深度文章 | 欧洲跨国电力市场的输电机制与耦合方式

2 欧洲跨国电力市场的输电机制

2.1 跨国输电容量分配机制

跨国输电容量的分配机制是保障跨国市场竞争公平、提升市场运行效率、促进资源优化配置的关键内在机制。随着欧洲跨国电力市场的建设进程，其输电容量分配方式先后经历了“先到先得（first come,first serve）”、“显式拍卖（explicit auctions）”、“隐式拍卖（implicit allocation）”3个阶段。

在市场建设初期，采用“先到先得”的机制。“先到先得”是指TSO根据固定价格表出售容量合同，按照市场申报时序依次出清输电容量的交易机制。该机制的优点是交易明确、操作简单，在市场建设初期适用性强，但随着市场耦合范围逐步扩大，该机制无法激发和反映输电资源的市场价值，还可能导致市场主体“囤积”容量，引发新的市场问题，因此逐步被“显式拍卖”所取代。

在市场建设中期，采用“显式拍卖”的机制。“显式拍卖”单独对跨国输电容量进行拍卖，按照市场报价由高到低排序，并以边际电价出清[11]。“显式拍卖”由输电容量交易机构JAO（joint allocation office）组织，可在年、季、月、日前、日内等不同时序进行拍卖，交易方式灵活，相较于“先到先得”，“显式拍卖”更能体现输电容量的市场价值。但是“显式拍卖”将能量交易与输电容量交易人为割裂，一是可能出现购买容量与实际传输容量需求不匹配或是购买容量方向与实际潮流方向相反的情况，导致交易无法准确执行；二是割裂的交易机制所形成的价格信号，无法及时传递给能量市场并反馈修正。因此，随着跨国市场的耦合，“显式拍卖”更多被应用于中长期市场，在日前及日内耦合市场中只有部分地区（瑞士边境和爱尔兰互联地区）由于尚未实现耦合，依然采取“显式拍卖”机制。

随着市场建设逐渐成熟，当前主要采用了“隐式拍卖”的机制。“隐式拍卖”将跨国输电通道容量与跨国能量交易进行统一优化出清。在“隐式拍卖”中，各国TSO只需提交跨国通道的可用输电容量，交易中心依据市场成员的报价与物理参数、电网运行状态等，以社会福利最大化为目标进行优化出清，同时确定了跨国输电容量的分配结果。该机制的优点在于将能量交易与输电容量交易同时优化出清，自动为跨国能量交易匹配了相应的输电容量，最大程度实现了输电资源的有效配置，规避了潮流方向相悖等问题，同时出清价格是输电容量和能量的双重市场价值体现，为其他市场交易提供了更为准确的价格信号[12]。目前支撑隐式拍卖的模型有基于价格耦合的ATC（available transmission capacity）模型和基于潮流耦合的FB（flow based）模型，前者将各国电网简化为等值交易模型，不考虑交流线路之间发电功率的耦合关系，可以支持较大数量交易单元的耦合交易；后者则是将实际的电网拓扑模型同步到市场运营机构，相比较FB采用的是准确的网络模型和电厂运行参数，可实现更精准的资源优化配置。

需要注意的是“隐式拍卖”的执行需要输电网的物理联接与交易耦合计算技术的支持，若由于某些特殊原因导致部分国家脱离统一市场，则“隐式拍卖”继续转为“显式拍卖”，由JAO组织跨国输电容量的分配。

2.2 输电成本回收机制

跨国输电通道的建设及运行成本尚未有“标准”的输电成本回收机制。为保障各国市场主体无差别的参与耦合市场，最大程度实现资源的优化配置，欧洲跨国市场将输电成本回收分为两类：一是核算输电成本，通过容量电费的方式将成本分摊至市场主体，跨国交易间不再收取输电费或交易输电权；二是市场依据输电容量的分配方式回收输电成本。

