电力市场的逻辑起点与本质特征——“无现货、不市场”的解释及相关政策建议

电力现货市场的本质特征

一般我们只用瞬间供求平衡机制说明电力现货市场的功能。这种解释只说了结果，没有指出手段或方式，不利于充分认识现货市场的实质和发挥其功能。我认为，电力现货市场的本质特征是用经常性的较大甚至巨大的价格变化增加或者切断负荷需求，有效实现电力系统瞬间供求平衡。

电力现货市场供求平衡特点

与一般商品市场需求相比，电力现货市场需求主要有四个特点。第一，需求驱动。需求驱动指市场需求必须得到满足，发电生产和电网运行以满足市场需求为基本使命。第二，需求刚性。指用户瞬间价格需求弹性很小，价格降低不会诱导需求增加，价格提高也不会诱导需求减少。极端情况下，如果价格很高，少数用户可能停止用电。第三，随时间变化发生较大幅度的周期性变化。与社会生产和生活相适应，每天的电力需求在特定的时间有尖峰、高峰、平段与低谷的交替变化，而且尖峰负荷可以是低谷负荷的几倍。在不同季节，由于空调负荷等用电需求的变化，电力需求的季节性差异特别是最大负荷需求的差异也十分明显。电力需求较大的周期性变化导致了不同时间电力生产成本的较大变化，为市场价格变化奠定了基础。第四，随机性变化大。由于自然因素等多种原因，电力需求还会发生随机性变化。随机性变化是电力现货市场存在的根本依据。需求驱动与随机性变化的结合可能产生基于机会成本的投标和成交价格。

电力现货市场供给也有四个特点。第一，与需求驱动相对应，供给始终跟踪和适应需求，仅仅在极端情况下，可以通过价格机制创造需求。第二，供给的技术时滞。电力供给必须瞬间与需求平衡，但电力生产受技术影响不可能在瞬间增加或减少出力。虽然不同发电机组在需求响应上存在时间差异，但是，再快的响应也无法实现光速的平衡。第三，供给的不确定性。风电、光电和无调节能力的水电受自然因素影响较大，其发电出力和电量具有不确定性。火电和核电也存在事故停机或者降低出力的风险。第四，短期供给刚性。对于风电、光电和核电等，价格变化短期内并不会引起供给的相应变化。

与一般商品现货市场相比，电力现货市场的供求平衡也有不同。第一，电力现货市场设计了时间序列的平衡机制。由于不能使用存货调整和延时或提前调整手段，为了利用市场机制实现精准平衡，电力现货市场一般还按日前、小时前或日内和实时，提供了供求即时平衡的市场机制。一般商品现货市场不可能也不需要这样复杂的机制设计。第二，电力系统层次上的供求平衡，而不是买卖双方的个别或者局部平衡。日前市场买卖双方竞价成交后，还要经过系统安全校核后才能确认。在输电通道阻塞的情况下，交易机制还必须考虑阻塞管理。第三，通过第三方的交易平台实现。一般商品现货市场由买卖双方根据交易合同实现。电能在电网中流动的路径由物理定律决定，交易合同只有结算意义，而没有物理意义。电力现货市场交易复杂而且瞬间完成，需要一个强有力的统一的交易与系统管理平台组织和实施市场交易和可靠运行。

电力现货市场均衡的典型情景及结果

电力现货市场均衡有三种典型情景。

第一，供求平衡情景下的电力现货市场均衡。在正常的电力生产经营状态下或者平段负荷需求时间，供求基本平衡，而且有足够的冷热备用容量，供给有足够的响应需求变化的能力。假设市场充分竞争，卖方按边际成本报价。买方在电力需求可以得到保证的情况下，不参与竞价，或者根据以往经验报价。如果按统一价格出清，市场成交价格等于中标发电机组中的最高报价或者买卖双方边际中标价格匹配值，成交数量等于市场需求。中标发电机组获得最大边际成本或者匹配值与实际边际成本差的生产者净福利，用户获得用电单位电量经济增加值（以此作为用户效用）与最大边际成本或者匹配值的差的消费者净福利。

