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深度丨欧洲统一电力市场概况及对我国的启示

北极星售电网  来源:国家电网报  作者:耿建 周滢垭 阿诺德˙魏斯  2018/8/14 9:02:23  我要投稿  

北极星售电网讯:我国电源资源分布广泛,但发用电分布不均衡,具有大范围资源优化配置的必要和潜力。市场环境下如何优化配置电力资源?欧洲统一电力市场的发展为我国的电力改革提供了可借鉴的案例。

2008年,法国与德国合资成立了欧洲电力现货交易所,该交易所目前是欧洲最大的电力现货交易所之一,它隶属于欧洲能源及大宗商品交易中心(EEX集团),运营法国、德国、奥地利和瑞士等八个国家的电力现货市场,其交易量约占欧洲总能源消耗的三分之一以上,并为东欧四国提供市场建设和代运营服务。2017年欧洲电力现货交易所交易电量达到5350亿千瓦时,相当于欧洲用电量最大的国家——德国全年的用电量,其中4640亿千瓦时来自日前市场,710亿千瓦时来自日内市场。目前有280多家市场成员在欧洲电力交易所上进行电力现货交易。

在欧洲,存在着广泛认同的电力市场设计和组织原则。首先,这个市场交易必须是匿名的,由此营造一个公平的竞争环境。例如一个交易主体在市场上成交一个单子,他只知道自己成交了一单,但不知道到底跟谁成交的。其次,市场对交易进行担保。市场上成交了的每一单都不用担心对手方违约,因为对手方就是交易所,交易所为所有交易进行了金融担保,如果一方违约了,交易所会对市场主体进行惩罚。

区域和节点:欧洲竞价分区的原则

目前欧洲的竞价分区主要与国界相同,但也有特例。北欧和意大利就被划分成多个竞价区,而德国、奥地利、卢森堡却合成了一个大区。分区的划分考虑两方面因素:一方面是政治考虑,一个国家有统一的电价在某种程度上减轻了政府管理的工作量。此外,定义竞价分区更多是经济上的考虑,分区越大,市场流动性越大、市场力越小、能优化出的社会福利越大。但大的分区也带来基础设施成本的增加和遇到阻塞时再调度成本的增加。因此分区大和小之间有一个最优平衡。欧盟会对竞价分区通过20多个具体指标来进行有评估和重新划分。如果有个区阻塞有时严重有时不严重,就通过分区分裂来尽力达到无阻塞时大分区追求流动性,有阻塞时分裂成下一级更小的分区。

欧洲的输电网运营商也做过尝试,把分区分到非常小,甚至到节点,但最后仿真结果并不理想。如果整个欧洲用节点价格的话,一方面不同地区电价差异会非常大,另一方面总的社会福利也没有增加。

日前和日内:不同的目的不同的设计

欧洲电力现货交易所的市场设计有很大包容性,已经被欧洲大部分国家所接受。从时间角度看,欧洲电力现货市场可以分成日前市场和日内市场。日前市场追求的是达到最大的流动性,要涵盖整个市场最大的信息量,因此是一次性的竞价市场,每日正午竞价,全年无休,能够交易细分到每个小时的产品,日前市场的竞价出清价格是大部分电力金融衍生品的对标指数。日内市场是为了给市场主体最后一个机会来纠正日前与日内预测的偏差,因此交易量比较少,且需要关闸时间离发/用电时间越近越好。因此日内市场设计为连续交易,可以交易比一个小时更细分(如15分钟)的交易产品。

以上的设计对于欧洲每个国家都几乎一样,但具体到关闸时间交易产品细分,平衡机制和不平衡分摊又各有不同。德国和英国日内交易量比较高,而法国核电非常多,电力比较平稳,所以法国日内交易量就非常小。一般国家比较大或者用电量比较高的国家,日内交易量比较高,这也说明了日内交易市场需要一个分区比较大的市场才能激发其流动性。

每个欧洲国家都希望和德国连接在一起,因为德国是电力流动性最高的国家。瑞士作为一个面积较小的国家,因为和德国接壤,电网也紧密相连,日内交易量也带动起来。近期,瑞士决定把现货交易市场与德国解耦,结果整个瑞士日内交易量直接下降了90%,瑞士日内交易市场接近于休市了。

