一、為什么要有電力市場(chǎng)？
電力系統(tǒng)的運(yùn)行牽扯到很多問(wèn)題和決策，比如明天哪些機(jī)組能發(fā)電賺錢(qián)、價(jià)格是多少，比如2小時(shí)后電不夠用了哪些用戶(hù)能用電、價(jià)格是多少，比如五年后新建的電廠要建在哪里……這些問(wèn)題目前都是由政府來(lái)集中決策，電力市場(chǎng)則試圖用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理讓每個(gè)參與者來(lái)分散決策。我們?nèi)粘Ｒ?jiàn)到的商品市場(chǎng)和服務(wù)市場(chǎng)都是分散決策的，相比集中定價(jià)和集中決策，分散決策可以提高運(yùn)行效率和整體社會(huì)福利。
不同于商品，電力系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)平衡、傳輸阻塞、安全要求高等特點(diǎn)，無(wú)法像商品市場(chǎng)一樣集中存儲(chǔ)、分散買(mǎi)賣(mài)，因此電力市場(chǎng)需要特別設(shè)計(jì)。
二、是否存在一個(gè)完美的電力市場(chǎng)？
美國(guó)聯(lián)邦能源管理會(huì)（FERC）在2001年提出了標(biāo)準(zhǔn)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)（Standard Market Design, SMD）供北美各個(gè)電力系統(tǒng)采用，我個(gè)人感覺(jué)還是比較完備的。
1、SMD要解決的第一個(gè)問(wèn)題：電價(jià)應(yīng)該是多少？
SMD認(rèn)為，每個(gè)用戶(hù)都應(yīng)該申報(bào)每個(gè)時(shí)間需要的電能以及能接受的最高價(jià)，每個(gè)機(jī)組都應(yīng)該申報(bào)每個(gè)時(shí)間的期望發(fā)電量和成本價(jià)即最低價(jià)，之后由市場(chǎng)出清電能單價(jià)，凡是出價(jià)高于該單價(jià)的用戶(hù)都能用電，凡是出價(jià)低于該單價(jià)的機(jī)組都能發(fā)電，而出清的目標(biāo)就是社會(huì)福利最大。
【經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為：?jiǎn)蝹€(gè)用戶(hù)福利=(用戶(hù)能接受的價(jià)格-出清價(jià)格)*電量；單個(gè)機(jī)組福利=(出清價(jià)格-機(jī)組能接受的最低價(jià))*電量；社會(huì)福利=每個(gè)用戶(hù)的福利之和+每個(gè)機(jī)組的福利之和。】
圍繞這個(gè)理念，SMD設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)電能市場(chǎng)，從而決定每個(gè)用戶(hù)和機(jī)組在每個(gè)時(shí)刻的電量和電價(jià)。
2、SMD要解決的第二個(gè)問(wèn)題：實(shí)時(shí)電能市場(chǎng)中電價(jià)波動(dòng)太頻繁。
為此SMD設(shè)計(jì)了中長(zhǎng)期電能市場(chǎng)和日前電能市場(chǎng)，方便機(jī)組和用戶(hù)進(jìn)行雙邊協(xié)商或者集中招投標(biāo)。如果用戶(hù)在日前市場(chǎng)買(mǎi)的電不夠，那他也可以在實(shí)時(shí)市場(chǎng)按照實(shí)時(shí)電價(jià)購(gòu)買(mǎi)差值，承擔(dān)價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
3、SMD要解決的第三個(gè)問(wèn)題：如果機(jī)組和用戶(hù)已經(jīng)達(dá)成了買(mǎi)賣(mài)意向，但電網(wǎng)輸送能力不夠怎么辦？
為此SMD引入了節(jié)點(diǎn)電價(jià)，讓越限支路的受端價(jià)格比送端價(jià)格高，以鼓勵(lì)受端的機(jī)組多發(fā)一點(diǎn)電、用戶(hù)再少用一點(diǎn)電。
同時(shí)為了讓用戶(hù)對(duì)沖支路越限時(shí)被迫接受高價(jià)買(mǎi)電的風(fēng)險(xiǎn)，SMD設(shè)計(jì)了金融輸電權(quán)供用戶(hù)投標(biāo)購(gòu)買(mǎi)，一旦中標(biāo)且支路越限了，那用戶(hù)就可以獲得節(jié)點(diǎn)電價(jià)的差值補(bǔ)償（即用戶(hù)實(shí)際支付的是出清價(jià)格+金融輸電權(quán)拍賣(mài)價(jià)格，而不是節(jié)點(diǎn)電價(jià)）。
