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陜西電力現貨市場建設需因地制宜
(時間:2023/8/29 14:16:23)

  作為電力現貨市場一、二批試點外的非試點省份,陜西認真貫徹落實國家電力市場化改革工作總體部署,為了加快構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系,積極推進電力現貨市場建設,目前已完成電力現貨市場“1+8”規則征求意見稿編制,并同步推進技術支持系統建設,貫通橫向業務交互。陜西根據“邊運行、邊完善”的工作原則,于2022年11月啟動首次模擬試運行,目前陜西已完成調電試運行工作,正在根據運行中發現的問題對市場進行完善。
  現貨市場設計模式
  陜西為國內重要的能源基地,并且也是西電東送的重要樞紐,具有豐富的煤炭及風光資源。2022年,陜西全省裝機6532萬千瓦,其中火電約占61%、水電約占5%,風電、光伏占比同為17%左右,預計2023年還將新增大量光伏與火電,可再生能源裝機占比約提升到46%左右。作為外送大省,今年一季度全口徑省間外送電量達160.6億千瓦時,超出外送計劃50億千瓦時。
  市場模式:陜西電力現貨市場模式采用“全電量申報、集中優化出清”的模式,市場分為日前市場與實時市場,在日前市場中參與市場的發電企業以“報量報價”方式在日前現貨市場中申報運行日的量價信息,售電公司和批發用戶以“報量不報價”的方式在日前現貨市場中申報運行日的用電需求曲線。在實時市場中,以日前電能量市場封存的發電機組申報信息與超短期負荷預測、新能源發電預測為依據進行市場出清。市場出清以社會福利最大化或系統發電成本最小化等為優化目標,采用安全約束機組組合(SCUC)、安全約束經濟調度(SCED)算法進行集中優化計算,出清得到機組啟停計劃、機組出力曲線與分時節點電價。
  結算方式:陜西電力現貨市場結算方式采用“差量結算方式”,即中長期合約按照約定電量及價格結算,中長期與日前市場電量偏差按照日前市場出清價格結算,日前市場與實時市場偏差電量按照實時價格結算。其中市場化機組以現貨市場節點電價作為現貨電能量市場結算價格,批發市場用戶側采用分時統一結算點電價進行結算。
  陜西電力現貨市場建設歷程
  截至目前,陜西電力現貨市場共進行兩次試運行,分別于2022年11月開展首次模擬試運行與2023年4月進行第二季模擬試運行暨首次調電試運行。
  首次模擬試運行,陜西電力現貨市場完成從“0”到“1”的突破
  陜西電力現貨市場首次啟動本次模擬試運行,各方市場主體進入同臺競爭階段,試運行經歷了新能源大發、寒潮大負荷等特殊場景,充分驗證了市場規則的有效性并對技術支持系統進行了全流程檢驗,對市場環境由計劃模式向現貨模式轉變帶來的各方面的變化有了更清醒、更準確的認知。
  在市場運行方面,由于此次模擬運行更多的是為了驗證規則、檢測系統,出清結果不執行、不結算,為了熟悉現貨市場運營規則,發電側市場主體整體上傾向于開展多種報價策略的效果測試,特別是火電企業對于市場的認知和申報的目的比較明確,驗證了各種報價策略對于機組啟停、電量中標和市場價格的影響,對現貨市場各種核心運營場景進行充分驗證。
  在出清價格方面,市場出清價格在不同節點、不同時段均呈現不同波動走勢,在時間尺度上,市場價格多次出現觸及價格上限及下限的情況,靈敏地反映出系統供需狀態;在空間尺度上,各節點電價分布更直觀地反映出局部區域發用電結構的不平衡特征?梢钥闯,一旦現貨價格信號長期、持續釋放,將更精準有效地引導電源和電網企業向供應緊張、阻塞嚴重的地區投資建設,可有效促進源荷平衡。
  首次調電試運行,陜西電力現貨市場完成從“虛擬”到“實際”的突破
  陜西電力市場在今年4月開展了為期3天的調電試運行工作,市場申報出清結果不再停留于紙面而是真正用于執行,申報出清的準確性進一步提高,期間市場技術支持系統運轉正常,電網運行安全平穩,電力現貨市場交易與電力生產組織實現首次接軌運轉,電力現貨市場建設邁上新臺階。
  相對于第一次模擬試運行,此次市場主體申報策略方面有所調整,火電分為低價保電量和高價降低電煤消耗兩種策略,風電有了顯著的報低價優先出清傾向。調電期間發電側申報均價有所下降,證明市場主體的市場化意識日益增強,驗證了市場機制設計對市場主體行為的影響。
  市場運行方面,調電試運行期間電網負荷相對穩定,但是受陜西高比例新能源裝機的影響,在“春季小負荷疊加新能源大發方式”的場景下,供需比變動較大,出清價格分別達到了申報價格上下限,出清結果在執行中保證了系統的實時平衡,驗證了電力現貨市場對于促進新能源消納和保證電力供應的積極作用。
  特殊機制分析
  在電力現貨市場建設中,為了在市場建設初期能夠打消各方對市場的疑慮,兼顧“改到位與保穩定”,同時結合了陜西高比例可再生能源的電源裝機結構,陜西因地制宜設計了以下三方面機制:
