【借鉴】美国电力市场和能源交易简介

三、独立系统运营机构 PJM

PJM 是美国历史最长也是最成功的区域性传输机构，也叫独立系统运营机构。由于 PJM 具备多种功能并且提供多种服务，很难给它一个准确的名字，这就是有人称它区域性传输机构，也有人称它独立系统运营机构的原因。作者更倾向于后一个称呼，因为 PJM 提供的不仅仅是电力传输服务。目前象 PJM 这样的独立系统运营机构在美国有 10 个。

PJM 的目的是保障区域内成本最小化和可靠的电力供应，其主要功能包括电力生产调配、电力传输控制、日前市场和实时市场的价格计算和发布、成员的费用或收入结算、市场监控和自我改进等。需要说明的是 PJM 不拥有发电厂和传输网络，但是对哪个发电厂何时可以发电有控制权，对电力传输路径也有控制权。PJM 把自己比喻成空管中心，它没有机场和飞机，但它有权利决定让飞机何时起飞和飞哪条航线。当然 PJM 有更多功能，如市场交易和结算中心的功能，从这个意义上讲，PJM 是一个电力交易中心。消费者要把费用缴给 PJM，然后 PJM 留下一小部分服务费后把这些收入分配给电厂或电网。市场中间商可以通过 PJM 卖电也可以通过 PJM 买电。

PJM 的市场组成部分包括电能市场、容量市场、传输市场和辅助服务市场，这些跟前面提到的消费者账单的组成部分是一致的。PJM 各个市场的价格机制是电力市场设计的核心。

PJM 能源市场实行的是节点边际价格 LMP(Locational Marginal Price)。PJM 有上万个节点，每个节点都有自己的价格。

LMP 由三个部分组成：

LMP = 系统能源价格 + 传输拥堵成本 + 边际线损成本

在没有传输拥堵的情况下，PJM 根据负荷的需求首先让最小成本的发电厂发电，如果最小成本的电厂满足不了需求，PJM 就让成本第二小的电厂发电，以此类推直到发电量与需求平衡为止。最后一个被调度的发电厂的成本就是经济学上讲的边际成本，在这里系统能源价格就是由这个边际成本决定的。每个节点的系统能源价格都是相同的。如果某个节点的负荷增加，传输的电力不能满足需求时就出现传输拥堵，这个节点的传输拥堵成本上升，直到供给和需求达到新的平衡为止。拥堵成本的波动性很大，为此 PJM 提供产品金融传输权(FTR, Financial Transmission Rights)可以用来对冲拥堵成本的不确定性风险。边际线损成本是由实际的线损决定的，比较容易确定。消费者承担 LMP 所有的成本，这个是很自然的，需要说明的是发电厂的收入也是由其所在节点的 LMP 决定的。首先发电厂在没有拥堵的时候获得的收入是系统能源价格，不是自己的发电成本。如果其节点出现拥堵的话，发电厂的收入也包括拥堵的部分。

PJM 电能市场包括日前(Day-ahead)市场和实时(Real-time)市场。它们的定价机制是一致的。今天的日前市场的价格指的是预测的明天每个小时的价格。到了明天，由于实际情况跟预测的不一致，实时价格会跟日前市场发布的价格不一致。

从具体某一天的价格看，日前市场的价格跟实时市场的价格有可能相差很大，但从长期看，两个价格一般是非常相近的。每一个节点的负荷有限而且波动性很大，所以流动性不高，为了便于交易 PJM 把辖区分成了十几个区(Zone),还有虚拟的中心(Hub)。这些区和中心的价格是区内和中心内所有节点的加权平均价格。这些价格的波动性小，流动性高，所以大量的交易都是以区的价格或虚拟中心的价格计的。PJM 流动性最高交易最频繁的中心是西部中心(PJM Western Hub)。

需要说明的是，PJM 不提供远期或期货电力市场。一些商品交易中心，如纽约商品交易中心提供 PJM 电力期货产品，远期电力产品可以从投资银行得到或通过协商跟任何交易方达成。

PJM 容量市场是为了确保电力供应的可靠性而建立的。PJM 的可靠性标准是 10 年内预期发生断电的频率不能超过一天。在可靠性的要求下，装机容量必需大于高峰负荷。按照前述的标准，一般某一年的装机容量要比前面一年的高峰负荷要高 15%左右，而且这些容量要符合一定的要求，简单来说就是 PJM 要调配的时候要在一定时间内能确保发电。很多可再生能源电厂不能满足要求，所以不能参与容量市场竞价。根据可靠性标准，PJM 把容量份额分给电力供应商。电力供应商为容量市场需求方，电厂是容量市场供应方。PJM 每年举办多轮竞标，容量市场的价格通过竞标达成。

PJM 传输服务市场的目的很直观，就是把电力传输到需要的地方。传输服务可以分为两类，一个是电网整合传输服务(Network Integration Transmission Service)，一个是点到点传输服务(Point to Point Service)。前者是用来在 PJM 内输送电力，后者则用于电力在 PJM 的输入和输出或过境输送。传输服务的价格是受管制的。传输收入的一小部分是 PJM 的服务费用，大部分收入归电网。

PJM 辅助服务市场的建立是为了保障电力需求和供应的实时平衡。辅助服务分十几大类，每一类下又有很多具体的服务。常见的辅助服务类别有规则制定服务、系统控制和电力配送服务、冷启动、实时储备服务、电压控制服务等。跟传输服务一样，辅助服务的价格也是受管制的。辅助服务收入一部分是 PJM 的服务费用，另一部分归电厂。

PJM 是独立的机构，这样的设计是为了促进公平竞争和保障各市场参与方的利益。

PJM 的独立性是通过几个方面实现的：PJM 的目的是为消费者提供可靠和最小成本的电力服务，不是为了盈利;PJM 受联邦能源管理委员会监管;PJM 不能拥有发电和电网资产，不参与市场竞争;PJM 实行两级管理，一级是独立的 10 人组成的董事会，一个主席由 9 个董事选举产生，9 个董事由 900 多个会员公司选举产生。董事会下的一个重要部门是市场监控委员会，同时向董事会和联邦能源管理委员会汇报。另外一级是成员委员会，成员委员会下有不同行业的委员会，成员公司只有对特定的议题有投票权。