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论文摘要:随着我国电力市场改革的逐步推进,培养既懂电力市场理论,又能参与电力市场竞争的实践型人才,已成为“电力市场概秽课程教学的主要功能。本文就“电力市场概论”课程教学内容的深化改革进行探讨,为进一步提升课程功能提供借鉴。
一、电力市场改革概述
20世纪80年代末,英国对本国的电力工业实施市场化改革。主要内容是对电力工业中的发电、输电、供电业务进行分割,改革后的发电企业被重组为国家电力公司、国家发电公司和核电公司,除核电公司以外,其他电力公司都改组为私营股份制公司,实行独立核算,自负盈亏。成立国家电网公司,专门经营275kV和400kV的高压输电系统,并且负责与法国电网和苏格兰地区电网的互联工程。
为了展开市场交易,英国建立了电力联合运营中心(即电力库,Power Pool或P001),由国家电网公司负责运行。另外,12个地区供电公司也实行私有化,在售电环节展开竞争。改革后,电力市场对大用户(IMW及以上)开放,大用户可以自由选择供电方,即可从地区电力公司、电力联合运营中心和发电厂中任意选择供电方。
英国的电力市场改革迅速波及到世界许多国家,从而引起了一场全球性的电力市场改革。我国政府于2002年正式下发了5号文件,开始了我国电力工业“厂网分开、竞价上网”的市场化改革。随后便在我国的东北地区开展了“竞价上网”的试行工作。
同世界各国一样,由于电力工业长期以来实行的是垂直一体化的垄断经营,因此,随着电力市场改革的展开,电力企业普遍面临改革所提出的许多挑战。例如,电力企业需要学习掌握电力市场的相关理论,要自觉、尽快适应电力市场的环境,从而实现在电力市场的条件下形成企业新的管理模式;此外,电力企业如何在市场上展开价格竞争,如何吸引用电大户,如何按市场规律进行投资、融资,如何规避市场风险,如何制定适合企业自身特点的竞争策略等等,这些问题成为市场环境下电力企业管理中急需解决的内容之一,并引起电力企业管理层的高度重视。
面对电力市场建设所带来的大量全新课题,为促使电力企业尽快摆脱计划经济的影响,学习掌握市场经营、市场竞争的技能,培养和引进掌握了相关知识的人才是电力企业必然的选择。华北电力大学(以下简称“我校”)为了顺应我国电力市场改革的需要,以满足电力企业的需要为目的,按照完善本科课程建设和实现按照社会需求办学的宗旨,于2000年开始设立“电力市场概论”课程。
二、不断深化课程教学内容
设立“电力市场概论”课程,其主要功能是为了适应电力市场改革和电力企业的实际需要,培养出基础知识扎实,具有熟练实际操作能力,并能面临难题勇于创新的人Zo然而,电--力市场改革是一项长期、艰巨的探索过程,无论是理论研究、实践摸索等,都将是一个长期的过程。为了适应电力市场改革的发展变化,强化受教者的实践能力,更好地达成“电力市场概论”课程的功能,我们从三个方面对课程的教学内容和方法进行了持续的深化改革。
1.跟踪电力市场改革的步伐,不断调整和充实课程内容
一方面,我国的电力市场改革是一项十分复杂、漫长的过程。其中的许多改革内容还需要较长时间的探索,完善,因此电力市场改革决不是一蹴而就、能够快速完成的过程。另一方面,由于我国地域辽阔,经济条件、资源分布、社会发展水平等都存在着明显的不平衡性,因此,各个地区在实施电力市场改革时所选取的改革方案也存在差别。为了让“电力市场概论”课程具有更强的实时性、针对性,使课程功能得到增强,主讲教师利用与电力部门的联系,先后收集了国内各个地区电力市场改革的方案,并且将这些第一手资料整理后融入课堂教学知识引入教学。主要有“东北区域电力市场试点工作理论与实践探索”,“华东电力市场运营规则”,“华东电力市场试点工作文件选编”,“南方电力市场建设文件选编”,“我国电力市场监管和立法”,“台湾电业自由化方案”等,从而使“电力市场概论”课程的内容更加贴近实际,使学生更准确地掌握电力市场改革的内容和动向。
2.参与电力市场研究,实行科研促教学
如前所述,我国电力市场的改革将十分复杂,如何构建起完善的电力市场还有许多问题需要解决。因此,课程主讲教师采取了积极参与“电力市场改革”的研究工作,做到实时收集信息,跟踪改革进程,并将有关研究成果和电力市场改革信息带到课程中,以启发学生研究电力市场改革问题的热情,加深对电力市场改革的理解,并且能够启发和提高学生的创新能力。
近年来,“电力市场概论”课程的多位主讲教师先后参加了由中电联组织的大型课题:“电力市场改革研究”,申请了国家、省部级研究课程,通过课题研究,先后参与撰写了《电力负荷预测技术及其应用》、《电力工业管制与电力市场监管》、《发电市场》、《多种经营管理》、《电力企业战略管理》、《电力目标市场》等著作和大量论文。这些著作和论文不仅保障了“电力市场概论”课程所需要的教材和辅助材料,同时也使“电力市场概论”课程的内容更加生动和贴近实际,同时也给学生带来了许多可以研究、思考的问题,极大地提升了课程的功能。
3.完善课程教学平台
电力工业属于技术密集型行业,由于受现代科学技术的限制,目前电能还不能大规模的存储,因此,电能具有生产、传输、消费同时性,加上电力供应与消费需要保持协调,从而使电力工业的生产、调度、输送和消费等方面,涉及到大量的技术问题。而电力市场改革不但不会降低这些技术的复杂性,而且还会引起某些技术的复杂化。因此,在“电力市场概论”的讲解中,必然要涉及这些电力技术。为了让学生能够理解掌握这些技术内容,我们加大了对“电力市场概论”课程的平台建设。一是为了让课程教学紧密结合实际,增强学生理论联系实际的能力,我们在河北邯郸马头发电总厂天津市杨柳青发电厂河北省邢台电厂建立了实习基地,在学生任职实习、毕业实习等阶段。采取学校教师组织,现场技术人员讲解,让学生直接感受、了解电力企业生产经营的基本技术情况。二是通过软件开发、实验建设,实现电力市场、电力生产的一些关键技术的直观化、模拟化,以便于学生掌握。目前已经重点围绕电力负荷预测软件开发和实验建设、电力市场竞价模拟和实验进行了开发,并取得了良好效果。由于这些软件和实验同时与相关电教手段相结合,从而使课程教学的内容更加直观,并具有可实操性,从而大大提高了学生的实操能力。
总之,“电力市场概论”作为一门发展中的课程,既是时代给予我们的要求,同时也面临许多新的问题和挑战。只要我们紧紧跟踪电力市场改革的步伐,不断深化教学内容,就能够使“电力市场概论”课程的功能不断得到强化。
参考文献:
[1]王永干.等.电力市场概论[M].北京:中国电力出版社,2002.
