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电力市场原理与电力市场化探讨

2016/05/25 阅读:

内容提要:

构建电力批发市场是电力市场化改革最核心的制度安排。尽管国外在运行的电力市场间多有差别,但从电力供需平衡基本方式的角度看,只有“单边交易”(也称强制性电力库)和“双边交易”两种模式。所谓“单边交易”模式,就是市场组织者强制代需方向供方招标采购,不允许场外实物交易,所有发电商均只能向市场组织者(非营利机构)售电,所有售电商和大的终端用户也只能向市场组织者购电,市场组织者是唯一批发购电者和批发售电者,市场出清价格基于供方的竞争决定,需方是市场价格的被动接受者。“双边交易”模式的核心是“自由交易、自负其责”,允许场外实物交易,场内的有组织交易也属自愿参加。需方参与价格形成,但也要为其购买承诺负经济责任。从我国的国情出发“,单边交易”的优点是易于和传统体制接续,可控性强,较难解决的问题是市场操纵;“双边交易”模式的优点是市场效率高,但构架复杂,靠合同约束保障系统平衡对法制条件及配售侧改革配套要求较高。我国电力批发市场构建的长期目标应确定为“双边”的跨省区域市场,但应先易后难、稳步推进。过渡期交易模式应以“单边交易”模式为主,区域电力市场建设可走“由点及面”的渐进之路。

关键词:

电力批发市场“强制库”“双边交易”

电力市场有狭义和广义之分。狭义的电力市场,是指电力交易的场所或范围。广义的电力市场,则是指电力交易关系的总和,是一种经济制度。电力批发市场构建是电力市场化改革最核心的制度安排,我国新一轮的电力体制改革要真正向前推进,必须准确把握电力市场的设计原理,并以此为基础设计适合国情的电力市场化之路。

一、电力市场的基本模式

电力是系统集成的产品,其大宗交易的方式与电力系统供需实时平衡特性相兼容,是电力市场区别于普通商品市场的本质特征。根据国际能源署、各国能源监管当局等公共政策机构对电力市场的总结或介绍,所谓电力市场模式,就是电力的交易方式,亦即实现电力系统供需平衡的基本方式①。进一步说,就是在电力供、需匹配的主体市场中,谁和谁交易,怎样交易。所以,尽管各国在运行的电力市场之间多有不同,但从系统供需平衡的基本方式看,只有“单边交易”(强制性电力库)和“双边交易”两种模式。

(一)“单边交易”(强制性电力库)模式“单边交易”模式也称“强制性电力库”,是一种由市场组织者代用户向发电商招标采购来实现能量平衡的交易方式。在“单边交易”模式中,系统内每台发电机组都必须向市场组织者(通常由系统运行机构代行职能)投标,并按系统运行机构统一安排的发电计划上网运行。一般的组织方式是:发电商前一天或更短时期内向市场组织者提交实时运行时每台机组的供给曲线(价格与机组出力的对应关系),市场组织者基于对系统负荷的预测,按报价从低到高的原则对各投标发电机组进行排序,在满足输电容量限制等技术条件前提下,统一安排各台机组的发电计划,并将满足系统需求的最后一台机组报价定为市场出清价格。市场组织者按该市场出清价格对发电商进行支付,并按照非盈利原则将电力转售给售电商(包括配电公司、独立的售电公司)和大型终端用户。因此,所谓“单边交易”模式,简单说,就是“强制进场,单边交易”。或者说,是“单边交易现货市场”模式。“单边交易”模式的主要特征有三点:1.交易是单边的。不允许场外实物交易,所有发电商都必须到现货市场(库)内向市场组织者投标售电,所有售电商、大用户也只能向市场组织者购电,市场组织者是批发市场中唯一的买主和卖主。2.需方不参与批发市场定价。由于是由市场组织者强制代用户向发电商招标采购,“单边交易”模式出清价格是基于发电商间的竞争决定,需方对批发电价没有直接影响(参见图5)。3.系统能量平衡靠集中控制,平衡成本由市场成员共担。市场组织者代用户招标采购的依据是系统负荷预测,带有主观性。由此安排的发电计划,肯定与客观的市场需求不相匹配,须继续统一安排发电计划以保障系统平衡。进而,这种由集中控制产生的系统平衡成本就具有公共成本属性,应该由所有市场成员共同负担。

