摘 要：作為有代表性的省級(jí)市場(chǎng)，浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)在建設(shè)和運(yùn)行中遇到了若干挑戰(zhàn)。首先，對(duì)浙江電 力現(xiàn)貨市場(chǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析；其次，對(duì)影響節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)計(jì)算準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行研究和討論，并提出相應(yīng) 的改進(jìn)措施；最后，結(jié)合調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，從市場(chǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行機(jī)制 2 個(gè)層面，對(duì)省級(jí)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)提出 技術(shù)建議，以期推動(dòng)省級(jí)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的平穩(wěn)有序發(fā)展。
（來(lái)源：中國(guó)電力 作者：胡朝陽(yáng)，馮冬涵，滕曉畢，曾佳妮）
0 引言
按照國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、國(guó)家能源局綜 合司《關(guān)于開展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通 知》（發(fā)改辦能源〔2017〕1 453 號(hào)）要求，浙江 成為中國(guó) 第 1 批 8 個(gè)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)省份之 一。浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)由美國(guó) PJM 公司和中 國(guó)電科院組成的聯(lián)合體中標(biāo)，其設(shè)計(jì)思路基本遵 循了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)體系（SMD）。除了 金融輸電權(quán)（FTR）放在市場(chǎng)二期建設(shè)方案實(shí)現(xiàn) 外，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)體系的其他三大基 石[1]—主輔市場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化、節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)和多 結(jié)算系統(tǒng)在浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)全部采用。在全國(guó) 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)省份中，浙江市場(chǎng)設(shè)計(jì)理念比 較先進(jìn)，設(shè)計(jì)方案比較復(fù)雜，在一定程度上能夠 代表電力現(xiàn)貨市場(chǎng)發(fā)展方向。因此，研究和討論 浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)于推進(jìn)全國(guó)省 級(jí)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
1 浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的特點(diǎn)分析
浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)主要包括日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)。日前市場(chǎng)機(jī)組和負(fù)荷雙邊報(bào)價(jià)，優(yōu)化目標(biāo) 函數(shù)是社會(huì)福利最大化；實(shí)時(shí)市場(chǎng)是機(jī)組報(bào)價(jià)的 單邊市場(chǎng)，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)是全網(wǎng)購(gòu)電成本最小。 日前市場(chǎng)出清結(jié)果是金融性質(zhì)，只具有財(cái)務(wù)結(jié)算 意義；實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清結(jié)果是物理性質(zhì)，必須調(diào)度 執(zhí)行。日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)均進(jìn)行主能量和備用 輔助服務(wù)的聯(lián)合優(yōu)化，但是日前市場(chǎng)計(jì)算出的備 用價(jià)格只有指示意義，并不用于結(jié)算，而實(shí)時(shí)市 場(chǎng)計(jì)算出的備用價(jià)格將用于結(jié)算。AGC 調(diào)頻輔助 服務(wù)市場(chǎng)在實(shí)時(shí)市場(chǎng)前 1h 運(yùn)行，屬于順序出清 的范疇。
浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組執(zhí)行所在節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn) 邊際電價(jià)，負(fù)荷執(zhí)行所有節(jié)點(diǎn)以用電量為權(quán)重的 加權(quán)平均節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)。換句話說(shuō)，全網(wǎng)負(fù)荷都 是統(tǒng)一價(jià)格，這種做法可以避免負(fù)荷出于電價(jià)考 慮的大量轉(zhuǎn)移，有利于市場(chǎng)初期的平穩(wěn)起步。同 時(shí)，由于負(fù)荷側(cè)支付的電費(fèi)總額并未改變，阻塞 盈余未受到影響。
浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)行考慮安全約束的機(jī)組 組合和經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算，機(jī)組報(bào)價(jià)是標(biāo)準(zhǔn)的三部制 報(bào)價(jià)—電能報(bào)價(jià)、機(jī)組啟動(dòng)成本和機(jī)組空載成 本。三部制報(bào)價(jià)的最大好處是確保進(jìn)入機(jī)組組合 的機(jī)組所有成本都能得到補(bǔ)償，有利于鼓勵(lì)發(fā)電 容量的長(zhǎng)期投資。