之前,Yann L'Huillier曾在交易场所绿松石交易平台担任首席信息官。任职期间,他从零开始建立了该公司的交易平台,后来该平台后来被伦敦证券交易收购。而Yann L'Huillier也继续留在那里工作。
利顺金融集团的上一任全球首席信息官是做业务出身的,后来利顺金融集团面临着要更换核心交易平台的需求,因此该公司需要一位技术专家来担任首席信息官,他就是Yann L'Huillier。
广推电子化交易
在加入绿松石交易平台公司之前,Yann L'Huillier曾在多伦多证券交易所等证券交易机构担任高级IT职位。他于2001年更换了多伦多证券交易所的全部交易系统,并且还在2005年,将波士顿证券交易的核心系统更换。
由于Yann L'Huillier具备证券交易所引进电子证券交易系统的多年经验,他成为利顺金融集团准备在场外交易领域引进电子交易时的首要人选。在证券交易行业,交易频繁的交易商需要高速自动化的交易。
场外交易是银行之间做的交易。交易商间经纪人公司所做主要是服务经纪人之间做的交易。比如说,一家银行做一笔为一个大企业客户收购公司或者政府的债券的交易;再比如,一家银行通过一个场外交易,为一个企业客户实现换汇。这些交易都是匿名的,并不通过交易所进行。
绿松石交易平台使用现成的技术,包括供应商Cinnober提供的核心交易平台、用于市场监视的Progress软件和Detica技术的组合。它使用Neonet的软件提供市场数据,并利用清算所EuroCCP进行清算服务。这个基础设施位于金融服务IT服务提供商BT Radianz运营的两个数据中心,包括运行Red Hat Linux操作系统的惠普刀片式服务器。
利顺金融集团是五家大型交易商间经纪人公司之一,最大的是ICAP(毅联汇业)。Yann L'Huillier称,证券和场外交易的最大区别是场外交易不适合非常频繁的交易。股票交易必须向投资银行提供尽可能最快的交易速度(差之毫秒,就会产生很大的差别),而速度对于场外交易的交易商间经纪商并不重要。
交易商间经纪商像银行的匹配引擎一样工作。这些经纪商的人数约占全公司员工的三分之二。据了解,该公司员工约为2500名。他们让银行中的交易商相互匹配,像软件让证券市场中的买家与卖家匹配一样。这个区别是,股票市场中一个自动匹配引擎只在几毫秒内就可以完成这个事情,而在场外交易市场,经纪商需要使用计算机发现潜在的交易,并给他们的交易客户打电话进行沟通。
Yann L'Huillier说:“现在,场外交易市场正在发生变化,各种电子化需求涌现,市场电子化是必然趋势。”但是,他并不认为场外交易市场将完全实现电子化。“我们正在努力推进并实现电子化,因为我们需要准备好电子化这项技术。只有如此,我们才能够实现理想中的平衡。”
Yann L'Huillier面临的第一个挑战中的是建立一个核心软件平台,以便在需要的时候增加新的系统。一款名为“Nebula”的基于Java的系统于2011年5月完成的。
Yann L'Huillier介绍,这个系统拥有证券交易所的交易系统中的全部组件。Nebula和其他系统每天可以处理500万至700万个订单。
Yann L'Huillier说:“在这个市场中,我们没有交易频繁的交易商。相比速度,稳定性更重要。”据了解,利顺金融集团的正常运行时间同其他股票交易所一样高效。
从Nebula平台推出以来,在其上面建立的系统包括一个能够处理利率交换的系统和另一个处理货币的系统。
平衡IT资源
利顺金融集团需要Yann L'Huillier担任全球首席信息官,还意味着他必须保证企业重要的交易平台与IT部门之间的资源的平衡。IT部门负责保持在27个地方的2500名员工高效率地运营业务。
利顺金融集团有大约200名IT人员,90%新的IT开发工作与电子交易有关。Yann L'Huillier说:“我的大多数时间都用在与电子交易有关的工作上。”这个工作主要是监管在纽约和伦敦的两个IT团队做的开发工作。
Yann L'Huillier今年在公司IT部门的工作重点是降低成本。这样,更多的预算就可以投入到电子交易中。去年,该公司的IT团队大约削减了10%。
Yann L'Huillier称,经过与供应商艰苦地谈判,企业决定削减IT部门等方面的成本。“我们许多与我们有合作关系的供应商说,看,世界正在变化。我们仍然需要做生意,你们必须与我们合作。我们要花较少的钱得到同样的服务。”
关键词:机床电气 仿真教学 理实一体化 分组教学 考核评价
电气自动化设备安装与维修专业传统的实训课情景是学生在专用的网孔板上(或者是木板上)安装电气控制的各种电器,并完成导线连接。这种实训方法在教学功能上存在以下先天性不足。
第一,整个过程停留在“模拟实训教学”层面,与行业规范、实际工艺等元素脱节,也就是仅仅关注了“学”而忽视了“工”,培养出来的学生被用人单位称之为“半成品”。到岗后,学生在网孔板上积累的学习经验并没有多少实用价值,企业需要花费一定的人力物力从头培训学生的基本工作技能。
第二,实训教学是某个技能点的练习,由于没有系统的工作过程,培养出来的学生缺乏工作的整体策略,就算技能再高,也只能不断地重复某一项(类)操作。这种操作哪怕练得再熟练、再精准,也终将被自动化的生产机械所取代。
第三,传统的实训方法无法承载依附在专业技能上的综合职业能力,如适应环境的方法、发现并采用能优化工作的技巧等能力。
为了改变传统实训教学模式,学校在电气自动化设备安装与维修专业中选出一个班作为试验班,在常用机床电气检修课程实训教学中实施了“理实一体化”教学模式。采用模拟仿真、现场安装实战等教学方法,最大限度地贴近企业生产实际、接近行业规范、实际工艺要求等。学生的学习过程与该职业在社会上的实际工作过程一致,从资料收集、设计方案、优化方案、施工安装、验收调试、工作总结等环节,给学生提供了更多的思考空间和尝试机会。学生的学习经验可以直接转化成工作经验,从而培养了学生的工作策略,为其将来的职业生涯发展奠定了基础。
