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广东现货市场|计划发电和非市场用户结算造成的市场盈亏

北极星售电网  来源:走进电力市场  作者:荆朝霞 谢文锦  2019/6/19 8:51:19  我要投稿  
所属频道: 售电服务   关键词: 现货市场 市场交易 广东

北极星售电网讯:【内容提要】

学了现货市场节点定价基本理论的都知道,节点电价体系下会产生阻塞盈余。这个盈余是正的,一般分配给输电权的所有者。广东现货市场规则中,规定将阻塞盈余按邮票法分配给所有市场用户。5月15日和16日最终结算出来以后,结果出乎意料:阻塞盈余是负的!用户为此额外进行了支付,导致许多用户本来按市场价结算是有盈利的,结果考虑分摊这个负的盈余后产生了亏损。为什么会有这个负的阻塞盈余?本文从计划发电、非市场用户结算出发分析其原因,并提出解决的方案。

一、计划与市场解耦机制

1、现货市场前的机制

广东电力市场中,为了解决计划与市场并轨存在的情况,提出了“计划与市场解耦”的机制。主要思路如下

1)发电机组保留一部分基数电量(即计划电量),由电网按照政府核定的上网电价购买。

2)未进入市场的非市场用户按照政府核定的目录电价从电网公司购电。

3)每个结算周期(每月),所有发电机组的总基数电量(包括西电,为了简化分析,本文忽略西电的影响)严格等于所有非市场用户的用电量。实际执行中,实现根据负荷预测进行预分配,事后根据计量情况按比例进行调整。

如果用户的用电结构不变(不同电价类型用户的用电量比例),发电侧的发电结构(不同上网电价的机组的发电比例)也不变,则平均非市场用户购电价格与平均基数电量上网电价的差为固定值,等于政府核定的输配电价,电网获得的价差收益是固定值,等于政府核定的输配电准许收益。但如果用电结构和发电结构变化,价差将发生变化,电网的收益也会发生变化,可能变大,也可能变小。详细的分析可参见之前的公众号文章(走进电力市场:我国当前市场模式下电力市场化交易发展对电网公司收益的影响,2018.1.23)。

由于基数发电和非市场用电的结构一般比较稳定,平均上网电价和平均目录电价的价差也比较稳定,进而电网的输配电收益也比较稳定。现货市场以前,如果这个收益变化,盈亏由电网承担。由于规定了电网收取固定的输配电费,实际中可以,或者说应该在下个监管周期通过输配电价的调整解决这个盈亏。

2、现货市场下的机制

广东现货市场规则中,考虑了基数发电、非市场用户结算可能造成的盈亏,并规定相关盈亏由所有市场用户承担。具体请参考《广东电力市场结算实施细则(征求意见稿)》12.8 节‘年度基数合约电量偏差电费’:每年安排各类机组年度基数合约电量时,其平均购电价不高于政府输配电价核定时的平均购电单价。当年度基数合约电量的平均购电单价偏离输配电价核定水平时,产生的偏差以月度为周期由市场化用户来分摊。

广东现货市场是全电量竞价的市场。现货市场下,基数合约变为一种政府(电网代理)与电厂签订的金融的差价合约。非市场用户按照固定的目录电价购电,也可以认为是在现货市场价格的基础上与政府(电网代理)签订了一个差价合约。为方面分析,将代理政府与电厂、用户签订购售电合约的机构称为代理机构(当前为电网公司)。另外代理机构需要按政府核定的输配电价支付输配电费给电网公司。

二、现货市场下计划与市场交易的结算

差价合约的三要素为:合约价、基准价、合约量。结算机制如下:

【1】差价合约结算 = (合约价-基准价)* 合约量

差价合约的详细介绍可以参考(电网技术:骆子雅,季天瑶,荆朝霞,何爱民.电力差价合约机制设计与应用[J/OL].电网技术:1-9[2019-06-18].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.0538.)。下面对现货市场下,考虑基数发电合约及非市场用户目录电价购电合约下各市场主体的结算。

1、电厂的基数发电合约结算

对电厂的基数发电合约,合约价为上网电价,合约量为基数电量,基准价为机组所在节点的日前市场出清价(称为基准价1),因此电厂的合约收益为

【2】电厂差价合约收益 = (上网电价-基准价1)* 基数电量

现货市场中,电厂所发的基数电量可以在现货市场以所在节点(M)的日前市场出清价售出。

【3】电厂现货市场收益 = 基准价1 * 基数电量

综合起来,电厂的基数电量的总收益为:

