電力現(xiàn)貨交易：電能交易的“最后一公里”

2017-08-02 10:38:43 中國能源報(bào)　點(diǎn)擊量：評論 (0)

現(xiàn)貨價(jià)格反映的是電能交易最后一公里的價(jià)值而非全部的真實(shí)價(jià)值，其主要功能是為參與調(diào)峰的電源負(fù)荷儲能提供合理經(jīng)濟(jì)激勵;電力市場改革的核心是改人，而非建立某個(gè)特定交易品種;電力市場機(jī)制設(shè)計(jì)的中心問題是用

要實(shí)現(xiàn)物理(安全)

與經(jīng)濟(jì)(商業(yè))的解耦

電力實(shí)時(shí)平衡屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行的硬性物理約束，并非僅由市場供需平衡所決定的軟性約束，需要通過自動控制(一、二、三次調(diào)頻控制軟硬件)裝置來實(shí)現(xiàn)，難以單純通過調(diào)度員的操作來保證。在電力市場環(huán)境下，維持電力實(shí)時(shí)平衡的機(jī)制，既包括物理反饋控制，也包括基于市場價(jià)格的市場主體經(jīng)濟(jì)行為反饋控制，因此如圖2所示，本文基于控制理論的統(tǒng)一框架以發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)過程為例，對兩類反饋進(jìn)行說明。

圖2中，物理反饋控制回路為純物理裝置的控制(可能包括必要的人工干預(yù))，通過比較發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率與分配得的基準(zhǔn)功率之間的偏差，產(chǎn)生控制信號作用于控制器，并控制發(fā)電機(jī)組功率，響應(yīng)時(shí)間為秒級到分鐘級，響應(yīng)精確、靈敏、迅速。經(jīng)濟(jì)行為反饋控制回路主要是市場價(jià)格調(diào)整機(jī)制根據(jù)發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電功率及其他信息獲得價(jià)格調(diào)整信號，市場主體基于價(jià)格信號作出行為響應(yīng)，并通過物理控制器調(diào)整發(fā)電機(jī)組功率，由于此類反饋控制包括人的經(jīng)濟(jì)行為，具有不精確、不靈敏、反應(yīng)遲緩的特點(diǎn)。但在電力市場經(jīng)典理論中，兩類反饋控制長期被混為一談。

在分時(shí)調(diào)度的框架下，電力平衡的物理方程直接作為市場均衡的條件。F. C. Schweppe教授的實(shí)時(shí)電價(jià)理論與美國哥倫比亞大學(xué)W. Vickrey教授所提出的公用事業(yè)服務(wù)的響應(yīng)定價(jià)(Responsive Pricing)殊途同歸，都旨在通過用戶對實(shí)時(shí)波動的電價(jià)的合理響應(yīng)來優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效率并引導(dǎo)供需(即實(shí)時(shí)電力)平衡。但不得不說，這種思路屬于經(jīng)濟(jì)學(xué)家們過于理想的期望，從上述2個(gè)控制回路的分析可以看出，僅通過市場主體的價(jià)格響應(yīng)行為難以確保物理上的電力實(shí)時(shí)平衡。能對價(jià)格作出靈敏響應(yīng)的電力用戶也十分有限，特別在實(shí)時(shí)電力市場中，電力負(fù)荷是基本是剛性的，所以是只有發(fā)電競爭的單邊市場。換言之，電力平衡所必須的“物理反饋控制”無法被市場機(jī)制下基于價(jià)格的“人的行為反饋”所替代。

因此筆者認(rèn)為，電力實(shí)時(shí)平衡的物理?xiàng)l件并不適合作為電力市場的供需平衡條件(物理的問題應(yīng)由物理的手段解決)，在電力市場設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理界定市場機(jī)制的作用范圍，實(shí)現(xiàn)物理(安全)與經(jīng)濟(jì)(商業(yè))的解耦，并明確區(qū)分電力平衡和電量平衡問題。

須高度重視現(xiàn)貨交易

對系統(tǒng)安全的影響

與中長期電量交易不同，電力現(xiàn)貨交易中SCUC(安全約束機(jī)組組合)和SCED(安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度)所計(jì)算出的調(diào)度(交易)計(jì)劃(主要包括開停機(jī)計(jì)劃和機(jī)組出力等)是要實(shí)際執(zhí)行的，必將給電力系統(tǒng)運(yùn)行方式帶來重大變化。

2006年4月26至28日，華東區(qū)域電力市場進(jìn)行了為期三天的日前市場調(diào)電試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的難度顯著增加，主要表現(xiàn)為：

1)全電量競價(jià)的市場模式加大了安全校核的難度和頻度。

華東區(qū)域電力市場采用日前全電量競價(jià)、差約合約結(jié)算的方式，事實(shí)上競價(jià)電量比例是100%，產(chǎn)生了各種意想不到的潮流運(yùn)行方式，加大了安全校核的難度和頻度，不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化頻繁造成調(diào)度守口子困難。