一、实施过程
1.组合实习小组
为了使学生之间优势互补、取长补短,将学生按成绩和认知特长进行搭配分组。每组组员集体选用一名组长,负责实习小组的管理,即在实习过程中所用工具的保管、本组成员的出勤情况,并配合老师对任务完成情况进行检查、评价。
2.强化安全用电知识,实施文明操作
在机床线路安装、配线、调试、故障排除操作中教育学生牢固树立“安全第一”的思想,严格执行安全操作规程,如工作前应详细检查所用的电工工具是否安全可靠,穿戴好必要的防护用品;线路在未经确定无电前,一律视为有电状态,不能用手触摸;电气设备的金属外壳都必须有可靠的保护接地;带电作业时,要有专人监护;对拆下的导线要将带电线头包好,防止触电;工作结束,所有材料、工具、仪表等分别归类放置等。培养学生规范、整洁、文明的工作作风,为学生进入企业实习上好安全教育的第一课。
3.收集整理机床设备的电气技术资料
主要包括以下内容:设备说明书、电气控制原理图、电气设备总装接线图、电器元件布置图与接线图、电气设备明细表。
4.电气原理图的分析
结合维修电工仿真实训室的宇龙机电方针软件,利用多媒体教学设备重点讲解、演示车床、万能铣床、摇臂钻床、磨床、镗床的工作原理和动作过程、机械与电器间的配合动作关系,熟悉常用机床基本结构、运动形式以及对电力拖动系统的要求基础上,进行电气原理图识读和分析。
(1)分析主电路。从主电路入手,根据机床所用电动机和执行电器的控制要求,分析它们的控制内容。主要包括:机床各个电动机及其他设备的类别、用途、接线方式、运行要求;电动机启动、转向、调速、制动灯方面控制要求和情况;主电路使用的控制电器和保护电器;电源情况等。
(2)分析控制电路。 根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环节,利用电动机的典型控制环节的知识,按功能不同将控制线路“化整为零”来分析。包括:控制电路电源、各种继电器接触器的用途、电器元件之间相互关系、连锁控制环节等。
(3)分析辅助电路。辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警灯部分。它们大多是由控制电路中的元件来控制的,所以在分析辅助电路时,还要回过头来对照控制电路进行分析。
(4)分析联锁及保护环节。机床对于安全性及可靠性有很高的要求。要实现这些要求,除了合理地选择拖动和控制方案外,还在控制线路中设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。
(5)总体检查。经过“化整为零”,分析完每个局部电路原理及各部分之间控制关系后,再通过“集零为整”的过程,查证整个控制电路,从整个控制电路、从整体的角度进一步检查和理解各控制环节间的联系。清楚理解全部电路原理、电气系统控制过程、各电器元件的作用,了解相关主要技术参数情况。
5.电气控制系统的安装
普通机床电气控制系统安装步骤如下。
(1)安装准备工作。
第一,获取《任务书》及相关资料。
第二,拟定电气控制系统安装、调试方案。
第三,识读电路原理图、电器元件布置图、电器安装接线图。
第四,选取电工工具、测量仪表。
第五,根据电气设备明细表按要求选取和检查电器元件。
第六,施工过程中的安全组织、现场条件满足相关要求。
(2)电气设备(元件)安装。
第一,根据元件清单配齐电气设备、元件、材料和辅助用品。
第二,安装栅形布线槽。
第三,按照电气设备布置图安装电器元件。
第四,根据平面布置图安装控制柜外元件。
(3)接线。
第一,根据平面布置图等图样安装导线通道。
第二,打印线号和元件编号,给元件贴上与布置图等图样一致的编号。
第三,根据平面布置图放线。
第四,根据接线图进行控制柜内部接线,套上与图样一致的编码套管。
第五,进行控制箱外布线,套上与图样一致的编码套管。
第六,按要求进行导线的剥削、线头制作、导线的连接、导线与接线柱的连接。
(4)电路检查。
按照电阻法、电压法等方法对电路进行接线检查。
(5)安装电动机和电气设备保护线。
按照要求安装电动机和传动带,并紧固。
6.电气控制系统的调试
机床电气控制系统的调试是安装完成后紧接着进行的一个环节,具体步骤如下。
(1)拟定调试的方案。机床电气安装后,经过检查后进行电气调试。在调试前应当制订调试方案,主要内容包括:记录表格制定、调试过程、测试调试记录、结果分析等。
(2)通电前测试。
第一,检测电动机及线路的绝缘电阻。相―相、相―地绝缘电阻应相间、相对地不低于0.5MΩ,控制电路绝缘电阻对地不低于0.5MΩ。
第二,检查电动机外壳、元器件外壳保护线及其他保护线是否接好。
第三,根据元件布置图,检查元件的安装位置是否正确。
第四,根据平面布置图,检查线路走向元元件、设备的安装是否正确。
第五,检查电动机和带轮等机械部件是否安装好。
第六,根据原理图、接线图、对电路进行对点检查、短路检查、回路检查,修改完善控制线路。
第七,检查导线接点是否符合要求,压接是否牢固。
(3)通电操作。
第一,验电。检查电源是否正常。
第二,根据原理图和调试方案进行线路功能检测,机床不带电动机等负载调试。
先进行单个功能的调试,观察对应的元件动作是否正确;再做整体调试,观察各电器元件动作顺序是否正确。
第三,根据原理图进行线路功能检测,机床带电动机等负责调试。
首先检查电动机与生产机械的传动装置是否正常。然后进行单个功能的调试,看电动机的运行和转动是否正常,机构动作是否正常。之后再进行机床的整体调试,观察机构动作顺序是否正确,运动形式是否满足工艺要求。最后校验机床满负载运行是否工作可靠。
第四,停车,完善调试记录。
(4)完成测试。收拾工具,清理现场,做到安全文明生产。
7.故障诊断与维修
