許傳龍:英國電力市場考察研究

作者:許傳龍 張粒子 發(fā)布時間:2017-11-01   來源:中國能源報(bào)

  從上世紀(jì)90年代起,英國的電力市場化改革一直受到全世界的密切關(guān)注,在很大程度上引領(lǐng)著改革潮流,并對我國的電力改革有著重要影響。20余年來,英國電力改革始終未曾停步,不斷發(fā)展完善。深入了解英國電力改革的實(shí)踐,借鑒改革深化的成功經(jīng)驗(yàn),對促進(jìn)我國電力改革的持續(xù)健康發(fā)展很有意義。

  《中國能源報(bào)》本期開始推出英國電力市場考察研究專欄,將從電力交易、市場力管控、計(jì)量結(jié)算機(jī)制、輸配電價體系、輔助服務(wù)、可再生能源補(bǔ)貼政策、輸電網(wǎng)成本分?jǐn)倷C(jī)制等方面,系統(tǒng)介紹英國電力市場概況,以饗讀者。

  英國目前有APX和N2EX兩家電力交易所,采用集中競價方式開展實(shí)物電力交易。英國電力交易所的出清機(jī)制相對簡單,既不考慮機(jī)組的運(yùn)行約束,也不考慮電網(wǎng)的安全約束。表面上看,似乎將復(fù)雜的電力交易變成了像買賣白菜、土豆等普通商品一樣簡單,但實(shí)際上,英國電力交易所的交易品種十分豐富、報(bào)價方式靈活多樣,并與電力負(fù)荷的特性和電力生產(chǎn)運(yùn)行的特點(diǎn)緊密契合,充分體現(xiàn)了電力商品的獨(dú)特屬性。

  一、英國電力批發(fā)市場的五個核心

  英國目前的電力批發(fā)市場運(yùn)行由場外雙邊交易、交易所交易、平衡機(jī)制、不平衡電量結(jié)算和輔助服務(wù)市場五個核心部分組成:

  1.雙邊合同由市場成員自行協(xié)商簽訂或通過經(jīng)紀(jì)公司組織的OTC交易簽訂,最長可提前數(shù)年,最短只提前幾個小時。

  2.英國有APX(2015年與歐洲大陸的EPEX SPOT交易所合并)和N2EX兩家電力交易所開展實(shí)物電力交易,二者互為競爭關(guān)系。交易所內(nèi)的各類交易均采用匿名方式開展,市場成員必須以現(xiàn)金或信用證的形式提供抵押擔(dān)保。

  3.平衡機(jī)制在實(shí)時運(yùn)行前1小時啟動,由隸屬國家電網(wǎng)公司的調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé),用以處理輸電阻塞和保障發(fā)用電的實(shí)時平衡。

  4.不平衡電量結(jié)算由專設(shè)的結(jié)算公司ELEXON負(fù)責(zé),對市場成員實(shí)際發(fā)用電量與合同電量之間的偏差電量進(jìn)行結(jié)算。

  5.輔助服務(wù)市場獨(dú)立于電能量市場,由國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)運(yùn)營。

  從各類交易的電量占比來看,英國電力批發(fā)市場是一個以雙邊實(shí)物合同(以下簡稱“雙邊合同”)為主的市場,雙邊合同的交易電量約占90%,交易所的交易電量約占5%,平衡機(jī)制的交易電量約占3%-5%。

  二、交易所競價交易機(jī)制

  以APX電力交易所為例,其交易品種分為拍賣市場、半小時日前拍賣市場、現(xiàn)貨市場和即期市場四大類。其中,拍賣市場和半小時拍賣市場均采用拍賣的交易方式,特點(diǎn)是市場成員必須在固定的關(guān)閘時間前提交報(bào)價,交易所對買方和賣方報(bào)價進(jìn)行匯總后,統(tǒng)一計(jì)算市場出清結(jié)果,類似于股票市場開盤前的集合競價;而現(xiàn)貨市場和即期市場均采用連續(xù)撮合的交易方式,特點(diǎn)是買方和賣方可以隨時報(bào)價、隨時成交,類似于股票市場開盤后的連續(xù)競價。