(二)“双边交易”模式所谓“双边交易”模式,简单说,就是“交易自由,责任自负”的电力交易制度。在“双边交易”模式中,能量平衡的基本方式是双边交易,亦即在其能量供需平衡主体市场(场外双边合同及日前市场)交易中,供、需双方均可自愿参加,交易数量和价格由供、需双方共同决定。“双边交易”模式的市场构架是:场外双边合同+自愿参加的日前市场和日内市场+(实时)平衡市场。“双边交易”通常分为场外双边交易和场内双边交易(日前市场和日内市场)两部分。场外(即OTC合同)双边交易也被称为“无组织的市场”,由供、需双方自由选择交易对象,以中远期或其他个性化合约交易为主(亦即国内的“长协”交易)。场内双边交易(日前市场和日内市场)市场也被称为“有组织的市场”或“自愿库(VoluntaryPool)”,以现货及其他标准化合约交易为主,由电力交易所等市场组织者对各个买者和卖者的交易要求进行集中撮合。(实时)平衡市场尽管不是能量供需匹配的主体市场,但却是所有“双边交易”模式中的标准配置。因为电力的自由交易使系统运行机构不再有统一安排发电计划的能力,若供方或需方中任一成员未履行交易合同,就会使系统主能量的实时平衡遭到破坏。为此“,双边交易”必须由配有“平衡机制”,以约束交易者履行承诺,并使系统运行机构具备消除不平衡的经济能力。这个平衡机制的市场化实现形式就是(实时)平衡市场。具体说,所有市场成员均须与系统运行机构签订平衡责任合同,承诺对不平衡电量承担财务责任。无论是“长协”交易还是现货交易,也无论是场外交易还是场内交易,实物交割(实时传输)必须以供方机组出力曲线和需方负荷曲线形式执行。一般是在交割前一天或前若干小时,市场成员将各自基于场内、外交易结果形成的发、用电计划送系统运行机构,并同时对该发、用电计划做出财务绑定的承诺(Financial-lyBindingCommitment)。如因市场成员未履行合同而导致系统能量不能实时平衡,系统运行机构就要在平衡市场招标采购平衡电量,该平衡费用由不平衡责任者承担。“双边”模式的主要特征可概括为三点:1.交易自由。市场成员可自愿选择场外交易或场内交易(有些地区还可在多个交易场所间进行选择),按交易合同自行安排发电或用电计划。英国、北欧的有组织市场(电力交易所)与系统运行机构是分开运作的,市场成员可根据日前市场或场外的远期交易合约,自行安排次日发、用电计划。该计划可通过日内市场进行调整,在日内市场关闭后,将未来一小时或更短时间的发、用电计划提交给系统运行机构。在美国的PJM、加州、德州、纽约等电力批发市场中,除一个集中组织的现货市场(主体是日前市场)外,也允许场外实物双边交易。与英国、北欧等地日前市场不同,美国的日前市场还引入了虚拟交易(但虚拟交易合同须在实时市场买回),用以提高日前市场的竞争强度,缩小日前市场价格与实时平衡市场价格的差距,抑制发电商在日前市场和实时平衡市场间的套利行为,保障现货市场价格作为期货市场交割依据的可靠性。根据美国联邦能源管制委员会对美国区域批发电力市场介绍“,新英格兰、纽约、加州、PJM、中部(MISO)、西南(SPP)区域市场售电商的电量来自集中现货市场、双边合同或自己的发电厂”。德州行政法规中关于系统运行机构(ERCOT)设计电力批发市场的原则规定:,美国德州电力可靠性委员会应运行一个自愿的日前主能量市场,在不影响可靠性的前提下,应允许市场成员自发自供或签订双边合同。”根据PJM2014年电力市场报告,该区域实际用电量来自现货市场、双边合同和自发电的比例分别为26.7%、10.6%和62.7%。2.供、需双方共同决定价格。“双边交易”作为一种交易制度,当然包括供、需双方直接见面或直接签订合同,但这并非“双边”的本质特性。“双边”的本质是成交价格、成交数量等交易决策由交易者自主决定,而非市场组织者“越俎代庖”。在“双边”模式中,无论是场外双边合同价格,还是场内集中撮合成交的统一出清价格,都是供、需双方博弈的结果(参见图6)。后者与前者的区别,不过是市场组织者对多个卖方申报的供给曲线和多个买方申报的需求曲线进行了整合,其依据仍是买、卖双方的交易要约,出清价格由供、需双方决定的本质并未改变。3.系统主能量平衡靠合同约束和自负其责。作为交易自由的代价或约束条件,“双边交易”中买、卖双方均须为自己的行为负责。即使是场内集中撮合的现货交易,买、卖双方也均要绑定财务承诺,承担违约导致的系统不平衡责任。在欧洲如英国、北欧的双边市场中,系统能量平衡所需的发电机增减出力或用户增减负荷,由系统运行机构在一个单边的平衡市场中招标采购,市场成员发、用电计划与实际执行的偏差,按该采购价格付费。美国的做法也是建立一个单边的实时平衡市场,市场成员未执行日前发、用电承诺须承担的电量不平衡责任,按实时平衡市场价格与执行的电量偏差计算。

