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广东电力市场|南方(以广东起步)电力现货市场2020年首次全月结算试运行方案分析(一)

北极星售电网  来源:走进电力市场  作者:荆朝霞  2020/7/27 8:28:14  我要投稿  

北极星售电网讯:【序】广东现货市场按月(2020年8月)连续试结算方案发布,相关中长期交易已经在有序进行。相关规则经过各方充分的研讨,考虑了各种风险,结合我国、广东当前大的政治、经济环境,相关部门、专家都花费了大量的心血,相信在正式试运行期间可以平稳的进行。为了帮助大家更好的理解相关规则,并使相关规则可以不断完善,这里分享我们对规则的一些看法、分析,欢迎大家批评、指正、讨论。

南方(以广东起步)电力现货市场2020年首次全月结算试运行方案分析(一)

(来源:微信公众号“走进电力市场” ID:PowerMarket 作者:朱继松 季天瑶 荆朝霞)

华南理工大学电力学院 广东 广州 510640

【摘要】本文对“南方(以广东起步)电力现货市场2020年首次全月结算试运行”的相关方案进行分析,主要包括:供需比的限制、中长期合同比例的限制、现货市场的组织、阻塞费及阻塞盈余的分摊/分享、高成本机组补贴方式等。从经济学角度分析了相关方案实施的原因及可能的结果,探讨其他可能的方案。指出,1)影响价差中长期合约和绝对价中长期价格差别的一个很大因素是对售电公司中长期合约量要求(95%)仅包括价差中长期合约,不包括绝对价中长期合约;2)无论是价差中长期合约还是绝对价中长期合约,本质上都受供需比的约束,进而影响市场均衡的价格;3)中长期合约量要求和供需比限制共同起到了发电侧政府授权合约的作用,避免电价在供大于求的情况下降低过多;4)实施“市场发用电量不平衡偏差电费”、“偏差收益转移机制”的根本原因是日前市场采用系统的负荷预测出清和确定结算电价,“偏差收益转移机制”的实施会限制需求侧响应的积极性从而影响市场红利的发挥,解决方法是尽快在日前市场出清中考虑售电侧的申报;5)当前的阻塞费/阻塞盈余分摊/分享方法考虑了各种阻塞相关的不平衡资金的处理,解决了资金不平衡的问题,但一些情况下可能造成相关风险扩大,应尽快对市场各方在市场中关于输电的权利和义务进行界定,从而制订更科学的阻塞费、阻塞盈余分摊/分享方法;6)高成本补贴方案暂时性的可以解决不同成本机组同台竞价的问题,但无法引导出最优的实时经济调度,需要尽快完善;7)用户侧的结算机制一定程度上起到了用户侧政府授权合约的作用,避免现货市场前后不同类型用户的利益变化太大。

【关键字】广东电力市场南方区域电力市场结算试运行规则分析2020年8月

1.引言

本轮电力市场改革自2015年9号文发布以来,已经在交易机构组建、输配电价格监审、中长期市场建设等方面取得了许多成效,在电力行业中将资源优化配置的方式逐渐从政府起主导作用变到以市场起主导作用。

目前电力市场改革的重点任务之一是现货市场建设,国家相关部门要求所有现货市场试点地区在2020年9月底前必须开展全月结算试运行,2021年转入正式运行。山东、四川、福建等地区都已经陆续开展了全月结算试运行。“南方(以广东起步)电力现货市场的全月结算试运行”原计划在3月进行,由于疫情原因推迟,改为8月进行。日前广东电力交易中心已经发布了详细的结算试运行的方案(《南方(以广东起步)电力现货市场2020年首次全月结算试运行方案》,简称《结算试运行方案》),相关中长期交易已经在进行中(部分交易品种已经完成)。

《结算试运行方案》相关规则的制订过程中,经过了市场主体各方充分的研讨,分析了各种可能的风险并分别提出了解决、应对方案,《结算试运行方案》密切结合我国、广东当前大的政治、经济环境,相关部门、专家都花费了大量的心血,相信在正式试运行期间可以平稳的进行。