机床电气控制系统故障诊断与维修的步骤如下。
(1)明确故障。针对在调试中出现的问题,或通过与机床实际操作者交流,还可以通过看、问、闻、听、摸等来判断故障现象,以明确故障现象。
(2)分析原因。明确故障现象后,对故障原因分析可以按先分析主电路、后控制电路及其他电路步骤进行。
(3)确定故障点。确定故障范围后,用测量方法来确定故障点,如电压测量法、电流测量法、电阻测量法、置换法、短接法等。最常用的是电压法和电阻法。
(4)故障排除。在保证人身和设备安全前提下,尽量在停电情况下操作。必须带电操作时,则先接通控制线路,后接通主电路。在排查故障过程中,使用的仪表应该量程合适。
二、考核评价
每学完一个项目或任务,对学生学习状况进行考核和评价,采用做中教、做中学、做中考的评价方式,考核分三部分:一是学生自评,二是学生互评,三是教师评价。
其中:自评和互评占总成绩的80%,自评和互评所占比例为7:3。
教师评价为平日考核,占总成绩的20%。
考核方式采用百分制,综合考核,分合格(≥60分)和不合格(
三、小结
国外电力双边交易主体构成情况分析国外电力双边交易的主体包括:交易性主体和非交易性主体。国外典型国家电力双边交易的交易性主体一般包括:发电商、售电商(包括趸售商和零售商)、中间商(包括交易商和经纪商)、终端用户;而国外电力双边交易的非交易性主体一般包括:输配电服务提供商、交易管理机构与调度管理机构。在交易性主体方面,各国交易性主体的多样性主要体现在电力双边交易的中间环节,即售电环节。在售电环节,各国参与主体主要包括:售电商和中间商。售电商主要是指通过与其他交易性主体签订双边合约,进行电力转运的市场主体,售电商主要包括趸售商和零售商;中间商主要指为促成电力供需双方双边交易的达成,从事电力转买转卖,或起居中撮合作用的市场主体,中间商包括交易商和经纪商。售电商与中间商最大的区别在于:售电商一般拥有自己的输配电网络,而中间商则没有自己的输配电网。在非交易性主体方面,各国非交易性主体的多样性主要体现在调度管理机构与交易管理机构的设置方式以及交易管理机构的细分上。目前,各国电力双边交易调度管理与交易管理的机构设置方式主要分为两种:一种是调度管理机构与交易管理机构分开设置;另一种是调度管理机构与交易管理机构统一设置。而部分国家对电力双边交易的管理机构又进行了细分,包括:电力金融交易管理机构、平衡交易管理机构等。国外电力双边交易的交易种类分析随着各国电力工业市场化改革的逐渐深入,各国电力双边交易种类也日渐多样化。总体来说,根据划分规则的不同,各国电力双边交易的种类可以分为以下几种:按交易的地域跨度划分,各国电力双边交易可以分为:跨国双边交易、跨区(省)双边交易、区域(省)内双边交易;按交易的时间跨度来划分,各国电力双边交易可以分为:远期双边交易、日前双边交易;按交易的主体划分,各国电力双边交易方式可以分为:发电企业与电网企业的双边交易、电网企业之间的双边交易、发电企业与用户的双边交易、电网企业与用户的双边交易,以及发电企业之间的双边交易;按交易标的划分,各国电力双边交易可以分为:实物双边交易和金融双边交易、电量双边交易和容量双边交易;电能双边交易和服务双边交易(包括输配电服务、辅助服务等)。国外电力双边交易的交易方式分析按照交易组织方式划分,国外电力双边交易的交易方式可以分为:集中撮合(场内)交易和OTC(场外)交易;按照交易达成方式划分,国外电力双边交易可分为:基于物理合约的双边交易和基于电子平台的双边交易。集中撮合双边交易主要是指在交易场所内达成的,由交易管理机构“牵线搭桥”,受交易管理机构监管的双边交易,集中撮合交易一般都有标准化的合约。OTC双边交易主要是指在交易场所外,由双方自由谈判达成的双边交易,有标准式的合同也有根据双方需要特别订立的合同。在发达电力市场国家的电力双边交易中,OTC交易一般占比较大;而在电力市场尚未完全成熟,市场化程度不高的国家,OTC交易一般占比较大。国外典型国家OTC交易大致比例为:英国:65%;美国PJM:70%;美国德克萨斯:80%;澳大利亚:65%;俄罗斯:30%;北欧:60%。随着各国信息技术的发展,基于电子平台的电力双边交易越来越普遍,特别是对于短期电力双边交易,电子交易平台的优越性更加凸显。在英国,超过80%的年度内双边交易都是通过电子平台达成的。2.4国外电力双边交易机制分析国外电力双边交易机制包括:组织机制、平衡机制、价格形成机制、风险防范机制。随着各国电力工业市场化改革的不断深入,各国分别从组织机制、平衡机制、价格形成机制、风险防范机制4个方面不断完善电力双边交易机制。
典型国家电力双边交易模式对我国的启示
提高电力双边交易的灵活性,促进电力双边交易的大规模开展国外经验已经证明仅仅依靠交易管理机构的“牵线搭桥”很难保证大规模电力双边交易情况下市场的运行效率。为此,各国纷纷在在电力双边交易的售电环节引入中间商从事“转买转卖”和“居中撮合”,降低了交易成本,提高了市场的流动性,从而促进了各国电力双边交易的大规模开展。目前,我国已开展的电力双边交易尚存在市场主体交易积极性不高,缺乏交易自主性等问题。适时引入中间商,对提高市场交易主体的积极性和自主性,进而促进我国电力双边交易的大规模开展具有重要意义。明确各参与主体的责权义务,有利于实现电力双边交易全面、规范的管理,提高管理效率国外电力双边交易中涉及主体较多,因此,各国电力市场对主体的准入、主体应承担的责权义务进行了明确的规定。各交易主体在交易过程中履行相应的义务,由此保证了市场的有序运行。我国开展电力双边交易的过程中,有必要借鉴国外电力交易主体的管理模式,设计符合我国实际国情的规定,有效约束交易主体的行为,确保市场的规范化运作。国外双边交易种类构成对我国的启示(1)大力推进跨区(省)电力双边交易的开展,实现资源大范围优化配置通过对国外典型国家的电力双边交易的分析可以看出,各国跨区(省)电力双边交易占双边交易的比例较大。