【4】电厂基数电量收益=差价合约收益+现货市场收益=上网电价*基数电量

可以看到,在基数电量合约下,无论电厂所在节点的日前市场价格如何变化,可以保证电厂所发的基数电量的综合电价恒定为政府核定的上网电价。

2、用户目录电价差价合约

现货市场下,对非市场用户,无论现货市场的电价如何变化,都恒定按照政府核定的目录电价结算。这相当于电网代理政府与用户签订了一个差价合约。差价合约的合约价为目录电价,基准价为用户结算点电价(称为基准价2),合约量为非市场用户的实际用电量。

【5】非市场用户差价合约收益=(基准价2-目录电价)*非市场用户实际用电量

【6】非市场用户现货市场购电费=用户结算点电价*非市场用户实际用电量

【7】非市场用户总费用=现货市场购电费-差价合约收益=目录电价*非市场用户实际用电量

可以认为非市场用户在现货市场买电,然后获得差价合约收益,综合购电单价恒定为目录电价。

3、代理机构差价合约收益

现货市场下,可以认为代理机构有三个合约:对电厂的基数电量购电合约、对非市场用户的售电合约、对电网公司的输配电费合约。

对差价合约来说,当合约价与基准价不相同时,合约双方需要按照约定的公式进行支付,【2】和【5】分别是差价合约下电厂、非市场用户的收益。代理机构的收益与其正好相反。

【8】代理机构基数电量差价合约收益 = (基准价1-上网电价)* 基数电量

【9】代理机构非市场用户差价合约收益=(目录电价-基准价2)*非市场用户实际用电量

【10】代理机构总差价合约收益=代理机构基数电量差价合约收益+代理机构非市场用户差价合约收益

根据广东现货市场的设计,总的基数电量永远等于总的非市场用户用电量。【10】式中,令:基数电量=非市场用户实际用电量,则有

【11】代理机构总差价合约收益=(目录电价-上网电价)*基数电量+(基准价1-基准价2)*基数电量

考虑代理机构需要按(目录电价-上网电价)支付输配电费给电网公司,代理机构的盈亏为

【12】代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

如果基准价1对应的节点与基准价2对应的节点相同,即基数发电节点与非市场用户用电节点相同,则基准价1=基准价2,则代理机构的总盈亏为零。即【13】所示。

【13】(计划发电与用电节点相同):代理机构合约总盈亏=0

也就是说,当基数发电与非市场用电位于相同的节点时,由于两个差价合约(与电厂的差价合约及与非市场用户的差价合约)的基准价相同,两个合约可以完全对冲,总的收益是固定的,单价等于核定的输配电价。

但是,当基数发电与非市场用电位于不同的节点时,由于两个差价合约(与电厂的差价合约及与非市场用户的差价合约)的基准价可能不同,两个合约无法完全对冲,代理机构总的收益也不再固定,总的收益为【14】式所示,扣除固定的应该支付给电网公司的输配电费,代理机构盈亏为

【14】(计划发电与用电节点不同):代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

现货市场中,如果系统没有发生阻塞,则所有节点的电价相同,基准价1=基准价2,代理机构总盈亏为零。

【15】(计划发电与用电节点不同,无阻塞):代理机构合约总盈亏=0

现货市场中,如果系统发生阻塞,则不同节点的电价不同,基准价1≠基准价2,代理机构总盈亏为

【16】(计划发电与用电节点不同,阻塞):代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

当基准价1>基准价2,代理机构总盈亏为正,当基准价1<基准价2,代理机构总盈亏为负。

4、现货市场结算

1)市场总阻塞盈余

现货市场中,所有发电和用户按所在节点的电价结算。当系统发生阻塞时,会产生阻塞盈余。假设仅有一条线路阻塞,则阻塞盈余为

【17】市场总阻塞盈余=阻塞价格*阻塞线路传输容量=(阻塞线路末端电价-阻塞线路首段电价)*阻塞线路传输容量

现货市场中,对每条线路,电总是从低电价节点流向高电价节点,因此市场总的阻塞盈余总是正的。

2)代理机构现货市场收益——输电权收益

如果基数电量对应的发电机组所在的节点M与非市场用户所在的节点N不是同一个节点,相当于给了代理机构从节点M买电卖给节点N的输电的权利。现货市场中,拥有输电权的市场主体可以获得相应阻塞盈余。因此,相当于代理机构在现货市场中可以获得输电权对应的阻塞盈余。输电权的价格为基准价1与基准价2的差价,输电权的数量等于从M节点传送给N节点的数量