(三)“单边交易”模式与“双边交易”模式的区别“单边交易”模式与“双边交易”模式主要有以下五点不同:1.交易关系的性质不同:强制、单边/自愿、双边。“单边交易”模式的供方和需方(售电商和大用户)都必须且只能同市场运行者交易,这种交易关系是强制的、单边的;“双边交易”再无市场组织者代购代销,供、需双方均可自主决策,其交易关系是自愿的、双边的。2.市场构架不同。“单边交易”模式的市场构架为单一现货市场。所谓同时存在的中长期交易,是“差价和约”一类的金融交易,为市场成员规避风险之用,与电力系统的供需平衡无关。“双边交易”的市场构架是场外双边合同+自愿参加的日前市场和日内市场+(实时)平衡市场,允许场外的实物交易。3.价格形成机理不同:卖方决定/买、卖双方决定。在“单边交易”模式中,市场出清价格由市场组织者基于发电商的竞争确定,需方是批发价格的被动接受者(参见图5)。而在“双边交易”中,需方也参与批发市场竞价,无论是场外的供、需直接交易,还是场内的集中撮合交易,市场价格都是由买、卖双方共同决定的。4.系统能量平衡的手段和成本负担方式不同:集中调度、成本共担/合同约束、成本自担。“单边交易”系统能量平衡靠集中调度。由此而导致的平衡成本由市场成员共同负担。“双边交易”系统能量平衡靠合同约束,违约导致的系统能量平衡成本由违约者自担。5.市场设计理念不同:集中决策/分散决策。虽然“单边交易”和“双边交易”均试图用市场机制解决电力资源优化配置问题,但背后的理念仍有差别。“单边交易”模式更强调电力产品的特殊性,认为“交易基于系统需求预测”的集中决策体制,对电力系统的安全可靠仍然重要,制度“成本———收益”的关系较好;而“双边交易”更强调电力与其它大宗商品的共性,认为“自由交易、自负其责”的分散决策体制,也可与电力系统可靠性要求相兼容,而市场运行的效率更高。

