作者：
荊朝霞,華南理工大學(xué),教授/博士生導(dǎo)師
電力市場的建設(shè)不能一蹴而就，需要結(jié)合實際電網(wǎng)特點，考慮歷史的各種政策和利益。在現(xiàn)貨市場建設(shè)中，需要考慮的一個重要因素就是，現(xiàn)貨市場后，對各個市場主體的利益有什么影響？為了更好的對比，本文對廣東現(xiàn)貨市場以前，也就是目前的電力市場體系進行系統(tǒng)的分析。
一、系統(tǒng)及市場概況
從電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷的特性，市場主體，市場管理機構(gòu)等方面對廣東電力市場進行簡要介紹。（數(shù)據(jù)取自網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)，如廣東電力交易中心（廣東電力市場2017年年度報告））
1、電力系統(tǒng)概況
1）負荷
廣東省2017年全社會用電量5959億千瓦時，其中工業(yè)用電量3815.29億千瓦時，占64.03%；城鄉(xiāng)居民生活用電量943.62億千瓦時，占15.84%。統(tǒng)調(diào)負荷在8月21日達到1.086億千瓦。
2）電源
截止到2017年12月31日，廣東電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機容量1.076億千瓦，其中統(tǒng)調(diào)裝機0.884億千瓦，地調(diào)裝機0.193億千瓦。
3）電網(wǎng)
通過“八交九直”高壓輸電線路與中西部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)：
1）云南電網(wǎng)：5回直流；
2）貴州、廣西電網(wǎng)：8回交流、3回直流
3）國家電網(wǎng)：1回直流
另外通過交流與海南、香港、澳門聯(lián)網(wǎng)：
4）海南：1回500千伏交流海纜
5）香港：4回400千伏交流線路
6）澳門：6回220千伏交流線路
2、市場組織和管理機構(gòu)
1）廣東電力交易中心
2017年3月，廣東電力交易中心有限責(zé)任公司完成了工商注冊，實現(xiàn)按《公司法》及公司章程相對獨立運作。主要股東情況如下。
2）廣東電力市場管理委員會
2017年7月14日，選舉產(chǎn)生首屆廣東電力市場管理委員會，共有7名成員，來自廣東電網(wǎng)、廣州供電局、華能廣東分公司、廣州發(fā)展電力銷售有限公司、廣東華廈電力銷售有限公司以及清華大學(xué)。
3、市場主體
截止2017年12月底，共有6080家市場主體獲得市場準入資格，其中已完成注冊登記5785家。準入的市場主體中，售電公司374家，發(fā)電企業(yè)72家，大用戶765家，一般用戶4869家。
廣東省內(nèi)省級及以上調(diào)度發(fā)電機組分為A類機組和B類機組兩大類。A類機組指暫未獲得與用戶側(cè)直接交易資格的發(fā)電機組，只擁有基數(shù)電量（計劃電量）。B類機組具有與用戶側(cè)進行市場化交易的資格，可同時擁有基數(shù)電量和市場電量。
政府間框架協(xié)議外的省間送電，主要通過月度合同電量轉(zhuǎn)讓交易和月度集中競爭交易的方式進行。
4、2017年市場交易情況
2017年實際參與交易的有電廠62家，大用戶11家，售電公司136家（代理4562家一般用戶）。2017年全年市場交易成交電量1157億千瓦時，占廣東總用電量的19.4%。
2017年市場用戶的購電成本通過市場化交易下降71.3億元，平均每千瓦時下降66.6厘。其中售電公司獲利12.7億元，用戶獲利58.6億元（平均降價51.8厘/千瓦時）。
2017年西電東送電量達到2038億千瓦時，占廣東總用電量的34%。其中市場化增送云南富余水電276.6億千瓦時，通過云貴水火置換增加云南水電消納6.2億千瓦時。
二、市場交易體系概況
1、產(chǎn)品體系
目前廣東電力市場中，交易的產(chǎn)品，或者說交易的標的物，本質(zhì)上是月度的電量。由于計劃和市場解耦，有不同的規(guī)則，可以認為計劃電和市場電是兩個分離的市場。