1.1 對(duì)主輔聯(lián)合優(yōu)化的探討
相對(duì)主輔聯(lián)合優(yōu)化，先進(jìn)行主能量市場(chǎng)優(yōu) 化，再進(jìn)行輔助服務(wù)市場(chǎng)優(yōu)化的做法稱為順序優(yōu)化。主能量市場(chǎng)與輔助服務(wù)市場(chǎng)間存在較強(qiáng)的耦 合關(guān)系，主輔聯(lián)合優(yōu)化可在優(yōu)化過(guò)程中綜合考慮 發(fā)電成本和輔助服務(wù)成本，促進(jìn)備用成本下降， 提高發(fā)電商參加輔助服務(wù)市場(chǎng)的積極性[2]。主輔 聯(lián)合優(yōu)化的缺點(diǎn)是增加了優(yōu)化計(jì)算量和技術(shù)支持 系統(tǒng)復(fù)雜性，同時(shí)也增加了機(jī)組報(bào)價(jià)的難度，因 此起步階段一般是主能量和一種輔助服務(wù)聯(lián)合優(yōu) 化，浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)也是如此，盡管已經(jīng)確定 主能量和備用輔助服務(wù)聯(lián)合優(yōu)化，但在試運(yùn)行中 實(shí)際做法是將備用報(bào)價(jià)設(shè)為零。
1.2 對(duì)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的探討
節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)作為市場(chǎng)信號(hào)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié) 電力供求關(guān)系，引導(dǎo)電源和負(fù)荷的合理分布，同 時(shí)有效指引電網(wǎng)投資。節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)是浙江電力 現(xiàn)貨市場(chǎng)的基礎(chǔ)，是市場(chǎng)成員關(guān)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(jiān)強(qiáng)，但是由于電源和負(fù)荷分布不均，加上浙江 電網(wǎng)是華東電網(wǎng)主要的轉(zhuǎn)運(yùn)中心，浙江電網(wǎng)潮流 阻塞斷面較多，節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)成為浙江電力現(xiàn)貨 市場(chǎng)的必然選擇。
節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)對(duì)技術(shù)支持系統(tǒng)提出了較高的 要求，以對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的要求為例，日前市場(chǎng)采用 事前而非事后節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)，即節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)是 依據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷而非實(shí)際負(fù)荷計(jì)算得出，計(jì)算質(zhì)量 依賴母線負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。市場(chǎng)管理者需要公 開節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程及大量相關(guān)信 息，否則其計(jì)算過(guò)程無(wú)法追溯，市場(chǎng)成員無(wú)法復(fù) 盤，結(jié)果難以驗(yàn)證，節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)和現(xiàn)貨市場(chǎng)或 將面臨信任危機(jī)。
1.3 對(duì)多結(jié)算系統(tǒng)的探討
多結(jié)算系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是差價(jià)合約。浙江電力 現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)行雙差價(jià)合約，即政府授權(quán)合約與日 前市場(chǎng)出清結(jié)果進(jìn)行差價(jià)結(jié)算，實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清結(jié) 果與日前市場(chǎng)出清結(jié)果進(jìn)行差價(jià)結(jié)算。政府授權(quán) 合約和日前市場(chǎng)出清結(jié)果是金融性質(zhì)，不必物理 執(zhí)行。差價(jià)合約最大的好處是在市場(chǎng)起步初期避 免發(fā)電企業(yè)利益調(diào)整過(guò)大，有利于市場(chǎng)平穩(wěn)有序 運(yùn)行。隨著政府授權(quán)合約的逐年減少，取而代之 的市場(chǎng)避險(xiǎn)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(guò)各種合約和日前市場(chǎng)， 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(dòng)性較大的實(shí)時(shí)市場(chǎng)中確定，在很大程度上防范發(fā)電企業(yè)面臨的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
1.4 對(duì)金融輸電權(quán)的探討
金融輸電權(quán)是一種電力期權(quán)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(guān)。 金融輸電權(quán)最初設(shè)計(jì)的主要目的是解決阻塞盈余 分?jǐn)倖?wèn)題[3]。擁有金融輸電權(quán)的市場(chǎng)成員有權(quán)獲 得阻塞盈余。獲得金融輸電權(quán)的途徑是輸電權(quán)拍 賣，任何市場(chǎng)成員都可以參加拍賣。金融輸電權(quán) 是帶有方向性的，如果買錯(cuò)了方向，則收益將為 負(fù)，此時(shí)市場(chǎng)成員可以選擇放棄不行權(quán)。
金融輸電權(quán)拍賣是一個(gè)極其復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 問(wèn)題，拍賣的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)通常是拍賣總收入最 高，需要考慮所拍金融輸電權(quán)的同時(shí)可行性。金 融輸電權(quán)拍賣對(duì)技術(shù)支持系統(tǒng)的要求很高，對(duì)參 與拍賣市場(chǎng)成員的金融和電力系統(tǒng)知識(shí)要求也很 高。浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)最初打算在市場(chǎng)一期引入 金融輸電權(quán)，但金融輸電權(quán)采用分配而非拍賣方 式可能也正是因?yàn)檫@個(gè)原因。