二、两种市场模式的国际分布及适用性分析

(一)“单边交易”与“双边交易”的国际分布1“.双边交易”是国际主流。国际能源署在2001年的一份电力市场总结报告中②指出:“关于电力批发市场组织的第一个争论,是选择强制的还是自愿的电力库。竞争的双边电力交易为一个高效率的现代电力市场中所必需,已获得越来越多的认可。自愿库或电力交易所正逐步成为主流,而强制库正在消退。”目前国外在运行的电力市场,大多实行“双边交易”模式。北欧电力市场开“双边交易”模式先河。其他欧洲国家如德、法等也大都效仿北欧建立了“双边交易”市场。美国的PJM、德州、纽约、加州、新英格兰等主要竞争性电力市场也实行“双边交易”模式。英国作为电力市场化改革的先驱,于上世纪90年代初首创“单边交易”模式,但经过10年的实践后,也于2001年将“单边交易”改为“双边交易”模式。英国所以改“单边交易”为“双边交易”,主要原因是市场操控问题难以解决。英国电力市场化后新建电源均为天然气机组,而天然气机组因“照付不议”的购气合同而皆“不可调”,加之核电的“不可调”,大部分机组都采取了“0-0报价”的跟从策略,导致市场出清价格为少数“可调”的燃煤机组所控制。2“.单边交易”也有长期运行的实例。澳大利亚国家电力市场被认为是“单边交易”模式成功的范例。1998年开始实施,至今一直平稳运行。除设计合理外,一个可能的原因,是该市场所在的东南部各州电源与负荷分布均衡,而且燃煤机组比重大,不易形成市场操纵。除澳大利亚外,加拿大安大略省和阿尔伯塔省、希腊、新加坡及一些欠发达国家,也存在“单边交易”模式的电力市场。

(二)两种市场模式在我国的适用性分析从我国的国情出发,二者的适用性似可作如下结论:1“.单边交易”模式较易控制但市场效率较低。由于“单边交易”模式是市场组织者代售电商向发电商招标采购,竞争的范围、强度具有可控性。由此,“单边交易”模式与“输配一体化”体制的相容度也较高,对于重视所谓“最大公约数”、“平稳过渡”的我国决策当局,较易接受。但“单边交易”市场出清价格的形成缺乏需求侧响应,一般认为其市场效率会低于“双边交易”模式。此外,“单边交易”模式对市场结构的竞争度要求较高,而目前我国发电侧以“五大集团”为主体,其市场布局基于2002年提出的跨省区域电力市场规划,这一区域市场布局在过去的十多年并未得到电网建设的支持。加之无跨省的区域政府,“单边交易”模式的跨省区域电力市场也缺少政府依托。如“单边交易”模式建于省内,电网构架和政府依托方面的条件大多具备,但须改变目前普遍存在的“一家独大”局面,否则市场操纵问题很难解决。2“.双边交易”模式较先进但也较难控制。如前所述,“双边交易”模式被认为更接近普通商品市场属性,市场出清有需求约束,价格不易扭曲,加之有中长期交易与现货交易的配合,可有效提高市场的流动性和资源配置效率。但这需要复杂的规则设计,而且对诚信和法治的条件要求较高。此外,国际经验证明,“双边交易”模式中的买方主要是售电商及其代理机构而非终端用户,初期的售电商又以配电企业为主,而目前我国独立配电公司极少,未来电网企业输、配关系也不明晰,“双边交易”模式或可在“网对网”、“点对网”交易中试行,但若普遍推行,则要有配售侧产业组织的深度改革相配合,而后者的可控性就更为困难。

三、我国电力批发市场构建的路径选择

如前所述,没有电力批发市场的构建,新一轮电力市场化改革仍将沦为空谈。因此,必须在遵循电力市场基本原理的基础上,探索中国特有约束条件下的电力市场建设之路。

(一)长期目标应是“双边交易”的跨省区域市场如前所述,“双边交易”市场效率较高,也不易形成市场操纵,因而长期看,我国电力市场的主流模式也应是“双边交易”。我国地域辽阔、地区间资源禀赋和产业结构差异大,能源供需格局呈逆向分布,加之“三峡”、“西电”等大容量、远距离的跨区送电,已经形成电力资源跨省配置的格局,市场布局显然应突破省级行政区划。因此,我国电力市场建设的长期目标,应是“双边交易”的跨省区域市场(可简称“双边区域市场”)。

