新能源行业必会基础知识-----电力现货市场理论篇-----电力市场概述-----电力市场总体架构

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内容均为阅读此书后，基于个人理解进行的总结，如有错误还请指正。推荐搭配书本阅读。

     \space\space\space\space     有鉴于现代电力市场的理论基石源自“现货定价”(SpotPricing)理论，电力市场总体架构通常是围绕电力现货市场构筑形成的。
     \space\space\space\space     根据电力市场的实质和特点，其总体架构可简要从客体、时间和空间三个维度加以构造

我国电力市场总体架构主要呈现客体互补性、时间继起性、空间交替性三方面的显著特征

1. 电力市场在客体维度上呈现互补性

从客体维度，按其交易标的不同，电力市场通常包括电能量市场、电力辅助服务市场、输电权市场和容量市场(或容量成本补偿机制)。

1. 电能量是整个电力市场的主要交易标的物，因此，电能量市场也就成为电力市场的主要子市场
2. 电能量市场难以孤立存在和单独有效运营，需要关联市场与之配合互补，形成相互联系、相互制约的有机整体

1.1 电能量市场

电能量市场(也称能量市场)

1. 电力市场中针对有功电能量进行交易的市场(以实现有关电能量交易或交割为目的的市场)
2. 按其市场性质，电能量市场可分为实物市场与金融市场

1. 电能量实物市场包含电力生产、传输等环节相关的自然资源、基础设施、市场制度和市场参与者，同时也包含实体商品的交易、交割及结算等
2. 电能量实物市场的范围受电网(按照《中华人民共和国电力法》泛指电力系统)覆盖范围的严格制约，其建设运营中普遍接受电力行政主管部门或监管机构的监管
3. 电能量金融市场涉及能源电力衍生出的金融产品的交易行为，具有金融衍生属性，包括市场结构与相关的制度安排、市场参与者、产品与交易，同时也具备其特有的供求驱动因素
4. 电能量金融市场合同通常不涉及电力实物商品的交割，取而代之的是现金的交割。
5. 电能量金融市场是电能量实物市场的完善与补充，能够吸引广泛的市场参与者，增强市场竞争性和流动性，辅助发现价格，为电能量实物市场，尤其是现货交易提供所需的风险控制
6. 电能量金融市场严格意义上要接受金融监管机构的监管

3. 电能量市场，尤其是实物市场建设，几乎是世界各国电力市场建设的重中之重。
4. 按其交易周期长短，电能量市场通常可分为电力现货市场和电力中长期市场
5. 世界上多数地区的电力市场建设都是从建立电力现货市场或配套建设现货与中长期市场起步的。

1.2 电力辅助服务市场

电力辅助服务市场

1. 一般是指为维持电力系统的安全稳定运行或恢复系统安全，以及为保证电能供应，满足电压、频率质量等要求所需要的一系列服务
2. 电力辅助服务市场是遵循市场原则对提供电力辅助服务的主体因提供产品或服务发生的成本进行经济补偿的一种市场机制

很多机组需要牺牲自己的出力来提供辅助服务，这都是成本，不能让我白干活吧

3. 辅助于电能量市场的一种特殊市场，功能上支撑电力现货市场运营，保障电力系统安全运行和电能量，价格上反映电力现货市场的机会成本，是电力现货市场不可或缺的互补性市场

从功能的角度区分，电力辅助服务主要分为有功平衡服务、无功平衡服务、事故恢复服务三类

1. 有功平衡服务主要包括一次调频、二次调频、备用等.

调峰作为一种特殊的有功平衡服务，在电力现货市场尚未建立的背景下，可视同辅助服务

2. 无功平衡服务主要为无功调节、电压支撑。
3. 事故恢复服务主要是指黑启动

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实践中大多数电力辅助服务市场中的辅助服务交易品种主要有负荷跟踪与频率控制(AGC)、备用、无功电压支持、事故恢复服务(黑启动)、爬坡、转动惯量。

电力辅助服务所涉及主体主要包括“源、网”两方面。随着技术的进步和市场改革的深入，储能技术和需求侧资源等进一步丰富了电力辅助服务提供主体的范围。

电力辅助服务市场和电力现货市场具有三方面关系:

1. 电力辅助服务市场与电力现货市场具有强耦合性。发电机组受限于自身装机容量，在同一时段，机组所提供的电能和电力辅助服务所需使用的容量之和不能超过其额定装机容量
2. 电力辅助服务市场与电力现货市场具有功能互补性。备用辅助服务市场是保证电力日内和实时(平衡)市场电能量供应充裕性的机制，调频辅助服务市场是保证实时(平衡)市场闭市后偏差电量平衡的机制