金融輸電權(quán)解決了阻塞盈余分?jǐn)倖?wèn)題，但也 帶來(lái)拍賣收入如何分?jǐn)偟男聠?wèn)題。目前，電力市 場(chǎng)理論和實(shí)踐并沒(méi)有很好地解決這個(gè)問(wèn)題，通常 的做法是將拍賣收入按照負(fù)荷比例返還給電力用 戶。因此，引入金融輸電權(quán)的實(shí)際意義可能比設(shè) 想的要小。
2 影響節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)計(jì)算的因素分析
2.1 母線負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響
浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)采用事前節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)， 其計(jì)算基于母線負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。母線負(fù)荷數(shù)據(jù)不 是由單個(gè)母線負(fù)荷預(yù)測(cè)得出的，而是先預(yù)測(cè)系統(tǒng) 總負(fù)荷，再根據(jù)固定的母線負(fù)荷分配因子分解到 各條母線。因?yàn)槟壳胺峙湟蜃邮歉鶕?jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)得出且一段時(shí)期內(nèi)固定不變，所以母線負(fù)荷數(shù) 據(jù)在理論上就難以準(zhǔn)確獲取。事實(shí)上，母線負(fù)荷 在計(jì)算節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)中的重要程度不亞于機(jī)組出 力，因此這個(gè)因素對(duì)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的影響不容忽視。 建議浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)盡快采用事后節(jié)點(diǎn)邊 際電價(jià)，即基于實(shí)際母線負(fù)荷數(shù)據(jù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)邊際 電價(jià)，可以顯著提高計(jì)算準(zhǔn)確性。
2.2 聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃分解的影響
在浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，浙江省調(diào)負(fù)責(zé)將華東調(diào)控分中心下發(fā)的外來(lái)電聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃分解為節(jié)點(diǎn) 注入功率計(jì)劃，分解的依據(jù)是歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，然 后將此作為市場(chǎng)運(yùn)行的邊界條件。顯然，在交流 電網(wǎng)中這種分解可能與實(shí)際情況產(chǎn)生較大偏差， 特別是浙江外來(lái)電占比較高，這個(gè)偏差影響可能 就更大，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)計(jì)算的嚴(yán)重失真。
由于不掌握省外機(jī)組出力安排和電網(wǎng)約束情 況，浙江省調(diào)的聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃分解是不可能準(zhǔn)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(lái)電聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃修改為下發(fā) 節(jié)點(diǎn)功率計(jì)劃，從而在源頭上解決浙江聯(lián)絡(luò)線計(jì) 劃分解不準(zhǔn)問(wèn)題。當(dāng)然，華東調(diào)控分中心在聯(lián)絡(luò) 線計(jì)劃分解時(shí)需要使用全網(wǎng)機(jī)組出力數(shù)據(jù)，而由 于浙江日前市場(chǎng)尚未開啟，機(jī)組出力未定，此時(shí) 使用機(jī)組出力預(yù)計(jì)劃將是一個(gè)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(méi)有地理上的省界之分。華 東電網(wǎng)內(nèi)其他省市的機(jī)組組合變化、機(jī)組出力調(diào) 整都會(huì)影響浙江電網(wǎng)的潮流分布，而浙江電網(wǎng)對(duì) 這種影響的感知是事后的，事前在計(jì)算節(jié)點(diǎn)邊際 電價(jià)時(shí)計(jì)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(zhuǎn)運(yùn)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(chǎng)的穩(wěn)定限額實(shí)行分級(jí)管 理，500kV 電網(wǎng)的穩(wěn)定限額由華東調(diào)控分中心計(jì) 算下發(fā)，220kV 電網(wǎng)的穩(wěn)定限額由浙江省調(diào)計(jì)算 下發(fā)。除了少量臨時(shí)檢修限額，絕大多數(shù)穩(wěn)定限 額的計(jì)算以年度為周期、基于設(shè)定邊界條件計(jì)算 得出。這些邊界條件是調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)多年的運(yùn)行 經(jīng)驗(yàn)提前設(shè)定，與實(shí)際運(yùn)行時(shí)邊界條件相差不 大，因?yàn)檎{(diào)度機(jī)構(gòu)本身就有調(diào)整實(shí)際邊界條件的 權(quán)力。但是在浙江電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下，浙江電 網(wǎng)的機(jī)組組合和機(jī)組出力完全由市場(chǎng)出清確定， 其結(jié)果可能較提前設(shè)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(jì)算方式并不適用于市 場(chǎng)模式，不僅會(huì)影響節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)計(jì)算，更有可 能帶來(lái)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(yīng) 用穩(wěn)定限額在線計(jì)算機(jī)制，基于實(shí)際邊界條件計(jì) 算穩(wěn)定限額，從源頭上解決上述問(wèn)題。