2、交易組織
1）基數(shù)電量和協(xié)議計劃
每年年底，根據(jù)系統(tǒng)整體供需平衡情況、西電東送計劃等測算省內(nèi)機組平均發(fā)電利用小時數(shù)，安排優(yōu)先發(fā)電機組的發(fā)電量，確定基數(shù)電量分月計劃。
2）交易類型及限額
交易方式方面，包括雙邊協(xié)商和集中交易，交易周期包括年和月。前一年年底進行年度交易，包括雙邊協(xié)商和集中交易，每月進行月度的集中競價交易。另外發(fā)電企業(yè)之間可以進行合同電量轉(zhuǎn)讓交易。
政府事前確定每類交易的限額。比如，2019年廣東電力市場交易總規(guī)模約為2000億千瓦時。其中年度雙邊協(xié)商交易規(guī)模為1200億千瓦時，年度集中交易規(guī)模為200億千瓦時。
對月度交易，對參與市場的機組參與競價的容量上限進行限制，保證供需比在一定的水平（2019年，考慮安全約束后，月度集中競爭交易有效市場供需比暫定為1.2）。在后面的文章里我們將對供需比的含義和影響進行分析。
3、交易（結(jié)算）機制
1）市場申報
集中競價采用價差的方式，也就是說，市場主體申報的是在目錄電價（用戶及售電公司）或上網(wǎng)電價（發(fā)電）基礎(chǔ)上降價的值。
2）市場出清
月度集中競價交易中，采取統(tǒng)一出清價的方式結(jié)算，所有中標的市場主體都按照統(tǒng)一的價格結(jié)算。
3）發(fā)電偏差結(jié)算
對A類機組，月度基數(shù)電量偏差可在年度滾動執(zhí)行。
對B類機組，月度結(jié)算基數(shù)電量事后根據(jù)非市場用戶電量、省外市場電量等確定，保證每個發(fā)電企業(yè)基數(shù)電量比例相同（偏差1）。總上網(wǎng)電量扣除基數(shù)電量和合約電量后的偏差電量（偏差2）按偏差價格P偏差結(jié)算：
這種機制相當于：通過調(diào)整市場機組的發(fā)電量解決市場用戶的用電量偏差問題，偏差通過等比例的原則分給所有發(fā)電機組，價格按照市場的絕對價平均值（扣除部分最高和最低價格）結(jié)算。
4）發(fā)電考核結(jié)算
對由于發(fā)電企業(yè)自身原因造成的一些負偏差和正偏差進行懲罰。包括，由于發(fā)電企業(yè)自身原因造成的等效非計劃停運引起的負偏差以及熱電機組由于預(yù)測的以熱定電電量需求大于實際上網(wǎng)電量的部分造成的正偏差。
5）用戶偏差結(jié)算
允許偏差以內(nèi)的不進行考核，允許偏差以外的按兩倍月度集中競爭交易成交價絕對值進行考核。
三、市場參數(shù)及監(jiān)管
市場在多個環(huán)節(jié)對市場參與者的參與競爭的數(shù)量、價格等進行了限制。
1、發(fā)電企業(yè)年度（分月）雙邊協(xié)商交易的交易電量上限
3、其他申報限額
同一投資主體（含關(guān)聯(lián)企業(yè)）所屬的售電公司，月度集中競爭交易申報電量不應(yīng)超過月度集中競爭交易總電量的15%。
B類機組中裝機容量排名前3的發(fā)電集團，月度集中競爭市場申報電量份額超過其裝機份額時，其所屬發(fā)電集團申報價差不作為統(tǒng)一出清價差計算依據(jù)。從已成交的價差對中選擇最靠近邊際機組的其他發(fā)電機組，以其申報價差計算統(tǒng)一出清價。
四、阻塞管理
當系統(tǒng)沒有阻塞時，市場完全按照報價的高低出清：對發(fā)電來說就是價格低的先出清。但是發(fā)生阻塞后，可能需要調(diào)整出清次序，讓報價高的機組提高出力，報價低的機組降低出力。
廣東電力市場規(guī)則中，與阻塞管理相關(guān)的有以下內(nèi)容。
1）月度集中競價前，對受電網(wǎng)運行約束和局部電力供應(yīng)需要需要必須開機的機組，計算機組的必開電量，并據(jù)此計算對應(yīng)的月度集中競爭交易申報電量上限：
申報上限=必開電量需求-月度基數(shù)電量-月度雙邊協(xié)商電量