保障发、用电功率实时平衡的角度(即从系统或市场的角度)

3. 电力辅助服务市场与电力现货市场具有经济互斥性。在同一时间维度的市场，如目前市场和日前备用市场、日内市场和日内备用市场、实时(平衡)市场和调频市场(实时备用市场)，发电机组提供电能量与提供备用/调频服务互为机会成本

1. 总之，辅助服务市场与电能量市场，尤其是电力现货市场有着紧密的内在联系，二者相辅相成。
2. 因为发电机组提供有功辅助服务和电能量都占用发电机组容量，互为机会成本，如果没有竞争性的电力现货市场，调频和备用等辅助服务的市场估价就没有参考价格。
3. 如果没有竞争性的辅助服务市场，辅助服务资源的投资和提供就会缺乏合理的激励。
4. 辅助服务欠补偿会造成电力灵活性资源短缺，进而可能造成电力现货市场供不应求、价格高涨、供电可靠性降低，也可能会影响可再生能源消纳
5. 辅助服务过补偿则会造成资源错配、推高供电成本

从市场设计角度来说，电力辅助服务市场与电力现货市场的出清模式有较大相关性。电力现货市场与辅助服务市场的出清模式可以分为单独出清模式和联合出清模式。

电力现货市场与电力辅助服务市场的运营主体具有天然的统一性，二者应当作为一个整体同步建设与发展

1.3 输电权市场

输电权市场

1. 输电权赋予其所有者使用相应输电容量的权利，或者取得与其相关经济利益的权利，具有锁定输电费用或保证电力传输的功能，即电力交易者在购买了输电权后，可以保证以既定的输电价格实现电能的传输，即使电网实际运行中发生阻塞，也能获得相应的经济补偿。
2. 输电权市场是以网络的输电权为标的物进行交易的市场。电力现货市场的输电阻塞管理，派生出特定的输电权市场。

输电权有物理输电权(physical transmission right，PTR)和金融输电权(financialtransmission right，FTR)之分

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物理输电权

1. 指持有者拥有在约定时段内，通过输电网络中约定的输电线路或断面输送一定功率电力的权利

事实上，在一个网状的网络中，任意输电断面上传输的功率都在输申断面涉及的输电线路上分布和流动

2. 物理输电权带来的输电断面僵化，可能会导致系统运营机构难以对实时变化的需求和电网运行公开做出及时有效的调节，因此已较少采用。
3. 物理输电权所有者仅有自己获得相关输电服务的权利，不可以转卖，没有收益权。
4. 我国各省在月度市场交易以及跨省交易中，首先对每个电厂规定了一定的最大上网容量/电量，实际上可以看作对其使用物理电网的量的限制，或者说是一种授权。

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金融输电权

1. 一种在节点边际电价(locational marginal price,LMP)出清中为市场交易者抵消输电阻寒成本而设立的金融工具，严格意义上属于金融市场范畴
2. 金融输电权可保障其持有者在特定的输电路径上抵消因输电阻塞而产生的成本，即在输电通道发生阻塞时，使购买方获得输电阻塞成本补偿的收益权。
3. 金融输电权的引入很好地解决了阻塞盈余的分摊问题，但是同时带来了金融输电权的拍卖收入如何分配的新问题。

国外通常按照负荷比例返还给电力用户的方式予以解决。

1. 输电权市场与电能量市场密不可分，离开电能量市场便无所谓输电权市场
2. 输电权市场机制取决于电力现货市场采取的定价机制和输电阻塞管理机制，在采用节点边际价的电力现货市场中，可配套采用金融输电权市场
3. 电力现货市场是通过基于竞价、并通过实施一个受到电网运行的安全约束的经济调度来组织实施的。

这句话比较难理解，但是它解释的很权威很全面，没有什么歧义。总体意思是电力现货市场怎么组织实施。首先基于竞价，并且通过实施一个经济调度来组织实施。这个经济调度是受到电网运行的安全约束的。其次竞价和调度什么意思？——我们需要竞价来出清，比如发多少电量，每度电多少钱；然后有了曲线后，也得考虑如何调度，电网不是你想怎么输电就怎么输的，要考虑电网能不能安全承受，要避免阻塞，并且调度计划要经济有效。