英国主要有英格兰—威尔士跨区交易;澳大利亚则是通过更大范围内的双边交易建立起了国家电力市场;美国主要依托其区域电力市场,大力开展跨区电力双边交易;北欧四国则依靠统一的交易管理机构(NordPool),积极开展跨国电力双边交易;欧盟则建立其统一电力双边交易市场。目前,我国已经开展的发电企业与电力用户双边交易主要局限于各省的地域范围内。以省为单位的电力双边交易既不利于各区域内资源的优化配置,也不利于“西电东输”“南电北送”等国家能源战略的贯彻落实。随着我国电力供需紧张状况的缓解,各发电企业为实现较高的发电设备利用小时,都希望在本省以外开拓市场,要求参与跨省、跨区电力交易;用电企业也希望打破地区界限,在更大范围采购电力,降低生产成本,规避经营风险。因此,我国应当借鉴国外经验,发展跨区(省)电力双边交易,实现我国电力资源更大范围内的优化配置。(2)积极开展不同时间跨度的电力双边交易,充分利用不同时间跨度下电力双边交易之间的套利关系,规避相应的市场风险通过对国外典型国家电力双边交易开展情况的分析,我们可以看出各国根据交易时间跨度的不同,建立了不同的电力双边交易。各国的电力双边交易按照时间跨度可以分为:中远期双边交易和日前双边交易。通过赋予各交易主体对于不同时间跨度下各类电力双边交易的选择权,市场中的各个交易主体可以充分利用不同时序下各类双边交易之间的经济套利关系,规避市场中价格风险。目前,我国的电力双边交易种类单一,主要以中长期交易为主,缺乏近期甚至是日前的双边交易,这使得我国电力双边交易市场流动性不足。因此,我国应当尽快完善电力双边交易的时序种类,提高市场流动性,规避市场价格风险。(3)适时开展电力金融双边交易,利用金融工具确保市场的稳定运行国外典型国家电力金融双边交易主要分为:期货交易、期权交易与差价合约交易。国外典型国家电力双边交易开展的情况可以看出,各国普遍建立起了电力金融衍生市场,广泛开展电力金融双边交易,电力金融双边交易量占总交易量的比例较大(以澳大利亚为例,该市场的期货交易量占NEM物理能量交易总量的22%)。期权、期货等金融产品的引入为市场参与者管理电力市场的风险提供了有价值的工具。目前,我国尚未开展电力金融双边交易,各市场交易主体缺乏规避市场风险相应的金融工具。随着我国电力工业市场化改革的深入,我国电力市场运行方式将更加灵活,市场参与者将面临更大的交易风险,因此我国应当借鉴国外经验,适时引入电力金融产品,开展电力金融双边交易,确保未来我国电力市场的稳定、高效运行。国外电力双边交易达成方式对我国的启示(1)在双边交易开展初期,应主要开展集中撮合的电力双边交易根据以上对各典型国家电力双边交易开展情况的分析可以看出,在英国、美国等发达电力市场国家,电力双边交易主要为OTC交易;而在俄罗斯等电力市场欠发达国家,主要开展集中撮合的电力双边交易。在电力双边交易开展初期,各项配套机制尚不完善,双边交易面临着信用风险等诸多风险,因此应当大力开展场内双边交易,充分发挥交易管理机构的监管作用和信用保证作用,确保电力双边交易的顺利达成。而在电力双边交易的成熟阶段,各项配套机制均已建立,各市场主体均已相互熟悉,此时应当鼓励场外双边交易,以提高交易的灵活性和市场的流动性。目前,我国尚处于电力双边交易大规模开展的酝酿期,各项政策法规与相应的配套机制亟待完善。因此,在交易方式的选择方面,应在现阶段开展以集中撮合为主的场内交易,而在电力市场成熟阶段适时开展OTC交易。(2)加强电力双边交易电子平台建设,提高电力双边交易的信息化水平电力双边交易的顺利进行,需要以大量的数据信息为支撑,电子平台中技术支持系统的建设是交易市场中不可或缺的环节。在电力双边交易市场成熟阶段,双边交易的类型将日趋多样化,更需要通过电子平台建设以提高双边交易效率。电力双边交易过程中所涉及的数据申报、负荷预测、合同管理、交易计划的编制、安全校核、计划执行、辅助服务、市场信息、考核与结算等环节均需要通过相应的技术支持系统完成。这些系统包括:能量管理系统、交易管理系统、电能量计量系统、电能量考核与结算系统、合同管理系统、报价处理系统、市场分析与预测系统、交易信息系统、报价辅助决策系统等。借鉴国外经验,我国在电力双边交易开展过程中应当高度重视电子平台建设,通过制定电力双边交易技术支持系统的实施方案、发展目标和运营规则要求,保证技术支持系统的实用性和适应性,提高电力双边交易的信息化水平。国外电力双边交易机制对我国的启示(1)优化交易管理机制,促进电力市场和电力系统健康发展国外电力双边交易的执行过程中,维护电网安全稳定运行,是电网企业、购售方、售电方共同的社会责任。北欧和英国的电力市场交易机构和电网调度机构在形式上相互独立,但由国家电网调度机构主导电力平衡市场。电网调度机构(系统运营商)主要负责平衡服务而不参与正常的市场交易,有效避免了电网作为自然垄断环节参与经营可能产生的不公平行为。借鉴国外经验,我国在开展电力双边交易过程中,应充分把握各相关主体的职责义务,做到分工清楚、权责明确,为市场参与者搭建公平合理的责任风险分配关系。(2)建立高效的平衡机制,确保各类双边交易的有序开展从国外典型国家电力双边交易开展的情况可以看出,电力双边交易过程中因供需形式变化、联络线约束等客观原因导致合约无法顺利执行,而出现交易不平衡的现象,需要引入平衡机制,处理双边交易达成与执行过程中出现的电力电量不平衡,包括由发电企业、用户或输配电服务等环节引起的不平衡问题,提高市场运行效率。我国目前虽然已经进行了发电侧的集中竞价试点,但真正意义上的基于市场的平衡机制尚未建立。因此,随着电力双边交易建设的提速,我国应适时建立电力现货交易市场(实时市场),以之作为电力双边交易市场的补充,提高双边交易市场的运行效率。(3)明晰输配电价与辅助服务价格,保证电力双边交易的公平开展电力双边交易真实价格的发现有赖于明确、清晰的辅助服务与输配电价格。