(二)初期过渡模式应以“单边交易”模式为主尽管“单边交易”模式与“双边交易”不能兼容,但只要“单边交易”的实践足够,随着经验的积累及其他相关改革的推进,也可顺利地改“单边交易”模式为“双边交易”模式。本世纪初英国成功地将“单边交易”改为“双边交易”,已为此在实践上提供了有力的佐证。因此,我国的电力批发市场的建设,应先易后难,稳步推进,不仅要有阶段性目标,还应有阶段性模式。目前各地普遍推行“直接交易”,以降电价为预期目标,在发电能力严重供大于求的背景下,短期内容易操作。而若以促进电源结构优化,提高系统效率为目标,则必须配套建立现货市场和“平衡机制”,否则不可持续。但如前所述,“双边交易”模式以市场成员履行合同为依托,对诚信、法治及配售侧改革配套的条件要求较高,以我国现有的制度基础,初期的可控性不容乐观。而“单边交易”模式这种市场组织者代售电商向发电商招标采购的方式,与现行调度体制较易衔接,市场范围、竞争强度均具有可控性。如再考虑到可再生能源发电政策尚未调整、电力的政府间合同及所谓的国家指令性计划未相应取消、配售侧改革(电网组织结构、用户电价交叉补贴)无法配套等如此多的限制条件,近期选择“单边交易”模式较为稳妥。上世纪90年代末,澳大利亚专家帮浙江设计的“全电量竞争、部分电量按市场价结算”单边现货市场模式,非常适用于当下的国情,“进可攻,退可守”,应该作为过渡阶段的主流模式之一。

(三)区域电力市场建设走“由点及面”的渐进之路我国幅员广阔且各地区网架结构、电源结构及负荷结构各异,加之无跨省政权支撑,多数地区先建省级市场可能是较为现实的选择。但也不应排斥构建跨省区域市场的努力。对于省级市场和区域市场的关系,应破除“非此即彼”思维模式。从国际经验看,被广为效仿的北欧电力市场,就不是北欧诸国同时行动的结果,而是先从挪威、瑞典开始,逐个国家扩展开来的。因此,我国的区域电力市场建设,也应走“由点及面”的渐进式发展之路。如在南方电网区域内,区域市场可先从广东做起,再逐步将广西、贵州、云南纳入,再后也可考虑接纳湖南和江西。在华北电网区域内,区域市场可先从京津唐电网覆盖区做起。其他如华中、西北区域,初期也可先建省级市场和基于省级市场的区域联合市场,待条件成熟后,再将省内交易统一到区域的交易平台。

(四)“西电东送电市场化”可作为“双边交易”模式的突破口目前,“西电东送”市场化的有利条件较多:一是改革需求强烈。“西电东送”中的经济纠纷及由此导致的资源错配问题由来已久,并随经济下行趋势而愈演愈烈,东、西两端都有“长治久安”的强烈诉求;二是体制基础好。国家发展改革委关于“西电东送”的政策口径早就确定为“自主协商”,加之广东的电网公司已一分为三,因而在交易主体条件方面,初步具备了“双边交易”模式的基础要件;三是技术约束小。“西电东送”多为直流专线输送,且一直有负荷曲线考核,“平衡机制”较易执行。因此,只要改变由东、西两端地方政府“越俎代庖”的交易体制,“西电东送”就可以“双边交易”模式实现市场化运行,并将对整个南网区域的电力市场构建产生巨大的“辐射效应”。

作者:刘树杰 杨娟 单位:国家发展和改革委员会市场与价格研究所

电力市场原理与电力市场化探讨

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