1. 物理输电权可以通过显式拍卖或隐式拍卖的方式进行分配，近年来有国家和地区采用基于潮流的网络模型进行物理输电权的隐式分配
2. 金融性输电权则主要配套采用LMP(节点边际电价)的电力现货市场，LMP中已经隐含考虑了阻塞的机会成本，参与现货市场竞标的交易商在相应节点按LMP进行交易
3. 期货交易的交易商向系统运营机构支付阻塞费，即功率注入节点和功率流出节点的LMP 之差
4. 交易商可预先购买 FTR 以获得补偿，从而规避因节点间 LMP 差别引起的阳塞风险
5. 国际上的经验表明，在一个协调的现货市场设计中加入金融输电权机制，已经成为电力市场设计的一个明显特征

输电权市场在整个电力市场总体架构中起到对电力现货市场的重要支撑作用,甚至已经融入现货市场之中。

1.4 容量市场(或容量成本补偿机制)

容量市场(或容量成本补偿机制)

1. 专指发电容量市场，是以可靠性装机容量为交易标的物的市场。
2. 主要目的是保证系统总装机容量的充裕性，并为提供了可靠装机容量的机组给予必要的补偿
3. 完全竞争的电力现货市场出清是基于边际成本定价的，根据经济学的一般原理，发电厂商的自主竞价理性行为是以亏损最小化为目标的
4. 因此，在引入市场价格帽等某些特定市场规则下，部分发电厂商单纯靠现货市场难以回收其全部投资和运营成本
5. 结果导致长期可靠性装机容量的短缺，需建立容量成本补偿机制，以吸引电力投资保障长期电力供应的充裕度

根据国家发展改革委 2020年印发的《容量成本回收机制工作指引》，容量成本回收机制主要分为稀缺定价机制、容量成本补偿机制和容量市场三类。

1. 稀缺定价机制指提高现货货市场价格上限，允许系统在电能量和备用短缺时出现极高的短时价格尖峰，主要适于社会对高价风险承受力强的地区;

2. 容量成本补偿机制指在政府相关主管部门的指导下，通过对单位容量补偿标准和各发电机组可补偿容量的核算，实现对发电容量成本的合理补偿，主要适用于电力市场发展初期，经济社会和金融市场仍欠发达的地区

3. 容量市场指以市场竞争的方式形成容量价格实现发电容量成本回收，主要适用于电能量市场发展已经相对完善的地区。

1. 显然，发电容量市场实质上是容量成本回收机制的一种形式,是对电能量市场的一种市场化救济手段
2. 容量市场机制有一个目标容量水平，且容量价格在不同的容量需求变化下产生波动，有利于发电企业根据负荷变化情况进行投资决策，也使得平均投资成本不会过高，最终降低终端用户的电价
3. 该机制的核心是装机容量需求曲线，表征容量电价与总容量的函数关系

该曲线主要根据以往的运营经验制定，带有一定的主观随意性，倘若不能如实地动态反映在不同容量充裕度水平下发电容量的真实价值，对最终市场形成的容量电价水平影响颇大

2. 电力市场在时间维度上呈现继起性

1. 从时间维度，按其交易周期不同，电力市场通常包括多年、年、月、多日、日前、日内、实时市场，各关联交易周期的市场在时间维度上承前启后，相互接续
2. 文章最上面的图片中，时间轴以未来的多年交易为起点，由远及近依次为年、月、多日、日前、日内和实时，终点为实际运行时刻

2.1 电能量市场

1. 按其交易周期长短，电能量市场通常可分为电力中长期市场和电力现货市场

1. 电力中长期市场还可根据交易周期的差异进一步分为多年、年、月、多日交易等
2. 电力现货市场根据市场模式的差异可进一步分为日前市场、实时市场或日前市场、日内市场、平衡市场等

2. 电力中长期市场可以理解为开展多日以上较长周期电能量交易的市场,考虑到电力供需波动的周期性和电能生产组织的时段性，电力中长期市场一般可组织多年、年、季、月、周等多日以上的电力交易

这里也要介绍一个政策文件：国家发展改革委、国家能源局于 2020年印发的《电力中长期交易基本规则》(发改能源规(2020)889号，简称889号文)

1. 电力中长期市场指发电厂商、电力用户、售电公司等市场主体，通过双边协商、集中交易等市场化方式，开展的多年、年、季、月、周、多日等电力批发交易
2. 并专门规定，执行政府定价的优先发电电量和分配给燃煤(气)机组的基数电量(二者统称为计划电量)视为厂网间双边交易电量，签订厂网间购售电合同，相应合同纳入电力中长期交易合同管理范畴