4、SMD要解決的第四個(gè)問(wèn)題：電網(wǎng)實(shí)時(shí)安全。
SMD建議實(shí)時(shí)電能市場(chǎng)在1小時(shí)前關(guān)閉，比如4:00后無(wú)法修改5:00的報(bào)價(jià)（如果5:00時(shí)某用戶(hù)實(shí)際消耗了比計(jì)劃更多的電，則按5:00的實(shí)時(shí)價(jià)格來(lái)支付這部分差額電量）。
實(shí)時(shí)電能市場(chǎng)一旦關(guān)閉，電力系統(tǒng)的決策權(quán)就從市場(chǎng)轉(zhuǎn)移到了調(diào)度，調(diào)度可以通過(guò)招投標(biāo)的方式來(lái)采購(gòu)/調(diào)用各類(lèi)輔助服務(wù)來(lái)保證電網(wǎng)實(shí)時(shí)安全，比如調(diào)頻服務(wù)（電網(wǎng)頻率必須保持在50Hz，如果頻率低了那就讓機(jī)組調(diào)整出力）、調(diào)壓服務(wù)（電網(wǎng)電壓必須保持在一個(gè)范圍內(nèi)，如果超過(guò)了那就要機(jī)組進(jìn)行無(wú)功調(diào)節(jié)）、調(diào)峰服務(wù)（用戶(hù)實(shí)際比計(jì)劃多用電了，那就讓機(jī)組臨時(shí)多發(fā)電；比較精妙的是，SMD把調(diào)峰設(shè)計(jì)成了電能市場(chǎng)中的機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間參數(shù)而不是單獨(dú)的輔助服務(wù)）等。
5、SMD要解決的第五個(gè)問(wèn)題：電網(wǎng)遠(yuǎn)期安全。
顯然在電能市場(chǎng)中，機(jī)組越多價(jià)格越低，這就造成沒(méi)有發(fā)電企業(yè)愿意新建機(jī)組，因此SMD設(shè)計(jì)了容量市場(chǎng)。只要一臺(tái)機(jī)組承諾未來(lái)會(huì)在線（不管是新建機(jī)組還是已有機(jī)組），就能在容量市場(chǎng)獲得回報(bào)，從而保證在未來(lái)有足夠的機(jī)組；甚至是線路也能參與容量市場(chǎng)獲利（理論基礎(chǔ)是：線路增加了區(qū)域互聯(lián)，從而降低了安全需求）。
當(dāng)然SMD還有很多內(nèi)容，比如調(diào)度機(jī)構(gòu)獨(dú)立、市場(chǎng)機(jī)構(gòu)獨(dú)立、輸電網(wǎng)壟斷、配電網(wǎng)分區(qū)域壟斷、利用節(jié)點(diǎn)電價(jià)差額鼓勵(lì)盈利線路等等。但是很可惜由于政治原因，2004年SMD被迫取消（各個(gè)州擔(dān)心聯(lián)邦機(jī)構(gòu)權(quán)力過(guò)大）。
三、世界各國(guó)電力市場(chǎng)為什么不完美？
FERC制訂SMD，其實(shí)是想把美國(guó)最大電力平衡區(qū)域PJM的成功經(jīng)驗(yàn)推廣出去，所以SMD是否完美就看PJM實(shí)際運(yùn)行情況就好了。事實(shí)有點(diǎn)打臉：
1、SMD試圖挖掘電力的商品屬性，系統(tǒng)缺電時(shí)就用高電價(jià)來(lái)吸引用戶(hù)少用電，或者去阻塞少、節(jié)點(diǎn)電價(jià)低的區(qū)域用電。實(shí)踐證明，美國(guó)電價(jià)太低了，所以絕大部分用戶(hù)都基本沒(méi)有需求彈性，不會(huì)根據(jù)電價(jià)波動(dòng)來(lái)調(diào)整用電行為。少有的極端情況下（比如2014年美國(guó)極地渦旋），超高的實(shí)時(shí)電價(jià)最后也由于政治原因被分?jǐn)偨o了所有用戶(hù)而不是實(shí)時(shí)市場(chǎng)用戶(hù)。
2、同理SMD試圖用缺電時(shí)的高電價(jià)來(lái)吸引機(jī)組投資，但一來(lái)缺電機(jī)會(huì)太少了，二來(lái)缺電時(shí)報(bào)高價(jià)很有可能會(huì)招來(lái)新聞報(bào)道（以及后續(xù)的濫用市場(chǎng)力調(diào)查和政治壓力，畢竟用電更像一個(gè)公共服務(wù)而不僅僅是商品服務(wù)），三來(lái)市場(chǎng)參與者的負(fù)荷預(yù)測(cè)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電力市場(chǎng)之前的一體化電力公司，因此機(jī)組裕度反而下降了。