但是,电力市场是一个非常复杂的体系,科学的市场方案需要考虑政治、经济、技术等多方面的约束和目标,各个子规则需要协调一致、互相配合,在试运行期间又要兼顾对未来规则的测试和试运行期间一些临时性问题的解决。相关方案需要不断完善、改进。

为了帮助大家更好的理解相关规则,并使相关规则可以不断完善,这里分享我们对《结算试运行方案》的一些看法、分析,欢迎大家批评、指正、讨论。

2.结算试运行方案关键问题分析

总体上,本次的《结算试运行方案》与2019年进行的试运行方案相比,相关规则没有大的、本质上的变化,总体上都是基于2018年发布的《广东电力市场基本规则》系列文件,但很多具体规则上进行了细化,完善。这里对一些关键问题进行分析和讨论。

2.1现货市场组织

根据《结算试运行方案》,现货市场交易的品种包括调频和电能量。为了简化分析,这里暂忽略调频市场相关报价、出清过程,主要分析电能量市场的组织。

以美国PJM为代表的集中式现货市场一般包括日前和实时两个市场。日前市场中,一般又包括“市场出清”和“可靠性机组组合”两大环节。不同市场中对这两个环节的叫法、时序安排不一样,但总体思路差别不大:“市场出清”考虑供给侧和需求侧双侧的报价,考虑市场的意愿,价格主要由市场主体的报价决定;“可靠性机组组合”基于供给侧报价和系统负荷预测出清,主要考虑系统安全要求,采用与“市场出清”不同的结算方法。可以这样考虑这两个环节:“市场出清”是一个完全市场化的环节,“可靠性机组组合”是市场运营机构ISO代表全体需求侧向供给侧购买的一项服务。ISO对市场的影响仅限于“可靠性机组组合”,这样,在保证系统安全可靠的情况下,尽量减少了ISO对市场的影响。

广东电力现货市场采用了一种简化的方式,相当于将两个步骤合二为一:日前市场中,1)发电侧申报量价曲线,用户侧申报需求量,调度机构进行负荷预测;2)基于发电侧报价和调度机构的负荷预测进行出清,确定发电侧的出清量和市场的出清价;3)发电侧按日前出清量结算,用户侧按申报需求量结算。

这种方法将导致两个问题:1)日前市场中,发电侧的总出清量和用户侧的总出清量不匹配。如果日前市场的价格和实时市场的价格不相同,将导致一部分不平衡资金。2)用户的总购电成本除了与自身总用电量、系统供需情况有关,一定程度上还与调度机构日前负荷预测的情况有关(相比实时高还是低),市场存在部分人员可能利用一些专有的、不对称的信息进行不正当获利的可能。

对于第一个问题,后果主要是将导致不平衡资金。2019年的结算试运行方案中,没有对该部分不平衡资金的分析和处理方法,在本次的《结算试运行方案》中,明确指出了这个问题,定义为“市场发用电量不平衡偏差电费”,并给出了相应的分摊/分享方案,考虑了资金的平衡需求和市场公平性。

对于第二个问题,通过“偏差收益转移机制”解决该问题,但这种方法在解决该问题的同时又带来了另外一个问题:可能会限制一些正当的、本应该鼓励的需求响应(对有响应能力的用户,本来可以利用不同时段的价差通过转移负荷降低电费,从而对系统起到削峰填谷的作用,但在这种机制下被认定为不合理的“偏差收益”,将其获利收回,进而降低了相关用户进行响应的积极性)。2019年的试运行方案中,“用户侧日前市场允许申报偏差比例”为100%,本次《结算试运行方案》中改为50%,这种参数设置下负面效应可能会更加突出。

2.2政府如何发挥作用

2.2.1概述

电力市场改革的目的是让市场在资源配置中起决定性的作用,但并不意味着政府不再发挥作用,政府需要的是改变发挥作用的方式,以便更好发挥作用。在电能量市场中,政府需要在“现货市场的实时价格反映实时供需变化”的情况下,保证年度平均电价相对稳定,各方利益变化平稳。经济学中,这种目标可以通过产权的分配来实现:产权的分配确定市场各方的基本权益的分配,然后通过允许自由的市场交易来促进资源的优化配置。

