中國儲能網(wǎng)訊：關(guān)于“多層次”的認(rèn)識
今年年初，國家發(fā)改委、國家能源局正式印發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》），明確提出要健全多層次統(tǒng)一電力市場體系。筆者就多層次統(tǒng)一電力市場體系談?wù)剛€(gè)人的一些基本思考。
“多層次”體現(xiàn)的是“多層次統(tǒng)一市場”的運(yùn)營架構(gòu)，其設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該源于我國國情、網(wǎng)情基礎(chǔ)的實(shí)際需求導(dǎo)向。我國的調(diào)度模式是分級調(diào)度，國、分調(diào)中心調(diào)度相對應(yīng)調(diào)度管轄范圍的國、分調(diào)機(jī)組，協(xié)調(diào)安排跨區(qū)跨省間聯(lián)絡(luò)線交換功率；省調(diào)則是需要調(diào)度省調(diào)管轄范圍的電力資源，保證電力實(shí)時(shí)平衡。這一基礎(chǔ)定位和平衡責(zé)任的差別，決定了我國電力市場的分層次差異性，具體來看：
全國性的省間電力市場更多的是對應(yīng)于省間電力交換需求，目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)、綠色，經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在通過更大范圍的市場，盡量以較低價(jià)的電力滿足購買需求，綠色屬性體現(xiàn)在通過在更大范圍的市場中，依托不同地域的電力互補(bǔ)特性和市場價(jià)格機(jī)制，提升新能源消納水平。從全國市場的目標(biāo)定位來看，與歐洲統(tǒng)一電力市場有較多相近之處，歐洲統(tǒng)一電力市場也是希望能通過更大的市場范圍，來提升電力的經(jīng)濟(jì)性（包括更低的價(jià)格水平和更低的備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)預(yù)留成本），促進(jìn)新能源消納。
省級電力市場更多地聚焦于更為經(jīng)濟(jì)地保障省級控制區(qū)電力平衡的問題，目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)、安全，也就是在保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上，盡量調(diào)用價(jià)格較低的電力資源滿足負(fù)荷需求（當(dāng)然，負(fù)荷需求也可以在電能市場中基于價(jià)格響應(yīng)自動削減）。這一基本目標(biāo)和實(shí)際需求，決定了我國的省級電力市場，特別是現(xiàn)貨市場中，需要充分考慮電網(wǎng)安全約束，在這方面與美國電力市場有相近之處，更為經(jīng)濟(jì)地優(yōu)化安排機(jī)組啟停、出力，滿足負(fù)荷需求，并確定市場價(jià)格，市場出清結(jié)果滿足靜態(tài)穩(wěn)定所對應(yīng)的安全校核要求。
綜合來看，省間、省級市場的不同定位，對應(yīng)于調(diào)度平衡與運(yùn)行方式，實(shí)質(zhì)上是全國市場優(yōu)化安排省間功率交換，省級市場優(yōu)化機(jī)組啟停、出力的分層協(xié)作過程，因?yàn)橛辛耸￠g市場后，跨省的電力交換需求在省間市場中承載，考慮到省級現(xiàn)貨市場要做省級控制區(qū)內(nèi)安全、經(jīng)濟(jì)一體化的優(yōu)化，作為省級市場優(yōu)化出清的重要邊界條件，基于省間市場交易結(jié)果確定的省間聯(lián)絡(luò)線交換功率需要在省級市場出清前置入，因此從耦合關(guān)系來看，省間、省級電力市場存在一定的層級特征。
關(guān)于“統(tǒng)一”的認(rèn)識