通过对国外典型国家经验分析可知,输配电价格与辅助服务价格是准确评估双边交易成本的关键。目前,我国尚未建立合理的价格机制。近年来,国家重点疏导了发电价格矛盾,但输配电价两头受挤的状况始终未得到合理的解决,电网建设的还本付息和资产经营效益缺乏必要的保障;此外,我国仍未实现辅助服务交易机制的市场化,辅助服务缺乏明确的价格。因此必须尽快推动我国的输配电价改革,形成市场化的辅助服务交易机制,为我国电力双边交易的开展创造条件。(4)充分发挥交易管理机构的平台作用,避免电力双边交易过程的潜在风险从国外典型国家经验可以看出,交易管理机构在电力双边交易过程中发挥重要的平台作用,如美国PJM市场针对电力实物交易建立了电力交易中心(PX),针对电力金融交易建立了电力交易所,以此管理市场中的各类双边交易。电力双边交易的结算大多表现为信用结算,因此对交易双方信用有较高要求。因此,加强交易管理机构对结算过程的介入有助于提高整个交易的信用等级,有效控制结算风险。在PJM市场,电力交易管理机构不仅为场内双边交易提供结算平台,而且为场外非标准双边交易提供了交易、结算服务,并对此类交易的结算同样进行严格的信用管理。若发电商和负荷服务商签署大额、交割时间长的双边交易合同,则往往通过场外结算平台进行结算,减少交易风险和降低交易成本。电力双边交易往往存在较大的信用风险,因此,在我国电力双边交易市场建设中,应当充分发挥电力交易中心在双边交易、管理、结算等过程中的平台作用,在交易撮合、信息的基础上,做好信用管理工作,以保证我国电力双边交易结算的公正性,维护各市场交易主体的利益。
结语
8月下旬,德国首都柏林已有一丝秋意。如同西欧其他拥有悠久历史的城市一样,柏林呈现出平和洁净的景象。而作为德国第一大城市,这里拥有最密集的人口以及建筑,随处可见的电动汽车以及充电桩、西部城郊田野里的风力发电机以及造型奇特的大型绿顶的圆柱沼气发酵槽。这些无不在提醒着来访的游客这是一座拥有众多新能源类型的“绿色”城市,而正因此,在这里孕育了众多的能源公司。
从市中心的波茨坦广场出发,驱车十五分钟,由《能源》杂志组织的德国电力市场考察团一行人就来到了众多能源从业者纷涌而至的欧洲能源科技园。之前,这里则是提供柏林城市热和电的煤气厂。
煤气厂 1860年建成,一直使用到1995年,2008年城市煤气公司由于其能源功能丧失其卖给了一个地产商。而这位地产大亨找到了德国能源署前署长科勒先生,希望将这座旧时代的能源基站改造成新能源时代的柏林标志。
在经过一番改造之后,这里吸引了上百家能源公司的入驻,从像施耐德那样的大公司到一些新能源技术研发的初创公司,大约2000名从事能源相关的人员在这里工作。而对于入驻的能源公司,科勒提出了一个要求――公司从事工作必须涉及能源转型。
对于德国而言,能源转型已经是实施了20多年的一项能源政策。当1990年能源转型政策落地之时,可再生能源发电量在德国发电总量中所占的比例几乎可以忽略不计。而到了2015年,可再生能源电力在总电量中的比例则上升到32.5%。2020年,这一比例将达到35%。
伴随着德国能源转型的成功,一些新的能源技术以及服务类型开始衍生出来。更为重要的是,一个与如此清洁的能源系统相匹配的成熟能源市场开始建立起来。
多元化的市场主体
在科技园里,《能源》杂志记者看到了未来能源图景,随处可见的电动汽车和光伏板,一个完整的智能微网系统以及储能系统还有一套灵活的监测系统。更为惊人的是,这里已经实现了100%新能源发电。
据科勒先生介绍,在园区里建设1MW电池组,对于风电、光伏波动一次调频。由于购买新的电池很贵,经济上不划算。园区和奔驰合作,将电动汽车上已经使用3-5年电池拆卸下来使用,据预测这种老化电池还可以再使用8-10年。随处可见的电动汽车,通过用电低峰充电、高峰放电,也发挥了调频作用。并且这里安装了60多种充电桩,成为了德国电动汽车示范中心。
对于这个未来能源场景的实现,园区里很多公司都参与其中,施耐德设计整个能源监测和管理系统。而在施耐德设计的能源组合中,对不同发电类型、天气、供需等情况进行模拟。除了像施耐德这样的国际化大公司,围绕着能源服务,园区里还有很多“小而美”的初创公司。
在这里,我们拜访了GETEC公司。这是一家拥有20年历史的家族企业,也是一家新型能源服务公司。在德国企业中,它还比较年轻。GETEC成立之初,主要从事的是合同能源管理业务。彼时德国电力市场还没有开放,GETEC主要通过自己小的机组给企业提供热和电。后来伴随着电力市场的逐步开放,它逐渐进入了售电市场,而现在已经没有任何发电资产,只是通过电力市场进行购电交易,并给客户提供能源管理的服务,同时投资、管理一些商业中心的配电网。
随着可再生能源消纳问题在德国的日益突出,GETEC也找到了新的业务板块――储能电池。它投资建设了世界第一大储能电池功率,占地1000平米,也是用奔驰电动汽车退役下来的电池组装而成。GETEC商业部门负责人Moritz Matthies称,这是电池第二生命周期。“这组电池站给生产精密设备的工业用户使用,他们对电的使用情况敏感,希望提高电力使用质量。回收成本5年之内,电池可以使用10年。我们也是第一个不要补贴的储能项目。”
在德国,像GETEC这样新生的能源服务公司还有很多。灵活、快速适应市场的商业模式,成为了他们生存的密匙。独立售电商们成为德国售电侧商业模式创新的引领者,他们一方面寻找具有相同特点的用户群体为他们量身订做售电套餐,另一方面和许多不同行业的公司合作,将售电业务和智能家居、合同能源管理、节能服务等进行结合,试图在单纯的售电业务之外寻找到更多延伸空间。