具体到电力市场中,就是:政府通过设计不同类型的政府授权合约和对合约量的要求来实现产权的分配、利益的初始分配,通过允许各种自由的交易(年度交易/月度交易/周交易/现货交易、发电权转让/用电权转让、价差合约/绝对价合约)来促进电力资源的优化配置。

具体到本次《结算试运行方案》,可能影响市场供需和各方利益的规则包括以下内容。

2.2.2中长期市场供需比

现货市场以前,从2017年到现在,中长期市场交易中一直有供需比的限制。供需比限制主要是针对参与市场的发电机组,市场运营机构根据政府或电力市场管委会确定的供需比参数(如1.2,1.5,2.0),结合发电机组的容量、能耗参数,计算各个发电机组在市场中的最大成交量。通过设置供需比,客观上可以起到避免过度竞争,避免价格降低过多的问题。

比如,市场中公有16台机组,分为C、G两类,每类各8台机组。C类机组单机容量为800MW,成本从215¥/MWh开始依次增加15¥/MWh(各机组成本依次为:215、230、245、260、275、300、325、350,单位均为¥/MWh),G类机组单机容量为200MW,成本从520¥/MWh开始依次增加20¥/MWh(各机组成本依次为:520、540、560、580、600、620、640、660,单位均为¥/MWh)。总市场需求是5000MW,年度合约电量4000MW( C/G类机组每台机组分别签400MW/100MW),月度的需求空间是1000MW。

如果不设供需比,不考虑发电侧的合谋,假设发电机组按成本报价,不限制发电之间的发电权转让,则市场出清价应为325¥/MWh(第7台机组为边际机组)。如果限制供需比为1.2,月度可参与竞争的容量为1200MW,C/G类机组每台机组的最大利用功率为120MW/30MW,考虑年度合约,总最大利用功率为520MW/130MW,则市场出清价应为640¥/MWh(第15台机组为边际机组:5000=8*520+6*130+60)。

实际的供需比计算中,还需要考虑机组的煤耗等参数,每台机组的最大利用率并不一样。这里简化了分析,但并不影响结果。

总的来说,通过设置供需比的,限制每台机组在市场中申报/成交的容量,进而实现限制竞争,避免出清价大幅下降的结果。

根据《结算试运行方案》,价差中长期和同和绝对价的中长期合同交易中,发电侧在市场中的申报/成交量都受到根据上述供需比计算出来的机组最大利用功率(或利用小时数)的限制。但现货市场交易中,没有上述限制。

2.2.3中长期合约比例

上述设置供需比的方法,在现货市场以前起到了预期的作用:稳定了市场的价格。基本原理如下:用户总用电量与中长期交易总额(包括年度交易、月度交易等各种中长期交易)的差需要按偏差考核机制结算,由于对偏差量都是惩罚性的结算价格,用户侧在中长期签订的合同量一般与实际的用电量差别不大。由于在中长期交易中限制了每台机组的最大交易额(利用小时数,或前面所说的“最大利用功率”),发电之间的竞争受到限制,价格受到控制。

但现货市场后,如果没有其他的限制性措施,现货市场价格,甚至中长期市场价格都将发生很大的变化。具体分析如下:

1)现货市场后,中长期市场下的偏差考核机制实际上被废除,实际用电量与中长期电量的差按现货市场价格结算,即现货市场结算机制代替了偏差考核机制。

2)由于现货市场是全电量出清,不对每台机组的出清量进行限制,也就是说不对现货市场的供需比进行限制,正常情况下在供大于求的情况下,现货市场价格会接近发电短期边际成本,价格会大大降低。

3)用户侧市场主体如果预期到这种价格情况(价格将大幅降低),则在中长期市场中将会压低价格,或者尽量减少在中长期市场中的成交量(如果中长期的电价高于预期的现货市场价格,则不进行中长期交易)。最终中长期市场的价格也将趋近现货市场的预期价格。