前文所述的“多層次”更多的是體現(xiàn)考慮調(diào)度運(yùn)行等固有特征而展現(xiàn)出的電力市場外部特性。整個(gè)市場的良好運(yùn)行，其實(shí)更難的是要體現(xiàn)“統(tǒng)一”。對于“統(tǒng)一”，筆者認(rèn)為包括以下幾個(gè)維度：
省間市場和省內(nèi)市場的統(tǒng)一
省間市場和省內(nèi)市場存在一定的層級特征，這不代表這兩個(gè)市場間只體現(xiàn)為層次關(guān)系，考慮層級協(xié)作并且能良好運(yùn)行的市場，市場間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性應(yīng)該是通過市場成員在不同市場間參與方式、收益方式的關(guān)聯(lián)性來體現(xiàn)，通過市場成員的競價(jià)決策來實(shí)現(xiàn)不同市場價(jià)格水平的有效銜接。從這個(gè)角度來看，省間市場和省內(nèi)市場的統(tǒng)一體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是市場主體的統(tǒng)一管理，對于不同調(diào)度層級所屬的市場主體參與省間市場和省內(nèi)市場申報(bào)，應(yīng)該有統(tǒng)一管理，這里面重點(diǎn)是要解決省內(nèi)的負(fù)荷側(cè)主體是通過代理方式參與省間市場還是獨(dú)立參與省間市場的問題；二是出清結(jié)果執(zhí)行的統(tǒng)一明確，省級市場的市場主體，比如發(fā)電主體，既參與省間市場競爭，也參與省級市場競爭，對于出清結(jié)果的執(zhí)行有效性問題，由于省內(nèi)現(xiàn)貨市場要做集中優(yōu)化出清的機(jī)組組合，從市場成員出清結(jié)果執(zhí)行有效性來看，省間市場中市場成員中標(biāo)結(jié)果可以看作在省內(nèi)現(xiàn)貨市場之外，該成員在省間市場購買的一份合約（可以是中長期、日前、日內(nèi)等不同時(shí)間尺度購買），市場成員實(shí)際啟停安排應(yīng)該以省內(nèi)日前市場（可靠性機(jī)組組合）為基準(zhǔn)，實(shí)際出力安排應(yīng)該以省內(nèi)實(shí)時(shí)市場為基準(zhǔn)；三是結(jié)算方式的統(tǒng)一明確，考慮到省間備用共享市場的運(yùn)行、調(diào)用與考核，實(shí)際依據(jù)的均是省間交換功率，參與主體應(yīng)該是省級的代理，考慮到結(jié)算與計(jì)量效率，初期大部分用戶應(yīng)該也是通過代理方式參與省間市場，省間市場以市場出清結(jié)果和省間實(shí)際交換功率為基準(zhǔn)，采用代理結(jié)算，省內(nèi)市場以省內(nèi)市場出清結(jié)果、實(shí)際計(jì)量結(jié)果，結(jié)合省間市場交易結(jié)果，與省內(nèi)市場主體進(jìn)行結(jié)算。
省間市場不同商品品種的配置與統(tǒng)一協(xié)作
從省間市場定位來看，應(yīng)該主要依托省間功率交換能力提供的商品品種配置，比如電能量、省間共享備用等，輸電權(quán)和容量商品是否適合在省間市場配置有待進(jìn)一步探討，這需要結(jié)合市場品種設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)來綜合考慮，比如容量市場是以供應(yīng)可靠性出發(fā)，解決長期容量充裕性問題，還是解決高成本機(jī)組收益補(bǔ)償問題，需要明確目標(biāo)才可能指導(dǎo)后續(xù)設(shè)計(jì)。省間電能量市場，從時(shí)間尺度上，也涉及中長期、日前、實(shí)時(shí)不同時(shí)間尺度的電力市場統(tǒng)一，筆者認(rèn)為，這個(gè)統(tǒng)一的落腳點(diǎn)應(yīng)該是省間輸電通道的可用傳輸能力，中長期、日前、實(shí)時(shí)不同時(shí)間尺度的電力市場本質(zhì)應(yīng)該是在不同時(shí)間尺度上，優(yōu)化安排省間買、賣中標(biāo)安排，層層遞進(jìn)，逐步優(yōu)化利用省間通道的可用傳輸能力，因此，這涉及到對于省間通道可用傳輸能力的統(tǒng)一管理和動態(tài)更新。