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认识要清楚!没有完美的电力市场设计可以照搬

北极星售电网  来源:中国能源报  作者:陈皓勇  2018/2/12 9:04:04  我要投稿  
所属频道: 电力交易   关键词: 电力市场 电力交易 电力系统

北极星售电网讯:电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业,不仅关系到国家经济安全的战略问题,也与人们的日常生活、社会稳定密切相关,因此电力市场改革必须慎之又慎。市场化后的电力系统成为复杂的“工程——经济”耦合系统,也是目前世界上规模最庞大、因素最复杂、资金和技术最密集的人造工业系统计。

作为一种行业经济体制,电力市场的模式和交易机制与各国的政治经济制度、法律环境、文化背景、工业发展水平等密切相关,不存在一成不变的所谓“普世真理”。近年来,国外电力市场的问题纷纷浮出水面,也印证了这一点:

近期美国能源部与各大区域电力市场运营商ISO/RTO就电力市场价格形成机制等问题发生激烈争论。2017年9月28日美国能源部长R. Perry(里克˙佩里)给联邦能源管理委员会(FERC)的信中提到,美国电力市场的短期市场可能无法提供充分的价格信号,以确保合理的长期容量投资。

此外,当前的批发市场价格形成机制也受到质疑,甚至被认为已威胁到美国电网安全和国家安全。里克˙佩里敦促FERC立即采取行动,确保不同类型发电厂的可靠性和弹性得到充分估价,并制定新的市场规则实现这一紧迫目标。

美国能源部给FERC的通知(Grid Resilience Pricing Rule, Docket No. RM17-3-000)则对煤电、核电过早退役给电网弹性带来的威胁等问题进行了进一步阐述,并提到现有的容量市场不能确保足够可靠的电力供应。

此前美国能源部报告重点研究了当前电力批发市场的问题及其与电网可靠性/弹性的关系,建议FERC应加快与联邦、RTO / ISO和其他利益相关方的合作,改革集中组织的电力批发市场的价格形成机制。报告明确了几个亟需研究的课题,特别是市场结构和公平合理的定价机制,以确保电网安全性和经济性的实现。

作为对里克˙佩里部长要求的回应,2017年10月4日,联邦能源管理委员会发出电网可靠性和弹性定价的文件(Grid Reliability and Resilience Pricing, Docket No. RM18-1-000)征求各方意见。由于认为能源部理由不充分,2018年1月8日,联邦能源管理委员会暂停市场规则的修改并启动一项新的对各大RTO/ISO所运营区域的大电网弹性进行评估的行动。R. Perry部长当日即在美国能源部官网上(https://www.energy.gov)作出回应:“我感谢联邦能源管理委员会所作的考虑和努力,以进一步评估使我们的电网的长期弹性面临风险的市场扭曲。按照原先的意图,我的提案启动了关于电力系统弹性的全国性辩论。但毫无疑问的是,多样化的燃料供应,特别是现场燃料供应能力,在为美国人提供可靠、有弹性和价格可承受的电力方面发挥着至关重要的作用,特别是在我们现在看到的与天气有关的紧张时期。我期待继续与联邦能源管理委员会委员们合作,以确保电网的健全。”

欧盟在2016年12月公布的新电力市场设计方案中尖锐指出:“当今能源市场规则是为了满足过去火力发电为主和没有需求侧响应的能源系统而设计的。”由于光伏、风电低边际成本的特点,将火力发电在以边际成本为基础的现货竞价交易中挤出,使市场出清价格降低,甚至出现负值,导致火力发电难以生存。

而同时,光伏和风电的不可预测性、波动性,给电力系统的安全可靠性和灵活性带来了挑战。在2012年11月到2013年2月欧盟针对电力市场问题的调查中,被调查者一致认为,确保市场更健康地运行和市场进一步融合对于电力安全供给十分关键,对现有市场设计是否能够充分吸引投资以保障发电容量充裕度则观点各异。相当多观点认为,可再生能源的补贴机制、优先发电和电力平衡责任缺失扭曲了市场。

澳大利亚电力市场现货价格剧烈波动,而且只要有机组跳闸,现货价格就猛涨,用户需要为机组跳闸买单。2016年9月28日,台风和暴雨等极端天气袭击了新能源发电占比高达48.36%的澳大利亚南部地区电网,最终导致全南澳大利亚州大停电,50小时后才全部恢复供电。这是世界上第一次由极端天气诱发新能源大规模脱网导致的电网大停电事故。

在澳大利亚国家电力市场中,发电机组需在现货市场竞价以满足实时负荷需求,并舍弃出清后剩余的发电机组,因此报价越低的发电厂中标几率越大。电力市场环境下报价低的风电侵占报价高的燃气机组发电空间、大规模安装光伏自发电系统导致用电负荷减少、天然气市场波动及输送管道地缘格局不利等因素导致南澳电网燃煤机组及燃气机组大量退出运行。随着燃煤燃气机组数量减少,南澳电网系统转动惯量逐年减少。“9.28”事故当日南澳系统惯量呈现历史最低,频率振荡时间最短、切机容量最大,是导致大停电事故的重要原因。

美、欧、澳的电力市场问题有一些共同点:

① 电力系统的安全稳定运行需要保持多样化的发电机组类型,当前电力市场设计虽然对新能源有利,但对传统电源冲击过大,无法确保电力系统的长期可靠性与弹性;

② 电力市场需要对灵活性资源合理定价,才能保障可再生能源的消纳,但当前电力市场设计无法对灵活性资源提供合理的经济激励。因此,欧美在20多年的电力市场运营经验基础上,进行了各种各样的更新和尝试。

总之,世界上并没有一个完美的电力市场设计方案,各国电力市场仍都在不断实践中逐步修改和完善。因此别国市场模式虽可借鉴但无法照搬,而经济学教科书上的理论也难以直接应用于实际市场设计。这些问题在理论与实践上都是我国电力市场设计亟需解决的重大挑战。

(作者系华南理工大学电力经济与电力市场研究所所长)

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