4)中长期市场中的供需比将不再起作用:只要发电申报的价格高于预期的现货市场价格,没有需求侧市场主体愿意与其成交。不对需求侧在中长期市场的总需求量进行限制的情况下,中长期市场的供需比将起不到作用。

当前我国包括广东在内的大多数现货市场试点地区,电力市场中尚没有建立完善的发电容量成本回收机制,对现货市场最高价格的管制也比较严格。在当前总体供大于求的供需情况下,在没有其他限制性措施的情况下,中长期市场的价格和成交量都将大幅下降,发电企业的容量成本无法全部回收,大量的发电企业将出现经营困难的情况。

发改委在2020年初印发了《关于做好2020年电力中长期合同签订工作的通知》(发改运行〔2019〕1982号,以下简称《通知》)。《通知》中对2020年电力中长期合同的量、价、曲线都做了具体的规定,其中在量方面,要求“起步阶段,应采取有效措施保证市场主体电力中长期合同电量不低于上一年用电量95%或近三年的平均用电量,签约达不到要求的不能成为现货市场交易主体。”基于该《通知》,在广东本次的《结算试运行方案》中,明确规定“用户侧主体价差中长期成交电量不小于实际用电量95%,但允许负偏差(5%)范围内的偏差电量不进行考核”。这一规定,实际保证了中长期市场的需求量:至少90%。但是,即使有了这个规定,如果不对发电侧的供给量做限制,中长期市场的价格仍然会大幅下降。在1)“中长期市场供需比限制”(主要限制发电侧供给)与2)“中长期合约比例限制”(主要保证需求侧需求)两个规则共同作用下,保证了中长期价格不会有大的波动。

但是,以下因素会导致在同样的供需比参数设置下,现货市场下中长期交易中的实际供需比会现货市场前更大,从而导致中长期市场的价格会更低:现货市场下,免考核的偏差范围变大(相当于从4%变为了10%),从而相当于降低了中长期市场中的最小需求量,增大了实际的供需比,加大了竞争,将造成出清价的降低。从本月集中竞价的结果也可以看到这一现象:供需比仍为1.2,但月度集中竞价的出清价为-130厘/千瓦时,远低于之前月份的价格。

从上面分析看,在“中长期市场供需比限制”与“中长期合约比例限制”两个规则的共同作用下,可以联合起到现货市场前供需比限制的作用,但在同样的供需比参数下,由于实际供需比不一样,市场出清价格也会不一样。换句话说,如果要控制同样的价格,供需比的设置需要不同。

2.2.4机理分析

从上面分析看到,“中长期市场供需比限制”与“中长期合约比例限制”两个规则在现货市场下起到了稳定市场整体价格的作用。由于在现货市场全电量出清的现货市场模式下中长期合约本质上为一种金融合约,而且“中长期合约比例限制”是按月进行考核,只要对现货市场的出清量、出清价不做额外的干涉,这两个规则并不会影响现货市场的价格,也不会影响现货市场优化资源配置的效果:在中长期合约市场获得电量的高成本机组,可以在现货市场将其转让给低成本的机组,现货市场可以认为是一个实时的发电权转让市场。也就是说,在不影响市场效率的情况下,可以实现市场平稳发展、避免现货市场价格波动风险等目标。政府和市场分别发挥了各自的作用,同时实现了公平和效率的目标。

请注意,在现货市场前,这两个目标是无法同时实现的,主要由于:现货市场前的中长期合约是完全的物理合约,未完成的需要按照比较严格的标准进行考核。

“中长期市场供需比限制”与“中长期合约比例限制”两个规则实际上起到了拍卖型的政府授权合约的作用:规定政府授权合约的比例(95%),限制每个发电主体获得政府授权合约的数量(通过设置供需比实现),在此基础上发电企业通过拍卖(各种中长期交易市场)的方法获得合约。在当前的供需情况下,发电侧的政府授权合约主要起到保护发电企业,避免电价大幅降低的作用。

未完待续

原标题:广东电力市场|南方(以广东起步)电力现货市场2020年首次全月结算试运行方案分析(一)

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