而在这样一个庞大的市场中,那些传统的巨头们令人难易忽略。1998年,德国通过《电力市场开放规定》,吹响了电力市场化的改革号角。通过电力市场化改革,强化行业内竞争,消除垄断,拆分垂直一体化的企业,实行电网接入开放。在此之前,德国电力市场也是高度一体化的垄断市场。四大电力而对于意昂(E.ON)、巴登-符腾堡州能源公司(EnBW)、莱茵能源公司(RWE)、大瀑布公司(Vattenfall)四大德国传统电力商拥有了德国超过80%的电力装机,并且业务几乎涉及电力的全产业链。
伴随着电力改革的进程,高度垄断的四大能源巨头逐步被拆分。然而,从 1998年至今,历经近20年的改革,作为传统的电力巨头们,意昂、巴登-符腾堡州能源公司、莱茵能源公司、大瀑布公司至今仍然主导德国能源市场。
在当今的德国,发电行业和中国一样非常集中,上述四大能源集团拥有了56%的装机容量以及发电量占到德国总发电量的大约59%。在配电环节,产权比较分散,是一个充分竞争的市场。此外,最值得关注的就是售电环节。虽然经历了拆分,四大能源公司也是德国最大的零售商,2012年占到终端用户售电45%。而正是由于各种类型的售电公司出现,让用户拥有更为充分的选择权,选择并更换电力供应商。
市场主体的多元化,以及能够提供差异化服务并且能够降低客户用电成本的售电主体才会吸引更多的客户。
独立的交易平台
在柏林,考察团拜访了大瀑布公司。这家100%瑞典国有公司,涉及了热电生产、销售以及配电各个环节。一名工作人员向我们介绍。近些年来,公司发生了两个比较重要的转变:一是发电业务板块向低碳转移,逐渐出售褐煤电站。二是从售电向能源服务转型。“到2012年,德国建立比较健全的电力市场规则。从2011到2012年间,Vattenfall将煤炭、电力、天然气等交易都进入市场。并且以小时、日、十天为单位的市场需求确定一次能源的消费。”
在汉堡,Vattenfall建立总的交易中心,在电力市场以每十五分钟出售,并且根据价格信息,调整发电站的出力。Vattenfall的交易无疑证明了一个成熟的能源市场,特别是电力市场,离不开一个成熟的中介平台。
在欧洲,由于历史和区域分布的原因,大致可以划分为8个区域电力市场。这8个区域电力市场分别是:伊比利亚电力市场(Iberian market)、意大利电力市场(Italian market)、东南欧电力市场(SE Europe market)、西欧电力市场(W Europe market)、东欧电力市场(E Europe market)、英国和爱尔兰电力市场(GB/IRL market)、波罗的海电力市场(Baltic market)、北欧电力市场(Nordic market)。其中运作时间最长历史最悠久的当属北欧四国的北欧电力市场Nordpool。
2000年 6 月,德国成立了一家电力交易所――莱比锡电力交易所。而后,在法兰克福第 2 个电力交易市场欧洲电力交易所开始营业。2005年两个电力交易所合并,组成欧洲电力交易所,总部设在莱比锡,欧洲能源交易市场EEX已经成为中西欧影响最广泛的电力交易市场。
据资料显示,欧洲能源交易所的最大股东为欧洲期货与期权交易所股份公司,占股达56.14%,其次为4家德国能源供应公司,占股11.97%,欧洲能源交易所所在的萨克森州占股11.90%,德国以外的国际能源贸易公司占股11.27%,其他银行、能源供应商/公共事业单位等各占股3%~4%,工业行业的股东占股0.75%。
欧洲能源交易所为会员制,业务类型包括为会员现货和期货交易产品,为会员的交易提供清算服务,以及为会员提供担保和风险承担的服务。
2015年,通过EEX电力交易平台交易的电量达到3000TWH,其中现货交易电量大约为524TWH,期货交易电量为2537TWH。除了德国,EEX平台的客户还来自于卢森堡、法国、英国、荷兰、比利时等欧洲国家甚至澳大利亚以及美国的一些客户也通过EEX进行交易。
电力交易主要两种形式就是场外交易(OTC)和电力交易所交易。OTC交易是一种双边交易,交易双方将直接进行交易。在电力交易所交易时,售电和购电方完全是匿名进行的,也就是交易双方互不相识。
在电力交易所内,电力产品成为了标准化的商品,通过电力交易所交易时,市场参与者将订单直接放到交易所系统里,系统会将所有订单集合在一起。交易者可以将自己的买卖订单放到交易所,当买卖订单相互满足时,即签订交易合同。
每一个签订的合同,合同双方都必须履行一定的职责:买方需要消耗合约规定的电量并支付电费,而卖方需要完成电力的供应。由于交易是完全匿名的,所以所有交易必须通过交易所来清算。
与此同时,通过电力交易所交易的电价都是对外公布的,但是参与交易的交易者仍然是匿名的。通过匿名交易,市场参与者不需要考虑现有的客户关系,交易策略也不必对外公开。在欧洲能源交易集团(EEX)可以进行电力期货以及现货交易,其中现货市场交易由其子公司(EPEX Spot)负责。
据EEX电力部门经理Norbert Anhalt介绍,在EEX交易平台中,现货商品是以每15分钟、每小时为单位,而期货市场以天、周、月甚至年为单位。而他们所服务的客户中一半为电力企业,一半为财物型的企业。在交易所内部,事业部门负责交易的日常运行,而此外交易监督部门也异常重要,是对该交易所内的交易进行监督。交易所类似股票交易所的功能同时,其盈利模式是在成功的交易中收取佣金。
此外,交易所作为交易双方的中间合作商,将承担客户的亏空风险,换句话说当签订合同的一方无法履行合同时,交易所将替代对方,负责履行这个合同。这也是交易所交易对比场外交易的一大优势,因为交易所将承担客户无法支付的风险。
Norbert Anhalt认为负责这项工作的EEX的子公司European Commodity Clearing AG(ECC AG)非常重要。
宁夏电力交易市场体系建设的实施路径