  1.拍賣市場和半小時日前拍賣市場

  APX的拍賣市場和半小時日前拍賣市場十分相似,均采用買方和賣方雙向報(bào)價、系統(tǒng)邊際出清的方式。區(qū)別在于,拍賣市場是在上午進(jìn)行,以第二天每1小時的電力為交易標(biāo)的;半小時日前拍賣市場是在下午進(jìn)行,以第二天每0.5小時的電力為交易標(biāo)的。

  拍賣市場和半小時拍賣市場的出清機(jī)制十分簡單,交易所將市場成員提交的各時段買賣報(bào)價進(jìn)行匯總。同一時段的報(bào)價,按賣電價格由低到高排序形成賣電報(bào)價曲線,按買電價格由高到低排序形成買電報(bào)價曲線,兩條曲線的交叉點(diǎn)就是該時段的市場出清價格,交叉點(diǎn)左邊的所有買電報(bào)價和賣電報(bào)價均成交,并按交叉點(diǎn)確定的市場價格進(jìn)行結(jié)算。

  拍賣市場結(jié)束后,將發(fā)布第二天24個時段的成交量和成交價格;半小時日前拍賣市場結(jié)束后,將發(fā)布第二天48個時段的成交量和成交價格。

  2.現(xiàn)貨市場和即期市場

  APX所謂的現(xiàn)貨市場和即期市場都是采用滾動交易的方式,市場成員可以看到市場中已經(jīng)提交的報(bào)價信息(匿名),并可以隨時提交自己的買電報(bào)價或賣電報(bào)價以達(dá)成交易,交割前65分鐘截止交易。區(qū)別在于,現(xiàn)貨市場的交易標(biāo)的是每0.5小時、1小時、2小時和4小時等較短時段的能量塊,一般提前2天開始交易;即期市場的交易標(biāo)的是基荷、峰荷、非峰荷等較長時段的能量塊,一般提前7天開始交易。

  特別值得注意的是,由于英國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)強(qiáng)、阻塞較少,英國電力交易所的各類交易以及場外的雙邊合同均不考慮電網(wǎng)運(yùn)行約束,也就是說不進(jìn)行安全校核,電網(wǎng)在實(shí)時運(yùn)行中可能發(fā)生的阻塞等問題由調(diào)度機(jī)構(gòu)通過平衡機(jī)制予以解決。也正是因?yàn)榻灰姿鶅?nèi)的各類交易無須安全校核,使得同一市場中有兩家交易所以競爭方式開展現(xiàn)貨交易成為可能。但近幾年來,隨著北部蘇格蘭地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)的快速增長,蘇格蘭和英格蘭、威爾士地區(qū)的阻塞問題日漸凸顯,阻塞管理成本大幅增加。

  需要說明的是,目前APX將提前幾天開始交易、交割前65分鐘截止的較短時段能量塊的連續(xù)撮合交易定義為現(xiàn)貨市場(Spot Market)。而在2000年之前的英國電力市場中,現(xiàn)貨市場是指采用拍賣方式交易的日前電力市場;北歐電力交易所開展的日前交易,與APX中的一小時拍賣市場和半小時拍賣市場十分類似,被稱之為現(xiàn)貨市場(Elspot Market)。因此,APX中的拍賣交易和連續(xù)撮合交易實(shí)質(zhì)上均可納入廣義的電力現(xiàn)貨交易范疇。

  APX中的連續(xù)撮合交易與拍賣交易相比,雖然報(bào)價方式和出清機(jī)制不同,但卻具有鮮明的共同點(diǎn):一是交易時間接近實(shí)時運(yùn)行。拍賣市場和半小時日前拍賣市場都是提前1天進(jìn)行交易,現(xiàn)貨市場和即期市場最長提前數(shù)天或數(shù)周開始交易,最短提前1個小時左右進(jìn)行交易;二是連續(xù)撮合交易和拍賣交易均是通過電子平臺上進(jìn)行分時段的集中競價,交易效率很高。雖然APX中連續(xù)撮合交易的成交電量比重很小,但對預(yù)測偏差較大的可再生能源發(fā)電企業(yè)而言十分重要。