此外，国际上电力市场中的远期交易和期货、期权交易也是一种中长期交易

电力现货市场泛指目前(或多日)及更短时间内的电能量交易的市场

1. 现货市场按照交易周期进一步细分

1. 常见的第一种是分为日前市场和实时市场
2. 第二种分为日前市场、日内市场和实时平衡市场(如北欧电力市场)
3. 第三种是只将目前市场称为现货市场(如欧洲)

2. 电力现货市场中交易的是电能量，但电力现货市场购售电报价的标的是各时段的电力(即发电机组输出功率、电力用户的负荷功率)，1个时段的中标电力乘以时长就是该时段结算的电能量数值

根据国家发展改草委、国家能源局《关于深化电力现货市场建设试点工作的意见》(发改办能源规(2019)828号，简称828号文)的界定

1. 我国电力现货市场主要可开展日前、日内、实时的电能量交易，通过竞争形成分时市场出清价格，并配套开展备用、调频等辅助服务交易
2. 试点地区可结合所选择的电力市场模式，同步或分步建立日前市场、日内市场、实时市场/实时平衡市场

最后呢，我还是想掏出微观经济学的概念。

1. 现货市场是终极市场（电力现货市场是实现电力实物交割的终极市场），它的价格波动大，风险高，为了避免直接进入现货市场交易，出现一系列衍生市场
2. 批发市场就是典型（电力中长期市场），电力中长期市场是规避电力现货市场价格风险的重要途径
3. 电力现货市场价格是电力中长期市场交易价格的参考

2.2 辅助服务市场

电力辅助服务市场虽然是与电力现货市场伴生的，但由于其不同次子市场交易品种的功能和特性不同，在时间维度上并非与电力现货市场的细分存在一一对应关系，而是在交易周期上存在一定差异

1. 黑启动、无功平衡等辅助服务品种可以在年、月等时间维度上进行采购
2. 备用辅助服务主要在多日、日前、日内和实时等时间维度上进行采购，但实践中也有年度以上长周期交易的
3. 调频以及未来可能开展转动惯量、爬坡等辅助服务品种则主要在多日、日前、日内和实时等时间维度上进行采购
4. 电力辅助服务市场的交易周期短于中长期市场，其设计是服从和服务于电力现货市场的

2.3 输电权市场

在时间维度上，输电权市场由远及近可包括多年、年、月、多日的输电权交易

1. 通过拍卖或竟价的方式向有需要的市场参与者提供一定的输电权
2. 根据不同交易周期可分为以下几类

1. 年输电容量交易(亦称为年输电权)

市场参与者可以(但并不强制)全年通过特定线路或断面跨价区输电或获取相应利益.(市场参与者通常可在年初的几个月，通过竞拍方式获得。)

2. 月输电容量交易(亦称为月输电权)

和年输电容量交易一样，就是将年换成月而已。市场参与者通常可在月初的几周，通过竞拍方式获得

3. 时输电容量交易(亦称为时输电权)

时间换为在给定的小时内，市场参与者通常可实时竞价获得

3. 各个交易周期的输电权权益，最终都是通过电能量市场，尤其是电力现货市场得以实现的

2.4 容量市场

在时间维度上，容量市场一般在多年、年、月时间周期上开展交易

容量市场的运转周期一般包含容量定额、拍卖、交易、交付、支付五个阶段，但实践中交易周期的差异比较大

3. 电力市场在空间维度上呈现交替性

在空间维度上，电力市场包括国家、区域、省(区、市)三种地域形态，彼此交替存在，相互影响而又相互关联，共同形成合力，推动整个能源电力经济的发展

1. 按照国家发展改革委、国家能源局 2022年印发的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(发改体改(2022)118号，简称118号文)的有关要求
2. 到2025年，全国统一电力市场体系初步建成，国家市场与省(区、市)/区域市场协同运行，电力中长期、现货、辅助服务市场一体化设计、联合运营，跨省跨区资源市场化配置和绿色电力交易规模显著提高，有利丁新能源、储能等发展的市场交易和价格机制初步形成
3. 到2030年，全国统一电力市场体系基本建成，适应新型电力系统要求，国家市场与省(区市)/区域市场联合运行，新能源全面参与市场交易，市场主体平等竞争、自主选择，电力资源在全国范围内得到进一步优化配置。