【18】代理机构现货市场收益=代理机构输电权收益=(基准价2-基准价1)*计划电从M到N的输电量

3)现货市场阻塞盈余净盈亏

现货市场中,一方面按节点电价结算得到了市场总阻塞盈余,另一方面需要支付输电权收益给代理机构。当前没有分配输电权给其他市场主体。因此,现货市场中阻塞盈余的净盈亏可以用【19】计算。

【19】现货市场阻塞盈余净盈亏=市场总阻塞盈余-代理机构输电权收益=(基准价2-基准价1)*(阻塞线路传输容量-计划电从M到N的输电量)

从【19】看到,如果(阻塞线路传输容量-计划电从M到N的输电量)>0,则阻塞净盈余为正,否则为负。

如果阻塞盈余为负,说明计划电占用的输电容量超过了线路的实际传输容量。根据输电权的相关理论,给市场成员分配的输电权数量大于实际的输电量,则阻塞盈余账号会发生亏空的现象。因此,国外电力市场中在进行输电权分配时,需要进行同时可行性测试,以保证阻塞盈余账号非负。

4)市场化发用电的市场盈余分摊

现货市场中,所有发电和负荷按所在节点的电价结算。另外,按照《广东电力市场结算实施细则》,市场用户需要分摊市场盈余。

《广东电力市场结算实施细则》12.6节市场盈余:“市场盈余等于日前和实时市场用户支付能量电费与 B 类机组对应市场化交易电量所收取的能量电费之间的差额,具体构成包括阻塞盈余、特殊机组补偿多支出的电能量成本等,相关差额纳入平衡资金”。

《广东电力市场结算实施细则》12.10.6节):“在输电权市场启动前,市场电费盈余(特殊机组补偿费用除外)按用电量比例返还市场用户。”

忽略特殊机组补偿,忽略实时市场,市场盈余就等于日前市场所有市场发电与市场负荷的结算总盈亏。通过前面的分析可以知道,这个值就是【19】计算的现货市场阻塞净盈亏,需要分摊给所有市场用户。

【20】市场化用户市场盈余分摊电价=现货市场阻塞盈余净盈亏/市场用电量

5、代理机构总收益

前面的公式【13】、【15】、【16】给出了代理机构在不同情况下的合约总收益(综合考虑与电厂、用户及电网的结算)

【13】(计划发电与用电节点相同):代理机构合约总盈亏=0

【15】(计划发电与用电节点不同,无阻塞):代理机构合约总盈亏=0

【16】(计划发电与用电节点不同,阻塞):代理机构合约总盈亏=(基准价1-基准价2)*基数电量

代理机构在现货市场的输电权收益为【18】

【18】代理机构现货市场收益=代理机构输电权收益=(基准价2-基准价1)*计划电从M到N的输电量

实际上,计划发电与用电节点不同情况下的基数电量,也就是公式【18】中计划电从M到N的输电量。因此可以得到

【21】代理机构总收益=代理机构合约总收益+代理机构现货市场收益≡0

也就是说,综合考虑代理机构在合约市场的收益和在现货市场的收益,其总收益恒等于零:当基准价1小于基准2时,代理机构在差价合约市场亏损,但在现货市场的输电权获得收益;反之,当基准价1大于基准2时,代理机构在差价合约市场盈利,但在现货市场的输电权收益为负。因此,代理机构在两个市场的总收益恒定为零。

6、市场整体分析

代理机构是一个虚拟的机构,在交易中应该保持收支平衡,其盈亏应该放入平衡账户。根据广东目前的结算规则,代理机构在现货市场获得了收益(输电权收益,根据基数发电和非市场用户的位置可能为正,也可能为负)。但对代理机构在合约市场的收益没有进行结算。在现货市场前,由于全网只有一个计算点,代理机构与电厂签订的基数发电合约及与非市场用户签订的合约的基准价相同,完全可以对冲,也就是说,在合约市场的总收益恒定为0。但在现货市场后,如果基数发电与非市场用户不在同一个节点,意味着其差价合约中的基准价不一致,这两个合约不能完全对冲,将造成一定的盈亏。这个盈亏也应该由全体市场承担。

广东当前的市场规则中,现货市场的结算考虑了所有的因素,也就是说考虑了代理机构在现货市场的盈亏结算。但对其在合约市场的盈亏没有结算,因此造成结算的一些问题。下面以一个具体的例子进行进一步的说明。

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