  三、靈活多樣的報(bào)價形式

  英國電力交易所在進(jìn)行交易出清時,提供了靈活多樣的報(bào)價形式供市場成員自由選擇,不同的報(bào)價形式能夠滿足市場成員差異化的發(fā)用電特性。

  以APX中的拍賣市場為例,市場成員最簡單的報(bào)價形式是每個小時分別報(bào)價,各時段之間獨(dú)立成交。但對發(fā)電企業(yè)而言,這樣報(bào)價的成交結(jié)果可能無法滿足機(jī)組自身的啟停約束或爬坡約束。此時,發(fā)電企業(yè)可以將任意幾個連續(xù)的時段組成一個“能量塊”進(jìn)行報(bào)價,比如將早上8點(diǎn)至中午12點(diǎn)組成一個包含4個小時的能量塊;像核電這樣的基荷機(jī)組,則可以將全天24小時組成一個能量塊,一個能量塊中所包含的時段要么同時成交要么同時不成交,從而滿足機(jī)組連續(xù)運(yùn)行的需要。

  除了普通的能量塊報(bào)價之外,APX拍賣市場還有兩種特殊的能量塊報(bào)價,一種是關(guān)聯(lián)報(bào)價,另一種是互斥報(bào)價。

  關(guān)聯(lián)報(bào)價。市場成員可以指定只有當(dāng)某個能量塊的報(bào)價成交時,另一個能量塊的報(bào)價才能成交。例如,一個處于停機(jī)狀態(tài)的機(jī)組準(zhǔn)備啟機(jī)運(yùn)行,那么可以在需要啟機(jī)運(yùn)行的時段申報(bào)一個價格較高的能量塊以便能夠回收啟機(jī)成本,然后在啟機(jī)之后的時段申報(bào)一個僅考慮燃料成本的較低價格的能量塊,并將兩個能量塊設(shè)置為關(guān)聯(lián)報(bào)價,這樣就能夠保障只有當(dāng)啟機(jī)時段的能量塊中標(biāo)后,后續(xù)時段的能量塊才能中標(biāo)。

  互斥報(bào)價。市場成員也可以指定如果其中一個能量塊的報(bào)價成交,其他的能量塊報(bào)價則不再成交。例如,有一個可中斷負(fù)荷,在不影響正常生產(chǎn)運(yùn)行的情況下,可以在每天上午的10點(diǎn)-12點(diǎn)或下午的16點(diǎn)-18點(diǎn)降低負(fù)荷運(yùn)行,但每天只能進(jìn)行一次;那么,這個可中斷負(fù)荷就可以將上午的兩個小時和下午的兩個小時設(shè)置成兩個互斥的能量塊報(bào)價,以滿足自身的生產(chǎn)特性。

  四、對我國的啟示

  我國新一輪的電力體制改革正在穩(wěn)步推進(jìn),各地紛紛成立了相對獨(dú)立的電力交易機(jī)構(gòu)組織開展電力交易。與國外成熟電力市場相比,我國的電力交易機(jī)構(gòu)目前主要開展年度和月度的電量交易,并未約定如何將中長期的合同電量分解為每天、每時段所需交割的電力,雖然一定程度上提高了電力資源的優(yōu)化配置效率,但由于無法實(shí)現(xiàn)“電量平衡”到“電力平衡”的有效銜接,致使實(shí)際交易與調(diào)度運(yùn)行的銜接過程中仍面臨很多困難,限制了市場效率的進(jìn)一步提高。

  借鑒英國其他國家的電力市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn),電力交易機(jī)構(gòu)的核心業(yè)務(wù)在于組織具有分時電力平衡特性的現(xiàn)貨交易,以及在現(xiàn)貨交易基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電力期貨、期權(quán)等金融衍生品交易。因此,我國應(yīng)加快推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場建設(shè),推動電力交易機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型,進(jìn)一步提高電力資源優(yōu)化配置效率。

  (許傳龍系華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)博士;張粒子系華北電力大學(xué)教授、校長助理)

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