省間共享備用市場，不同于省內(nèi)的備用市場，因?yàn)槠鋵?shí)質(zhì)是利用省間聯(lián)絡(luò)線功率交換調(diào)整來提供備用能力，參與的主體更多應(yīng)該是省級電力公司代理，備用能力也需要占用省間通道的可用傳輸能力，需要納入可用傳輸能力的統(tǒng)一管理和動態(tài)更新。
省內(nèi)市場不同商品品種的配置與統(tǒng)一協(xié)作
從省內(nèi)市場的定位來看，是更為經(jīng)濟(jì)高效地完成省級電力平衡與運(yùn)行安排，因此配置電能量商品和備用調(diào)頻等輔助服務(wù)商品，顯然不可或缺，除此之外，為了保障高比例新能源為特征的新型電力系統(tǒng)運(yùn)行的容量充裕性和系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，筆者認(rèn)為容量市場機(jī)制是非常必要的，當(dāng)然考慮到實(shí)施的復(fù)雜性，在過渡期，可以通過容量補(bǔ)償機(jī)制實(shí)現(xiàn)部分激勵(lì)效果。最后，考慮到多個(gè)試點(diǎn)省現(xiàn)貨市場規(guī)則中發(fā)電側(cè)采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)定價(jià)，隨著市場化用戶參與的逐步放開，電力用戶與發(fā)電企業(yè)簽訂中長期合約，以規(guī)避現(xiàn)貨價(jià)格波動風(fēng)險(xiǎn)，中長期合約交割的價(jià)格參考點(diǎn)如果與現(xiàn)貨結(jié)算不一致，比如發(fā)電主體與用戶主體以全網(wǎng)平均的負(fù)荷價(jià)格作為合約交割價(jià)，簽訂中長期雙邊合約，如果存在輸電阻塞，就會面臨阻塞帶來的收益損失風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)通過簽訂的中長期合約無法有效規(guī)避，從市場健康運(yùn)營的角度，金融輸電權(quán)商品配置就非常必要。當(dāng)然，考慮到實(shí)施的復(fù)雜性，在過渡期，可以采用申報(bào)參與阻塞收益分配，阻塞收益自動計(jì)算方式。
多層次統(tǒng)一電力市場是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)
構(gòu)建多層次統(tǒng)一電力市場體系是未來新型電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的機(jī)制保障，多層次統(tǒng)一電力市場技術(shù)方面亟待聚焦到構(gòu)建支撐新型電力系統(tǒng)運(yùn)行的多層次統(tǒng)一電力市場體系，開展研究和突破創(chuàng)新，目前面臨以下挑戰(zhàn)：
交易規(guī)模放量后的省間市場優(yōu)化出清
目前的省間交易，交易量還不是很大，隨著典型送出省的新能源比例提升，指令性計(jì)劃的逐步放開和省間市場的逐步完善，省間交易的交易量會逐步增長，目前的省間交易有三個(gè)特點(diǎn)：一是省間交易存在交易路徑和潮流路徑的不匹配，電力市場優(yōu)化出清中，為了交易效率，預(yù)先設(shè)定了省間主體跨省買賣所經(jīng)過的輸電路徑。但電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，交流網(wǎng)絡(luò)的潮流不會按照預(yù)先設(shè)定的輸電路徑輸送，在針對直流單通道開展交易時(shí)，沒有太大問題，但交直流混聯(lián)的多通道開展放量交易就比較困難了。