3、前面說(shuō)的市場(chǎng)機(jī)制其實(shí)都是批發(fā)市場(chǎng)的機(jī)制，參與者包括大機(jī)組、大工業(yè)用戶(hù)、售電公司，而小用戶(hù)則無(wú)法參與。一方面，小用戶(hù)都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)和余力，也雇不起專(zhuān)業(yè)人士來(lái)參與電力市場(chǎng)的復(fù)雜預(yù)測(cè)和報(bào)價(jià)，更承擔(dān)不起實(shí)時(shí)電價(jià)的波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，小用戶(hù)的電量太少?zèng)]有議價(jià)能力，電力市場(chǎng)的優(yōu)化出清引擎顯然也無(wú)法容納這么多用戶(hù)。因此工商業(yè)和居民等小用戶(hù)只能通過(guò)售電公司進(jìn)入市場(chǎng)，而且簽訂的也大都是固定分時(shí)電價(jià)合同（和電力市場(chǎng)前差不多），售電公司同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)非常嚴(yán)重，規(guī)劃中的差異化競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新一直沒(méi)有到來(lái)。
世界其他幾個(gè)主要電力市場(chǎng)也都有各自的問(wèn)題：
1、歐洲的電力市場(chǎng)：由于擔(dān)心節(jié)點(diǎn)電價(jià)過(guò)于復(fù)雜且預(yù)期阻塞不多，因此歐洲電力市場(chǎng)采用統(tǒng)一出清電價(jià)。一旦出現(xiàn)阻塞則由調(diào)度員手工調(diào)整，這種非市場(chǎng)行為讓很多機(jī)組都會(huì)刻意制造阻塞然后等待手工調(diào)整賺錢(qián)，這反過(guò)來(lái)倒逼調(diào)度員預(yù)留更多備用，降低了系統(tǒng)效率。歐洲也沒(méi)有引入實(shí)時(shí)電能市場(chǎng)，而只是引入了了日內(nèi)電能市場(chǎng)（精度更低波動(dòng)更小，且只限于各國(guó)內(nèi)部），但絕大部分電量都在歐洲整體聯(lián)動(dòng)的中長(zhǎng)期和日前電能市場(chǎng)都交易完了，因此價(jià)格發(fā)現(xiàn)能力有限。
2、英國(guó)、澳洲的電力市場(chǎng)：均未引入節(jié)點(diǎn)電價(jià)，機(jī)組報(bào)量報(bào)價(jià)，用戶(hù)僅作為價(jià)格接受者。顯然這種機(jī)制下的非市場(chǎng)行為更多了。
總體看來(lái)，電力市場(chǎng)的確沒(méi)有那么神奇，畢竟電能兼具公共服務(wù)和商品的屬性，很難完全交給市場(chǎng)決定，電力系統(tǒng)和電力市場(chǎng)的運(yùn)行往往都能看到行政大手的參與。即便是電力市場(chǎng)最先進(jìn)的美國(guó)，51個(gè)洲都只有23個(gè)有電力市場(chǎng)，而且很多都沒(méi)有SMD那么完善，另外28個(gè)洲均還是發(fā)輸配一體化電力系統(tǒng)。
雖然電力市場(chǎng)有很多初衷（提高效率、避免浪費(fèi)、保障安全、引入競(jìng)爭(zhēng)、鼓勵(lì)創(chuàng)新），但實(shí)際運(yùn)行下來(lái)真正的好處只有兩個(gè)：一是發(fā)電公司自負(fù)盈虧了，所以他們會(huì)小心翼翼地避免故障且減少檢修；二是政府終于可以避免制訂電價(jià)這種吃力不討好的事情了。
四、中國(guó)電力市場(chǎng)目前處在哪一階段？
下期預(yù)告：中國(guó)電力系統(tǒng)的市場(chǎng)化其實(shí)比歐美更困難。
五、新能源來(lái)了！
下期預(yù)告：新能源存在波動(dòng)性、隨機(jī)性問(wèn)題，使得電力市場(chǎng)很多規(guī)則不適用。可是一個(gè)電力系統(tǒng)如果以新能源為主，那電力市場(chǎng)一定是必選項(xiàng)。
浙達(dá)能源
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