用如下思路實現兩者的協調。

現貨市場的價格應盡量準確反映實時供需的情況,引導優化的電力生產和消費。

政府的降價目標具體可以通過輸配電價調整和政府授權合約兩種方式實現。前者直接降低輸配電價、即降低輸配電企業的利潤率;后者降低政府與發電企業金融性授權合約中的價格、即降低發電企業的利潤率,根據以前的計劃電量及控制市場力等目標確定數量,根據政府降價要求在核定上網電價的基礎上再降低一定幅度。

根據科斯定理,如允許發電企業自由轉讓政府授權合約,應可實現發電資源的最優配置,可認為現貨市場是實時的發電權轉讓交易。

從長期來看,輸配電價和政府授權合約價格的調整會影響電網、電源的投資,因此政府降電價政策不應是一個長期的政策,在相關經濟環境改善后應盡快減少直接干涉價格的政策。

4.6 不同類型機組的同臺競價

不同類型的市場參與者在同一市場中同臺競價是市場的基本原理,而造成當前電力市場中所謂的“不同類型機組同臺競價”問題的原因是:①市場設計不完整、不完善,市場價格不能反映市場主體全部的價值,例如機組的快速調節價值、備用價值等;②不同歷史階段投運的機組有不同的上網電價,有些機組已經將大部分容量成本回收,而有些尚有大量容量成本尚未回收,這些不同的機組如何公平參與市場[23];③部分機組承擔了一些社會責任,如供熱、能源安全、環保等,造成發電成本較高,如何使其公平參與市場。

目前的解決方法主要包括建立容量補償機制、進行電量補貼、政府授權合約,實際市場中也可將多種方法組合。本文認為,應該區分原因、采用不同的方法解決,但基本原則是不能影響電力市場發揮資源優化配置作用[50]。其中,如果采用基于電量的補貼方式,需要評估其對市場主體報價策略、市場出清及市場效率的影響。

5 結語

中國本輪電力市場的建設取得了很大的成效,但深化改革也面臨很多難題,實踐中傾向于采用可以快速解決近期難題的實用方法,但這些方法往往會犧牲市場效率。如果這些臨時性、過渡性的解決方案造成發電調度經濟性惡化、發電成本升高等極端情況,使改革后的總福利減少,就可能成為市場改革失敗的導火索。

本文從電力市場的目標和市場結構出發,結合中國當前電力市場建設現狀對電力市場設計中的產品設計、交易組織、定價機制、政府管制等內容和設計要點進行了系統的討論,旨在從經濟學層面對相關問題進行分析、探索,剖析出現各問題的本質原因,提出從根本上解決問題的思路和方法。

電力市場設計不是純粹的技術問題,沒有統一的、標準的答案,最優方法與預期目標、市場結構等有很大關系。電力市場需要頂層設計,不同地區可以有不同設計,關鍵是市場中的不同環節要相互協調、一致,應考慮系統的博弈性、動態性,考慮短期的、局部的路徑目標對長期的、整體的終極目標的影響。希望本文的討論可以對各地區的電力市場設計起到參考作用,促進電氣、經濟多學科學者的溝通、交流。

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責任編輯:張桂庭

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