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什么是电力现货市场?电力现货市场有何特殊性?为什么要建设电力现货市场?
1. 电力现货市场的概念
- “电力现货市场”初期来自美国的“Power Spot Market”概念,其理论基础是麻省理工学院 Schweppe 教授等人提出的“现货定价”(spot pricing)理论。
1980年,Schweppe教授提出了这样的构想:要改变传统的供求模式,并建立电力市场,就应像计算电压和频率那样,计算和控制电能的价格,即采用Spot Price,它不仅随时间变化(最初设想为5min),而且区分节点位置、故障和可靠性电价。20世纪80年代中后期,正式提出并建立了现货电价理论。
- 电力现货市场泛指日前及更短时间内的电能量交易的市场。
是相对于电力中长期市场的一个概念,该定义类似外汇市场中的外汇现货交易(即时外汇交易),并非手递手的现货交易(交易达成之后,交易双方于当天或两个交易日内办理交割手续的一种交易行为)。
- 电力现货市场边界认识的不统一,一定程度上造成世界各地区的电力现货市场从市场结构到价格形成机制均存在些许差异。
但是,电力现货市场的特征是显著的,一般认为有以下四个方面:
- 现货市场是竞争性市场,交易双方按照交易规则,集中在特定的交易平台达成交易,即采取集中竞价的方式确定电能交易数量和价格;
- 具有实物交易的属性,交易双方均有完成实物交割的意图;
- 交易周期要尽可能短,一般是日或者更短的周期,但由于技术和效率的缘故,最短不小于5min;
决定了电力现货需要提前一定时间进行交易,交易与交割是分开的
- 交易与交割是分别完成的,电力现货市场不需要市场主体的交易与交割一一对应。
- 按照交易时间分类,现货市场的构成划分并非严格统一
- 常见的第一种是分为日前市场和实时市场;
- 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);
- 第三种是只将日前市场称为现货市场(如欧洲)
在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(即发电机组出力、电力用户的负荷),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。
目前,根据《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)的界定,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。
试点地区可结合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/实时平衡市场可选性基本涵盖了所有可能,但其中的组合是固定搭配的。
电力日前市场:
- 电力日前市场(day-ahead market,DAM)是指在电能量交割前一天开展的针对次日24h的电力交易,时段的时长选择多数是延续原有的调度发电计划周期;
我国试点建设的电力现货市场中,电力日前市场以15min为一个交易时段,每天96个时段。日前市场有日前电能量市场和日前辅助服务市场及其他电力产品日前市场之分,无特殊说明,一般专指日前电能量市场。
- 时序上,电力日前市场是介乎于中长期市场和实时市场间的一种市场形态,在不同国家、地区的现货市场建设中是差异最大的,交易的组织、交易结果的执行,以及日前市场的价格形成机制皆为市场建设的热点问题。
- 日前市场交易结果的执行存在两种方式:
- 实物交割方式,即同时用于交割与结算后续的实时市场以其作为实时运行的前提条件,属于实物性的日前市场;
因其对实时市场的强相关性和约束性,必须充分考虑后续实际运行的技术需求,在条件可能的情况下,宜与实时市场整体建设、管理- 金融交割方式,即只用于财务结算,与实时市场可以相对独立,属于金融性的日前市场。
- 日前市场运营的组织机构存在三种方式:
- 调度、交易合一的电力调度交易机构
美国各区域电力市场采取第一种方式,值得指出的是,它们的交易与我国交易机构概念迥异,主要指组织现货市场交易的职能,美国独立系统运营商事实上与我国当前的调度机构职能基本重叠(美国还增加了规划职能);
- 调度、交易机构分设的调度机构
各国家、地区多数采用前两种方式,我国试点地区均选择第二种方式,主要是日前市场出清需考虑系统安全约束,以确定次日机组组合方案与日前计划与调度机构负责的调度运行业务紧密联系,交由同一机构运营显然有利于提高电网运行安全稳定性、降低交易成本、提高市场效率。
- 调度、交易机构分设的电力交易机构,如洲的电力交易所
欧洲采取第三种方式,这是欧洲作为分散式电力市场,日前市场往往较少考虑系统安全约束(仅考虑跨国、跨区联络线)所致,也与欧洲没有统一的调度机构有关。
- 日前市场的定价机制是现货市场建设的核心问题,日前市场普遍采用的定价机制可分为四种,即系统边际电价(system marginal pricing,SMP)、分区边际电价(zonal marginal pricing,ZMP)、节点边际电价以及基于节点边际电价的区域电价(zonal pricing,ZP)
电力日内市场
- 指在日前市场闭市后至实时平衡市场开启前的某(些)时段的电力交易,通常每个交易时段为15~60min
- 在日内市场中,所有市场主体既可以买电,也可以卖电,交易主体申报实际交割前的各时段买电或卖电的量和价,通常采取先到先得、格优先的原则进行滚动、持续出清。
- 日内市场主要应用在日前市场交易结果需要实物交割的市场模式中,实际运用并不普遍
电力实时市场/实时平衡市场
指相对交割时点前1h的电能交易市场
- 实时市场(real-time electricity market)