  調峰容量市場。新能源隨機性、波動性的出力特性加重了電網的調峰壓力,新能源比重越大,調峰壓力越大,在電力現貨市場運行之前需要調峰市場來激勵調節性電源,如火電深調,為新能源留出消納空間、保障電力平衡;電力現貨市場運行之后,現貨市場邊際出清實現市場均衡的同時得到社會福利最大化,發電機組通過報價出清實現現貨市場發用電平衡。由于電力現貨市場建設中還面臨新能源未入市、輔助服務市場建設緩慢等問題,火電企業面臨發電減少還要為保證系統平衡多貢獻調節能力的尷尬處境,因此陜西現貨市場選擇在電力現貨市場未完善的過渡階段用調峰容量市場代替調峰市場,用容量代替電量,一方面維持了發電側新能源與火電之間的“出錢出力”的平衡,為火電企業提供資金補償,使其能夠回收調節成本維持生存;另一方面避免了調峰市場對于機組的開機組合和出力計劃進行干預,防止市場出清結果偏離社會福利最大化的預期目標,造成社會福利的無謂損失。
  新能源-火電發電替代。陜西省在電力現貨市場設計中選擇新能源“報量報價”方式參與市場,從市場試運行情況來看,新能源企業可能由于對電力現貨市場運行機制不夠了解、自身發電意愿不強或者對市場價格預期較高等因素,出現較多的新能源未中標電量,而產生棄風棄光。因此,陜西在市場初期引入新能源-火電發電替代機制,對中標的火電機組按照報價排序進行調減,調減出的發電空間由新能源未中標電量替代,新能源替代火電這部分電量除正常結算外,還需按照《陜西省電力輔助服務市場交易實施細則》中深度調峰交易的最高檔價格上限(度電0.75元)支付替代費用,通過這種類似的懲罰機制促使新能源企業回歸到“邊際成本競爭”的軌道。該種做法有利有弊,好處是可以在較短時間內加強市場主體對現貨市場的認知,逼迫其市場行為符合市場運行規律,提高新能源消納率,但是該機制實際上會調整市場出清的最優發電計劃,降低市場資源配置效率與社會福利,具備“雙刃劍”屬性,應注意該機制長期存在可能對市場建設產生的消極影響。
  市場力監管。2020年5月,國資委下發《關于印發中央企業煤電資源區域整合第一批試點首批劃轉企業名單的通知》,希望通過區域整合優化資源配置,減少同質化競爭,以緩解經營困難,但也導致西北五省各有一家煤電企業牽頭,使發電企業具備了行使市場力的前提條件。與國外不同的是,國內發電企業具備保障能源供應安全穩定的社會擔當,因此其行使市場力的可能極小,但是完善的市場依然要嚴格制定市場監管規則,對此,陜西省設計了市場力監管與緩解機制,逐時段計算各發電集團的剩余供給指數并進行市場力測試,將具備潛在市場力的發電集團的高價段進行報價替換,替換價格按照事前核定的成本加收益率確定,并根據市場中不同供需情況對收益率進行了調整,既將出清價格調整至合理范圍、保證用戶權益的同時,也平衡了發電側利益。
  市場建設后續建議
  作為非試點地區現貨市場建設領跑者,陜西電力現貨市場建設一直在摸索中前進,雖然有試點省份的市場建設經驗可以參考,但是受到網架結構、源荷分布等因素影響,陜西現貨市場還需因地制宜進行市場建設,對此提出以下三點建議:
  一是完善現貨市場設計。符合市場經濟運行規律的市場設計和完善的市場規則體系是市場建設和高效運行的先決條件。國內電力現貨市場建設模式大概分成兩類:一類是力求穩妥,在市場設計與規則編制時已經考慮到各方面的問題,穩扎穩打,最大程度地尋求市場的平穩起步,缺點就是市場建設前期進度較為緩慢。另一類是陜西省采取的模式,即采用“邊運行邊完善”的方式先讓市場運行起來,然后針對市場中暴露的問題進行重點研究,大幅縮短了市場建設的所需時間,當然這種模式的缺點就是規則設計不夠細致。因此,建議在市場建設中不僅要在微觀層面重點解決市場暴露的問題,更要在宏觀層面加強對市場建設的整體把控,能夠更好地起到保持市場競爭力與降低市場建設試錯成本的作用。
  二是加強有為政府和有效市場的結合。市場不是萬能的,行政計劃指令也同樣如此。電力行業在由計劃體制向市場模式轉變中會遇到各式各樣的問題,受到長久以來計劃慣性思維的影響,很可能會采用行政手段進行干預。國內大多數省份在市場建設初期或多或少都采用過這種方式,但是對市場進行過度干預終究治標不治本,市場中的問題只是被掩蓋而沒有被解決。例如在環保政策的影響下,如果選擇最簡單的方式指定機組停機或者限產,若指定機組的發電成本高,那么該機組在市場中不會中標,限制就沒有意義;如果限制本該中標的低成本機組,就會造成市場出清價格的上漲,進而推高整個市場的購電成本,最終由用戶買單。因此,建議在市場建設中,明確市場和政府的作用范圍,加強有為政府與有效市場的有機結合,發揮市場對資源配置的決定作用,更好地發揮政府的宏觀調控作用,形成市場調節優先、政府調控有力的資源配置型市場模式。
  三是盡快開展結算試運行工作。缺少結算環節的交易不是完整的交易,模擬試運行和調電試運行的驗證作用更多地體現在技術支持系統與規則實踐上,由于市場主體在報價時沒有結算的壓力,會使其報價行為脫離實際,使得市場出清結果與實際情況產生一定的偏離。市場主體只有經歷真金白銀的結算環節,通過真實收益帶來的客觀感受,才會更好地促進其報價行為更符合市場設計,真正做到激勵相容,增強市場主體間的競爭性。競爭越激烈的市場釋放的價格信號也就越準確,才能真正對市場發現價格、優化配置、引導規劃等功能起到驗證作用,從而更好地發現問題、解決問題,促進電力現貨市場早日建成。

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