第二，极端供不应求情景下的电力现货市场均衡。在季节性负荷需求高峰或随机性因素影响下，市场出现短暂的临时性的过度需求；或者临时性的供应不足导致的相对过度需求。市场需求不能得到全部满足，电力调度机构通过市场机制安排有序用电。传统的做法是根据事先确定的用户优先顺序统一安排用电，但是，这样做既不公平，也没有实现有限发电资源的最大利用。在电力现货市场如日前市场中，卖方市场结构迫使买方竞争性投标用电，买方将按用电的机会成本即失负荷价值竞价。不考虑优先用电情况，市场按用户失负荷价值由大到小顺序中标，直到全部发电生产能力得到利用。在这种情况下，市场成交价格等于与市场有限供给相对应的用户的失负荷价值，成交数量等于有限供给。生产者获得全部也是最大的社会净福利者，消费者获得零净福利。

第三，极端供过于求情景下的电力现货市场均衡。在季节性的日低谷负荷时间或者其它随机性因素影响下，市场出现短暂的临时性的过度供给；或者临时性的需求不足导致的相对过度供给。市场最小供给不能得到全部出清，电力调度机构通过市场机制安排机组停机。传统的做法是根据事先确定的机组停机顺序如供电煤耗大小统一安排停机或者机组开机组合，与上一种情景相同的是，计划停机方式既不公平，也没有实现有限需求资源的最大利用。在电力现货市场如日前市场中，买方市场结构迫使卖方竞争性投标发电，卖方将按发电的机会成本即失负荷价值竞价。不考虑优先发电情况，市场将按发电机组失负荷价值如火电机组温态启动费与低谷负荷时间变动成本费用的差值由大到小顺序中标，直到全部市场需求得到满足。机组温态启动费用与变动成本的差值或失负荷价值越大，发电机组越不愿意停机，投标价格也越低，甚至为负电价。市场成交价格等于与市场有限需求相对应的发电机组的失负荷价值，成交数量等于有限需求。用户获得全部也是最大的社会净福利，发电机组获得零净福利。下图为以上三种典型情景下的电力现货市场均衡结果的示意图。

第四，市场均衡情景与均衡结果转变。电力市场极端供不应求情景往往与发电机组出力的技术时滞有关，在这种情况下，极端供不应求情景延续的时间一般较短，可能仅仅在一个现货市场定价周期15分钟甚至5分钟内。供不应求情景所形成的高电价引导发电机组响应，并在时滞后形成有效供给，从而使市场均衡情景迅速从极端的供不应求情景恢复到正常的供求平衡情景，并使电价从用户失负荷价值降低到发电边际成本，成交价格大幅度回落。现货市场成交价格在很短的时间内快速上涨和下降，在时间—价格坐标中形成一个钉子一样的图形，即电力现货市场“价格钉”，也称为“价格飞涨”。高电价虽然很高，有时超过边际成本定价的10倍甚至更多，但是，由于延续时间很短，所产生的电费增加并不大，并不会给市场主体造成多大的损失。极端供过于求情景下的低电价也有类似的效应，不过，低电价低的程度不如高电价高的程度，从极端供过于求到正常的供求平衡情景的转换也没有那么快。

电力现货市场的本质特征

电力现货市场的本质在于供求平衡差异的价格调整机制，具体讲，就是通过经常性的大幅度的价格变化刺激负荷或者切断负荷，有效实现供求平衡差异的平衡调整。第一，经常性的较大的价格变化是电力现货市场的本质特征。有效的市场应该建立市场主体的价格响应机制，把市场主体暴露在价格变化风险之中，而不是把市场主体屏蔽在价格变化的风险之外。政府、电力调度机构和市场主体应该理性地接受这种价格变化，而不是简单地否定和排斥价格的较大变化，甚至用价格上下限管制加以限制。第二，大幅度的价格变化对市场主体的利益影响其实并不大。与价格大幅度上涨和回落相比，一方面，接受高价的市场主体数量和电量规模有限；另一方面，即使形成了高电价，由于时间短，市场主体承担总电费支出并不大。第三，市场价格的较大变化为资源优化配置提供了条件。在价格大幅度变化的情况下，不同要素的替代才能够有效发生，比如极端供不应求情景下不同失负荷价值用户之间的替代，极端供过于求情景下用户新增用电甚至收费用电与发电机组不停机节省启动费用和维护机组安全之间的替代。这些替代都在一个市场主体福利不变的前提下，增加了另一个市场主体的福利，产生了帕累托优化。如果没有较大幅度的价格变化，这些替代就不可能发生，社会净福利不可能增加。