兼有市场竞价交易与系统平衡调度的功能,发电上网电量都必须在实时市场报价和中标;
- 实时平衡市场(real-time balancing market)
仅以系统平衡调度为目的,前序市场交易结果与实际运行的偏差量可通过这类市场获得平衡。二者在运行机制方面有很大差异。
2. 电力现货市场的特殊性
电力现货市场建设是整个电力市场体系建设的重点和难点,也是最具争议的焦点。
\space\space\space\space 有一种观点认为电力现货市场的结构和交易规则没有必要独树一帜,其他经济领域的通用交易规则对电力也适用,不需要任何特殊的交易规则和协议。
\space\space\space\space 在我们前面的文章(电力现货问答第一问)中,明确解释了电力商品较之普通商品有其无可争议的特殊性。
\space\space\space\space 要深入了解电力现货市场的特殊性,则必须深刻理解电力的自然属性,自然属性的电力特殊性是与电力现货市场交易规则的特殊性高度一致的。
电力现货市场交易规则的特殊性,使得电力现货市场建设具有复杂性、挑战性,甚至争议性。
- 电能具有难以储存的特殊性。
这一特点导致供需双方提前达成的交易结果与需求方实时消费的电能量在数量上必然存在偏差,为弥补这种偏差,势必需要维持实时平衡的特殊的市场规则。
- 电力具有服从基尔霍夫定律的特殊性。
电力传输物理上服从基尔霍夫定律而不是在特定的交易对手方之间传递,在网络输送能力有限的情况下,不能保证所有的交易结果最终都能顺利完成交割。实时运行中,调度机构必须事先消除或事中依规调整发电或用电,以满足电网安全运行的需要,这势必需要网络阻塞管理的特殊的市场规则。
- 电力具有电能量与辅助服务相互依存的特殊性。
电力消费的终极产品是电能量,但离开辅助服务是无法实现的,电能量的生产和辅助服务是相互制约、相互依存的,这势必需要耦合辅助服务市场的特殊的市场规则。
- 电力具有快速传播的特殊性。
电力的快速传播性一方面使用户享有的产品具有同质性;另一方面,也使电力事故的影响具有全网性,无电网安全则无市场安全,客观上要求将维护电网安全和优质置于首位,这势必需要共同维护电网安全、优质的特殊的市场规则。
3. 电力现货市场建设的必要性。
建设电力现货市场的核心是建立竞争机制,通过市场实现电力资源的优化配置。
表现形式上,就是改变传统调度发电计划产生方式,形成"以市场交易结果作为安排调度发电计划的主要依据"的全新调度模式。
在电力工业一体化管理模式下,理想的调度方式是经济调度,以发电成本(煤耗)最低或供电成本(煤耗)最低为目标。按照等微增的原则安排发电调度计划并实时调度,实现全系统利益最大化,优化运行产生的效益在企业内部共享,并最终传导给用户,在发挥电力工业规模经济优势的前提下,实现了既有资源既定目标的最优化,其科学性毋庸置疑,但没能解决企业技术进步和管理提升的内在动力问题,而且所有的电力用户都是被动参与者。
随着发电和新能源技术的进步,电力工业的进入门槛逐步降低。
- 20世纪后半叶,一批独立发电厂商相继涌现电力投资主体多元化的格局逐渐形成,致使传统经济调度的效益分配出现难题。
- 按照级济调度安排发电调度计划并实时调度的模式受到了公允性的挑战,我国随即推行实施“三公调度”,按照两个“大致相当”的原则安排发电调度计划,即合同完成率大致相当和合同完成进度大致相当。
- 在公平和效率方面,虽然较好解决了公平问题,但却脱离了优调度的轨道。
- 总之,无论是经济调度还是“三公调度”,都没能全面处理好公平和效率的深层次问题,电力工业投资高度政治化,技术、建设和维护效率低下,监管和定价难度大等弊端亟待解决。
建设电力市场,通过市场机制促进提高效率,实现能源电力源的优化配置成为潮流。通过电力现货市场安排发电调度计划并实时调度近乎成为不二选择。
完备的电力现货市场须具有完全竞争市场所需的4个条件:
- 市场内有众多的买方和卖方;
“众多”是电力现货市场难以逾越但必须跨越的鸿沟,由于长期追求规模经济而形成的市场集中度畸高问题,以及广大用户参与竞争的技术壁垒问题都是无法回避的问题。
- 市场内每个厂商生产的商品是无差异的;
- 所有的经济资源可以在各市场主体间自由流动;
垂直一体化电网管理模式和输电网络结构等是这一条件的现实障碍。此外,管制依赖和管制依恋也是建设电力现货市场的严重阻滞。
- 市场内从事交易活动的参与者可以平等、完整地掌握市场信息。
电力体制改革的市场化取向,其内涵就是逐步消除阻碍电力市场建设的各项因素,以落实建设竞争性电力市场所必需的基本条件,这也是建设电力市场是一项政府行为的原因所在。但完善市场条件绝非一蹴而就,实践中也并非等条件完备了才开启电力现货市场,往往是在条件基本满足的前提下先行建设,在建设中暴露问题,以此倒逼各项制度的进一步改革。
世界各国、各地区建设电力现货市场的目的往往都不仅限于引入竞争机制,而是各有其不同的动机和目的,广泛涉及公用事业管理职能的转变、发电厂商利益的调整和消费者市场红利的分配问题,由于动机和目的不同,加上市场基础条件不同,自然也就形成了不同模式的现货市场。
但是,从原理上,电力现货市场的功能和作用也有其局限性,不应当指望通过电力现货市场解决所有的问题,掺入有悖市场原则的动机和目的,势必降低市场的效率,甚至导致市场扭曲。
- 我国在《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)中,明确指出建立电力现货市场的目的是“完善市场化电力电量平衡机制和价格形成机制,促进形成清洁低碳、安全高效的能源体系”。
- 在电力现货市场试点实践中,各省结合各自的实际,确定了市场建设的具体目标,各省电力现货市场建设目标不同,市场的模式也必然不同。
- 世界各国、各地已建成的电力现货市场都在不断完善过程中,甚至有推倒重建的,因此,电力现货市场需要在实践中不懈探索和丰富。