从欧洲各个国家日前市场交易量走势看,近几年来日前市场交易量没有很大的增长,说明日前市场已经饱和。而2016、2017两年交易量又有所降低,这是因为德国、英国这两个市场内有很大规模的交易量从日前市场流动到日内市场,这也源于可再生能源波动性的特性。随着可再生能源比例的提高,预计日内市场交易量会有持续增长。

通过电力市场耦合来统一市场

电力现货交易所负责电力市场耦合。市场耦合其实就是不同国家市场间电力交换,通过优化出清算法实现,其目标是将整个欧洲的购电成本优化到最低。举例来说,对于2个国家的市场,出口市场出口电价比较低,而进口市场进口价格较高。市场耦合保证了电从价格比较低的区域流向比较高的区域。对于出口市场,需求增加,则电价升高;反之,进口市场电力供应增加,电价降低,优化结果是两个市场价格越来越相近,这被称作市场耦合后的电价趋同。

欧洲电力市场耦合通过了日前市场耦合和日内市场耦合两个项目,起初日前市场耦合只是输电网运营商间自愿参与的试验项目,后来大家看到好处后,都愿意参与进来。最后欧盟把这两个项目变成了法规,规定市场必须耦合。日前市场耦合2006年启动,日内市场近期刚刚上线。

整个市场进行耦合了以后,当一些特殊事件对某一个国家产生比较大的影响时,就能通过整个欧洲市场这个大池子去吸收和降低波动,如金融方面的次贷危机、银行危机,天气方面的寒流和热流,以及政策刺激下的电力装机快速增长等因素引起的负面效果都会均摊到整个欧洲市场。

可再生能源下的电力市场设计

可持续发展是这个时代大家都必须面对的话题。2010年,德国要求所有可再生能源都要进行现货市场交易,该政策导致了现货市场交易量激增。但是后来发现,交易量虽然增加了,但是整个市场电价还是比较平稳的,说明欧洲的电力现货市场设计是能够包容这部分可再生能源的。

目前,欧洲电力现货交易所还在不断进行新的尝试,以准备接纳更多的新能源。日内市场可以揭示可再生能源电力的灵活性和市场灵活性,德国日内市场采用了15分钟的细交易粒度,这样可以反映小时内的发电量的变化。15分钟产品的价格信号传达了新能源灵活性需求,并且可以进一步刺激市场提供灵活性。

另外,分布式交易市场是EEX集团继国际化市场、国家级市场之外想要开发的第三个市场。欧洲电力现货交易所积极参与多个国家的分布式交易市场示范。分布式交易市场是在分布式发电周围的小范围内,在配网层级中进行电力交易和消纳,包括各种分布式的新能源电力。

对中国电力市场建设的启示

我国自然资源禀赋分布不均,煤电、水电等集中分布在西部、北部地区,负荷与发电资源呈逆向分布形势,同时新能源发展迅速。这样的能源结构,客观上存在大范围资源优化配置和新能源充分利用和消纳的需求。从电源结构和新能源发展态势来看,这方面与欧洲及其一些国家的情况非常相似。

我国以省为行政区划,各省经济发展水平不同,具有相应的经济和财税政策。这样的社会和经济环境,是统一电力市场建设必然要考虑的问题,特别是在交易过程中如何处理网络阻塞、输电费用、网损等方面的问题,欧洲跨国的统一电力市场提供了一个实践参考。

从电力调度模式看,我国当前的电力调度模式,省间通过特高压及联络线进行大范围资源配置和电力余缺互济,省内确保发用电平衡,这种模式与欧洲市场统一市场结构有较多相似之处。

目前,我国正处在电力市场改革进一步深化的关口,欧洲统一市场在破除市场壁垒、通过市场实现大范围资源优化配置方面以及减少政府补贴、利用市场消纳新能源方面的做法,对我国来说具有一定的参考价值。

(耿建 周滢垭 阿诺德˙魏斯 作者单位:中国电科院、欧洲电力现货交易所)

原标题:欧洲统一电力市场概况及对我国的启示

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