由于華東區(qū)域電力市場采用統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一出清、全電量競價(jià)的模式，全網(wǎng)的負(fù)荷變化由系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組統(tǒng)一承擔(dān)，同時(shí)由于日前市場的競價(jià)結(jié)果出現(xiàn)了前所未有的運(yùn)行方式，潮流缺乏規(guī)律性，使得各省聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃變化劇烈、頻繁，且不可預(yù)測，極大地增加了各省(市)守口子的難度。

3)部分機(jī)組的競價(jià)結(jié)果不滿足最低技術(shù)出力的要求。

在日前市場全電量競價(jià)的模式下，發(fā)電企業(yè)若報(bào)價(jià)策略不當(dāng)，合同電量也可能無法全部中標(biāo)，甚至出現(xiàn)部分時(shí)段的中標(biāo)電量低于機(jī)組最小技術(shù)出力而造成機(jī)組非計(jì)劃啟停，這種由競價(jià)所產(chǎn)生的大機(jī)組頻繁啟停不利于機(jī)組的安全運(yùn)行。

雖然華東區(qū)域電力市場日前調(diào)電試運(yùn)行的時(shí)間只有三天，但所暴露出的問題卻有相當(dāng)?shù)拇硇裕瑖庖渤霈F(xiàn)過多起與電力市場交易關(guān)系密切的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定事故。電力現(xiàn)貨交易對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響不可忽視。

應(yīng)避免電力

中長期交易的金融化

由于負(fù)荷需求的剛性和不確定性、發(fā)電商的博弈行為、新能源發(fā)電機(jī)組出力的不確定性等原因，以電力實(shí)時(shí)平衡模型(即潮流方程)為基礎(chǔ)計(jì)算出的現(xiàn)貨價(jià)格變化劇烈，給市場主體帶來巨大的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，因此金融交易(特別是差價(jià)合約)從一開始就與電力現(xiàn)貨交易相伴而生，迄今澳大利亞國家電力市場和美國、加拿大部分地區(qū)電力市場依然采用“全電量現(xiàn)貨+差價(jià)合約”的市場模式。此外，批發(fā)市場采用頻繁波動的實(shí)時(shí)(分時(shí))定價(jià)，也非普通電力用戶所能應(yīng)對的，需要售電公司將批發(fā)價(jià)格轉(zhuǎn)化為用戶容易接受的售電套餐，這個(gè)價(jià)格轉(zhuǎn)換過程主要是財(cái)務(wù)和金融操作(即賺價(jià)差)。例如，德州公用事業(yè)委員會(PUCT)維護(hù)的售電平臺“淘電網(wǎng)”(www.powertochoose.org)，居民只要輸入自己的住址郵編，就可以查詢到由多個(gè)售電公司提供的按月計(jì)算的售電套餐(plan)。金融交易的引入是管理財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，無法在物理上保證電力的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，卻可能導(dǎo)致電力市場金融化，成為投機(jī)家套利的樂土。

當(dāng)前一種錯(cuò)誤觀點(diǎn)是將電能中長期交易與日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)交易理解為遠(yuǎn)期(期貨)與現(xiàn)貨的財(cái)務(wù)(金融)關(guān)系，沒有認(rèn)識到通過電能中長期交易、讓供需方盡可能早地制訂發(fā)用電計(jì)劃(含負(fù)荷曲線)對電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要作用。雖然國外電力市場常采用金融合約鎖定遠(yuǎn)期的電量和電價(jià)，但這僅僅是一種財(cái)務(wù)結(jié)算關(guān)系，其背后的實(shí)物商品仍然是現(xiàn)貨市場中分時(shí)交易的縱向“能量塊”，沒有從物理上解決電能生產(chǎn)和消費(fèi)的時(shí)間連續(xù)性問題。如前所述，在日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)市場上通過全電量集中競價(jià)形成調(diào)度計(jì)劃和市場價(jià)格的市場機(jī)制，將徹底改變電力系統(tǒng)多年來形成的安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度習(xí)慣和模式，給市場交易和電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來極大隱患。

總而言之，電力現(xiàn)貨交易是除輔助服務(wù)外電能交易和電力電量平衡鏈條的“最后一公里”，是電力市場體系初步完善的標(biāo)志，也是難度和風(fēng)險(xiǎn)都很大的改革任務(wù)。在現(xiàn)貨市場方案實(shí)施前，應(yīng)在理論和技術(shù)上做好充分準(zhǔn)備，從理論上充分分析論證，做好仿真實(shí)驗(yàn)研究，開發(fā)和完善技術(shù)支持系統(tǒng)(包括計(jì)量系統(tǒng))，不打無準(zhǔn)備之仗，方能保證現(xiàn)貨交易的順利推進(jìn)。