2.2.1 基于输电容量分配机制的输电成本回收

在“先到先得”的输电机制中，各国TSO按照固定价格收取相应输电成本。例如在日内耦合市场中，市场将按照交易对成交顺序依次分配输电容量，此时市场主体将支付相应输电费给TSO。

在“显式拍卖”的输电机制中，各国TSO依据输电权拍卖的交易回收相应输电成本。市场主体若想与欧洲范围内其他国家进行双边或多边交易，则需要通过“显式拍卖”购买相应通道的输电权；若市场主体想直接参与欧洲日前耦合市场，则无需支付输电费，但需要承担市场不中标及阻塞价格的风险。

在“隐式拍卖”的输电机制中，市场不设置输电费。各国TSO输电成本的回收有两种方式：一是通过阻塞盈余回收，由于区域价格差异引起的阻塞盈余，在“隐式拍卖”中由拥有输电容量的TSO直接收取，或按照各国TSO对输电通道的占有比例收取；二是获取参与跨境交易所引起的输电损耗补偿，该补偿依据各国TSO参与跨国交易产生的额外损耗给予，属于输电成本补偿ITC（inter-tso compensation for transit）机制的一部分。

2.2.2 ITC机制

ITC机制是由欧洲跨国市场在互联TSO之间建立的跨境补偿协议，包括TSO基建成本补偿及输电损耗补偿两部分。

如图2所示，ITC机制的收入来自各国依据跨境交易电量占比缴纳的费用，以及未参与ITC协议的第三国所支付的系统输电费[13]，用以补偿所有国家TSO输电损耗成本，以及ITC协议国的输电基建成本。

图2 ITC补偿机制的收入与支出

Fig.2 Income and expenses of the ITC compensation mechanism

1）ITC机制的收入。

构成TSO间补偿机制的基础是ITC基金，主要来源于两个方面：一是每个ITC协议国向ITC基金缴费，缴费金额基于其跨境净交易量占所有ITC协议国跨境净交易总量的份额计算；二是未签订ITC协议的第三方国家向ITC基金缴纳输电系统使用费，使用费基于其计划跨境交易电量计算。其中，第三方国家的输电费通常以年度双边合同确定跨境交易量，因此输电价格每年由ENTSO-E计算并批准，2019年周边国家/地区的输电价格为0.7€/MWh[14]。

2）基建成本补偿。

虽然ITC规定跨国输电服务的相关电网设备成本采用远期长期平均增量法（forward-looking long-run average incremental cost）来核定，但各国并没有达成共识，所以ENTSO-E暂时规定基建成本补偿金为1亿欧元。依据各国跨境交易情况对ITC协议国TSO进行分配。具体分配方式为：

式中：ki表示i国的基建成本补偿费比例；Ti表示i国的跨境净输电流量，由i国跨境进口输电量INi、出口输电量IOi的最小值确定；Li表示i国的用电负荷，是指由跨国输电系统相连接的配电系统及终端用户用电负荷；F表示年度跨境输电基础设施补偿金1亿欧元；Ci表示i国的基建成本补偿费。

3）输电损耗补偿。

ITC基金减去基建成本费用即为输电损耗补偿总费用，由输电协会TSO-E计算对比各国TSO有、无跨境交易时的系统损耗，按照各国损耗占比来分配。举例来讲，区域A向区域B购买电力LBA，实际功率由区域B经过区域C、D到达区域A，如图3所示，此时区域C及区域D由于区域A、B之间的跨境交易，可能导致自身输电网络阻塞。对比无跨境交易的网损情况，区域C、区域D内TSO将得到相应输电损耗的补偿。

图3 跨境交易实际功率方向

Fig.3 Actual power direction of cross-border transactions

据TSO-E发布的输电损耗核算报告，2018年ITC基金总额为2.565亿欧元，输电损耗成本为1.565亿欧元，补偿了欧洲35个国家共计3.9 TWh的输电损耗。综合各国TSO在ITC基金中支付、补偿的费用，瑞士得到的ITC补偿最多，共获得2075.2万欧元的净收益；意大利支出的补偿最多，支付了2584.9万欧元[15]。