如果按照上面的公式計算出來的申報上限超出按“2、發(fā)電企業(yè)月度集中競爭交易的申報電量上限”的方法計算出的上限，則以這里計算出來的量作為機組的月度集中競爭申報電量上限。
2）對必開電量對應(yīng)的月度集中競爭交易申報電量上限，按照最低價格納入供給曲線。必開機組超出必開電量之外的申報電量，按常規(guī)機組參與供給曲線排序。
3）在運行中，系統(tǒng)發(fā)生阻塞的情況下，可能對交易形成的結(jié)果進行調(diào)整，偏差量按照偏差2的價格結(jié)算。也就是說，是按一種系統(tǒng)平均價結(jié)算。多發(fā)了，按照這個偏差價格補償，少發(fā)了，按照這個偏差價格返還。
分析：這種機制下，偏差2的價格就相當于阻塞管理中的上調(diào)、下調(diào)價格。也就是說，將上調(diào)服務(wù)的價格和下調(diào)服務(wù)的價格都定為偏差2的價格。
五、市場機制分析
1、市場機制主要特點
廣東現(xiàn)貨市場以前的電力交易規(guī)則，主要有以下特點。
1）采取價差競價的形式。發(fā)電申報的是在其批復(fù)的上網(wǎng)電價基礎(chǔ)上的變化值（即價差），用戶申報的是在其購電目錄電價基礎(chǔ)上的變化值（即價差）。到目前為止，沒有開展絕對價形式的交易。
2）采取計劃與市場解耦的形式：要求對發(fā)電結(jié)算的總的計劃電量（包括省內(nèi)基數(shù)電量和省外電量）正好等于所有非市場用戶的電量。事前分配給發(fā)電企業(yè)的基數(shù)電量不是一個固定的數(shù)量，而是一個固定的比例，基數(shù)電量的結(jié)算電量會在事后根據(jù)非市場用戶用電量進行調(diào)整。
3）通過多種方式對不同交易市場的總的交易量及每個市場主體的交易量進行了限制，包括年度長協(xié)的交易量限制和月度集中競爭交易的交易量限制。
4）沒有市場化的輔助服務(wù)市場，輔助服務(wù)仍按市場化以前的管理方式進行。（輔助服務(wù)管理兩個細則）
5）沒有容量市場，發(fā)電機組的收入僅為能量市場收入及按照輔助服務(wù)管理兩個細則的收入（或支出）。
2、市場運行面臨的挑戰(zhàn)
電力市場中，發(fā)電企業(yè)的成本包括固定（容量）成本和可變（燃料）成本。對容量成本的回收，有不同的機制，主要有容量市場和缺稀電價兩大類。容量市場機制下，給發(fā)電企業(yè)一定的容量收入，即使不發(fā)電也可以得到一部分收入；缺稀電價機制下，允許在系統(tǒng)短缺的少數(shù)時段有很高的能量價格，以使發(fā)電企業(yè)在這些時段獲得高額的收入補償容量成本。但在廣東當前情況下，這兩種方式都不可行：一方面，缺乏容量市場，另一方面，考慮到社會的接受度，電價不允許大幅的波動。另外，目前廣東電力市場主要是能量市場，輔助服務(wù)仍按照傳統(tǒng)的輔助服務(wù)兩個細則的方法管理，電廠也無法通過備用等輔助服務(wù)獲得容量補償。
廣東省的電力供需目前整體上處于供大于求的情況。如果放開市場，必將造成能量市場發(fā)電價格的大幅下降。2017年2、3月的競價就顯示了這個結(jié)果。正常的市場中，有容量市場或缺稀電價機制幫助電廠回收容量成本。在既沒有容量市場又沒有缺稀電價機制的情況下，發(fā)電企業(yè)的成本回收、可持續(xù)發(fā)展成為了一個重要的、麻煩的問題。
3、解決方式
對市場運行中發(fā)電容量成本回收、價格管制方面的問題，廣東主要通過對市場供需比的控制來實現(xiàn)。具體來說，就是通過限制發(fā)電企業(yè)在不同市場中（年度長協(xié)市場和月度集中競價市場）的申報電量、交易電量來實現(xiàn)。下面通過對廣東2017年市場的分析來對這個問題進行討論。
表2和圖1給出了2017年廣東電力市場月度集中競爭市場的結(jié)果。
圖1 廣東2017年月度集中市場出清價