當(dāng)然，這不只是我國面臨的問題，歐洲統(tǒng)一電力市場也面臨同樣的挑戰(zhàn)，目前，歐洲已經(jīng)在朝著潮流路徑出清模式前進(jìn)；二是我國輸配電價(jià)按通道收取，這個(gè)對于不同省主體間買賣涉及不同的輸電費(fèi)，在市場優(yōu)化出清中要體現(xiàn)其中的差異，也就是說市場出清和交易路徑間存在耦合關(guān)系，這點(diǎn)和歐洲統(tǒng)一市場解耦時(shí)計(jì)算收取輸電費(fèi)的方式存在較大差異；三是省間市場中不同省差異化出清價(jià)格的定價(jià)方法，目前因?yàn)檩旊娰M(fèi)與出清耦合的問題，基本還是買賣主體以交易對成交的方式順序出清，買賣主體的市場中標(biāo)價(jià)格與對手方有關(guān)，而不是通行的電力市場中邊際定價(jià)方式，這是與歐洲統(tǒng)一電力市場間的較大差異。
這三個(gè)特點(diǎn)決定了我國省間交易放量開展面臨較大的挑戰(zhàn)，在技術(shù)層面需要做好儲備，歐洲統(tǒng)一電力市場有Euphemia算法，可以初步支撐歐洲統(tǒng)一電力市場的優(yōu)化出清計(jì)算，但從實(shí)際運(yùn)行效果來看，在優(yōu)化計(jì)算結(jié)果合理性和優(yōu)化求解性能等方面，還具有非常大的提升空間，要適應(yīng)更為復(fù)雜特點(diǎn)的省間市場出清技術(shù)支撐，一方面需要政策規(guī)則層面的進(jìn)一步探索推進(jìn)，另一方面也需要算法技術(shù)層面的提升。
非統(tǒng)調(diào)機(jī)組和市場化用戶批量放開后的省內(nèi)現(xiàn)貨市場運(yùn)營
隨著《關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)市場化改革的通知》以及后續(xù)的政策文件密集出臺，省級現(xiàn)貨試點(diǎn)省陸續(xù)開始非統(tǒng)調(diào)機(jī)組和市場化用戶批量放開工作，一方面是規(guī)則層面需要考慮，另一方面，從技術(shù)角度來看，初期考慮到配套規(guī)則成熟程度，以及技術(shù)支持系統(tǒng)支撐能力，非統(tǒng)調(diào)機(jī)組和市場化用戶大多是采用接受市場價(jià)方式變向參與，后續(xù)這些主體如果和PJM一樣放開參與現(xiàn)貨市場，節(jié)點(diǎn)規(guī)模接近PJM市場，考慮到我國市場優(yōu)化出清時(shí)間間隔是15分鐘，而美國市場基本是1小時(shí)，實(shí)際優(yōu)化計(jì)算規(guī)模大幅超過美國成熟運(yùn)營的電力市場，這也需要省間現(xiàn)貨市場建設(shè)單位提前做好技術(shù)儲備。
省間省內(nèi)協(xié)調(diào)互動的復(fù)雜市場規(guī)則驗(yàn)證與運(yùn)營效果沙盤推演
我國省間省內(nèi)的多層次統(tǒng)一電力市場運(yùn)營，目前來看，省間市場、省內(nèi)市場分別可以從歐美成熟運(yùn)營的市場獲得一部分借鑒，但整個(gè)市場體系，沒有可以直接照搬的經(jīng)驗(yàn)，這套體系的規(guī)則設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。編制規(guī)則通過市場運(yùn)營來檢驗(yàn)，一是反饋周期長，二是沉沒成本太高，盡快建設(shè)一套能支撐“1+N”的全國統(tǒng)一電力市場模擬推演系統(tǒng)，開展中長期、日前、實(shí)時(shí)和調(diào)度運(yùn)行全時(shí)間尺度的模擬推演，以支撐市場規(guī)則設(shè)計(jì)的驗(yàn)證與運(yùn)營效果沙盤推演，目前來看是比較急迫的需求。（本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)）
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年第7期，作者供職于中國電力科學(xué)研究院有限公司。