可以看到，2、3月份的出清價降價幅度非常大，達到-145.5厘/千瓦時和-189.5厘/千瓦時，這主要是由于供需比較大：2017年2月的供需比為2.24，3月供需比1.995。后面月份逐步調(diào)低供需比，從4月的1.5，逐步調(diào)整、穩(wěn)定到1.2，價格逐步穩(wěn)定到-40厘/千瓦時左右，每個月的實際出清價會隨整體供需情況、網(wǎng)絡(luò)狀況等有一定變化。圖2給出了出清價和供需比的散點圖?？梢钥吹剑袌龀銮鍍r與供需比有很大的關(guān)系，通過控制供需比，可以有效的控制市場的出清價。
圖2 出清價與供需比的關(guān)系
六、算例分析
通過一個小的例子，對廣東現(xiàn)貨市場以前（2017年、2018年）的電力市場交易規(guī)則進行進一步的分析。
1、系統(tǒng)基本情況
1）總用電：假設(shè)每月用電量300億千瓦時。
2）電源：共有5類機組A、B、C、D、E ，每類機組有120億千瓦時的發(fā)電能力。
3）發(fā)電計劃：100億千瓦時的基數(shù)電量，平均分給五類發(fā)電機組（實際中分配時考慮煤耗，這里進行簡化，不影響其他的分析結(jié)果）。每類機組分到20億千瓦時基數(shù)電量。
4）A、B、C、D、E五類機組的邊際成本分別為0.2、0.3、0.4、0.5和0.6元/千瓦時。
2、供需比設(shè)置
前面給出了月度集中競爭市場發(fā)電企業(yè)的交易限制：
為了簡化分析，令k1=0，則市場整體的供需比就由k0決定，每個發(fā)電企業(yè)的利用小時上限相同，都由k0決定。本例中，對四種供需比情況進行分析：1.2、1.5、2、3。
3、競爭結(jié)果
以供需比為1.2為例進行分析。市場需求為200億，首先從最便宜的A類型機組開始購買，A、B、C、D四類機組一共可以提供4*48=192億的電力，仍然不能滿足需求，需要購買一部分E類機組的電。由于E類不同機組之間仍有競爭，假設(shè)發(fā)電企業(yè)均按成本報價，最終市場價格為E類的報價0.6元/千瓦時。
類似的，可以分析得到，供需比為1.5時，市場出清價為D類機組的報價，即0.5元/千瓦時；當供需比為2時，市場出清價為C類機組的報價，即0.4元/千瓦時；當供需比為3時，市場出清價為B類機組的報價，即0.3元/千瓦時。
可以看到，通過控制供需比，可以將市場出清價控制在不同的水平。
4、電網(wǎng)阻塞的影響
如果系統(tǒng)發(fā)生阻塞，可能存在必開機組，影響最終的出清結(jié)果。以上面的算例為例。假設(shè)A、B、C處于同一個區(qū)域M，E、F處于另一個區(qū)域N，兩個區(qū)域的負荷分別為150億千瓦時，區(qū)域間的最大傳輸電量為10億千瓦時，則N區(qū)機組的必開電量為140千瓦時。當供需比為1.2及1.5時，必開電量140億千瓦時大于N區(qū)的總市場申報上限（48*2=96，60*2=120）。N區(qū)內(nèi)的兩類機組E、F的必開電量均為70億千瓦時，該部分電量在市場中優(yōu)先出清，不影響出清價。供需比為1.2時，優(yōu)先出清140以后，還剩60億千瓦時，由A類機組承擔(dān)48億千瓦時，B類機組成本12億千瓦時，市場出清價為0.3元/千瓦時，相對沒有阻塞情況下的市場出清價0.6元/千瓦時大大降低。
總結(jié)
本文對廣東現(xiàn)貨市場前（2017/2018年）的電力市場規(guī)則進行了簡要的、系統(tǒng)的介紹和分析，并用簡單算例說明了如何通過供需比的調(diào)整控制系統(tǒng)的出清電價。廣東的市場可以從兩個不同的角度評價：一方面，從經(jīng)典市場理論的角度，市場中存在太多的干涉和限制，大大影響了市場效果的發(fā)揮，是有待改進的地方；另一方面，在整個市場體系不完整，面臨復(fù)雜的物理、社會、經(jīng)濟約束的情況下，能使市場平穩(wěn)的運行，并起到了一定的資源優(yōu)化配置的效果，是一種創(chuàng)新的機制。
目前的市場機制起到了一定的作用，但畢竟不是一種完善的市場，太多的干涉在系統(tǒng)狀況發(fā)生變化的時候，可以來不及調(diào)整，進而造成一起無法預(yù)料的結(jié)果?，F(xiàn)貨市場后，需要盡量建立完整的市場體系，盡量減少人為設(shè)定相關(guān)參數(shù)影響市場出清的情況。