完善市场管理体系,提升市场运营效率全面升级电力交易机构为有效促进电力交易机构的规范化、标准化运作,宁夏电力机构采取以下措施开展交易机构运营升级。一是升级服务理念。面向市场主体,秉承公平化、标准化、专业化服务理念,简化电力交易业务流程,缩短办理时间;建立信息共享平台,实现交易信息公开共享。二是服务承诺。以客户为中心,从市场主体管理、交易组织、电费结算、信息、政策落实、信息安全保障等方面向市场主体服务承诺,通过践行承诺,推动服务能力和服务水平全面升级。三是升级业务协同。交易机构、调度、营销、财务等部门建立横向贯通管理机制,制定“输电能力-交易计划-安全校核-关口计量-月清月结”交易全过程管理流程,着力解决电能“上网”和“送出”的通道受阻问题。建立多维“安全网络”为提升市场化交易的安全管理水平,建立多维协同的监管网络。一是建立“纵向统一”工作体系。建立与北京电力交易中心、政府电力主管部门协同的工作体系,实现“业务全覆盖、业务颗粒度大小一致、业务唯一、业务四级分类”,确保政策统一落实、统一贯彻,有效提升电力市场交易在国家与省级电网协同通畅。二是是建立政企、网厂“多方联动”沟通体系。积极与政府电力主管部门及电力监管机构建立多方联动沟通机制,建立电力市场交易信息定期制度,确保电力市场准入及注册、电价疏导、市场化交易等工作满足国家和地方政策和监管要求。四是建立闭环管理机制。交易机构内部各职能专业之间通过建立电力消纳市场分析、交易计划编制、电能结算等业务服务流程闭环管理模式。
发挥电网结构优势,开发新能源交易模式
充分发挥宁夏地区清洁能源富集、特高压密集的特殊优势,围绕新能源消纳能力提升积极创新交易模式。实施“风火打捆”交易模式为促进区内新能源消纳,创新实施“风火打捆”交易模式,“风火共济”释放改革红利。通过交易机构新能源企业与火电企业开展大用户交易合同电量转让交易,鼓励和引导新能源企业通过“风火打捆”的形式参与区内直接交易,发挥火电运行稳定持续发电特点,推动风电和光伏的发电利用率双提升。扩大新能源省间交易规模为加大跨省区新能源外送规模,依托宁夏电网超、特高压直流外送电通道优势,以电网安全为首要原则开展新能源跨区跨省外送电交易组织,通过与山东、浙江等东部用电负荷大省建立长期外送电合作模式,努力扩大中长期外送电交易规模。开展新能源与火电发电权交易结合宁夏火电机组和新能源机组运转特性,通过创新开展省内新能源与火电发电权交易和跨区跨省发电权交易,力促发电成本高的燃煤火电机组将计划电量转让新能源发电企业,进一步拓宽宁夏新能源消纳途径和范围。开发多元交易品种结合现货市场和清洁能源配额机制的准备、建设,研究探索电力金融交易、绿色证书交易等交易品种,同时开展网上公开公示交易专项行动,做好交易组织前、过程中、执行后全流程的公开公示。优先购电挂牌交易为优先购电交易品种,年度双边交易、月度双边交易、月度挂牌交易、月度集中交易、跨区跨省交易为电力直接交易品种,合约转让交易、月度预挂牌交易、日平衡交易为平衡类交易品种,富裕新能源外送交易为现货交易品种,调峰辅助服务为辅助服务交易品种。
健全市场配套机制,助力市场有序运作
完善省间交易机制配合北京电力交易中心研究、编制《北京电力交易中心省间中长期交易实施细则》,完善省间中长期电力交易机制,推动建立科学合理的省间中长期电力交易实施细则,方便市场主体更好地参与省间交易。健全市场辅助机制以激发市场活力为核心,开发多种交易辅助机制,同时与当地电力主管部门、监管部门配合推进电能消纳的政策机制,试点开展调峰辅助服务市场建设,积极推动电能替代交易,激活电能消纳市场。建立偏差考核机制2017 年4 季度售电公司作为新的市场成员类别参加了电力市场交易,更多的市场主体对交易结果的刚性执行提出更高要求。目前合同偏差由签约双方线下处理,处理方式不规范,且随着合同的进一步严格执行,发用双方正负偏差电量均需进行偏差考核,需要为合同双方提供更多的偏差处理方式。
建立市场风控体系,提升市场风险防范
建立市场信用评价体系开展宁夏电力市场信用评价体系适用性研究,从评价范围、评价周期、评分标准、评价结果应用等多个方面进行论证分析,建立科学、适用的电力市场信用评价指标体系。市场主体信用评价分为场外评价和场内评价。场外评价使用场外指标,主要评价市场主体的财务状况和通过其他渠道获取的信用记录;场内评价使用场内指标,场内指标分为综合评价指标、惩罚指标、奖励指标以及预警指标。建立行业联合奖惩机制围绕建设公平、公正、公开的电力市场环境,完善行业联合奖惩机制。一是建立守信联合奖励机制,对信用评价结良好的市场主体,地方政府主管部门对其实施守信联合奖励机制。二是建立失信联合惩戒机制,对发生严重失信行为的市场主体,一律列入“黑名单”,执行联合惩戒。同时,视情况启动强制退出市场措施、注销其注册信息、依法依规追究其法律责任。
效果及展望
能够有效提升市场化交易规模
通过建立健全完善的市场化交易机制,主动搭建公开透明的市场化交易平台,积极服务参与市场改革的市场交易主体,能够不断提升市场服务水平,参与交易的市场主体和交易规模大幅提升。
能够探索出省级电力交易市场建设的新路
通过积极发挥大范围资源优化配置优势,创新开展跨区、跨省风光替代交易,实现政企、网厂、供用多方和谐共赢和经济发展、环境治理有机统一的目标,引导政府、火电企业、电力用户逐步认同并树立了打破省间壁垒、放开市场主体参与省间交易的购电选择权对激活市场竞争力、活跃市场、释放更多电改红利的观点。能够提升宁夏地区新能源消纳能力通过组织新能源参加跨区跨省交易,能够有效提高风、光、火打捆外送新能源电量占比,2018 年上半年,新能源参与各类市场化交易电量达到69.88 亿kW・h,占新能源上网电量的48.97%。同时,有效降低了新能源弃电量,2018 年上半年,新能源累计弃电量3.54 亿kW・h,弃电率2.42%,同比下降2.29 个百分点,新能源消纳均位居国内前列。
参考文献
随着电力市场的不断完善,将从单边开放的电力市场逐渐过渡到双边开放的电力市场。双边开放电力市场是在电力市场化改革发展到较为完善的成熟阶段所采取的一种市场结构,将发电、输电与配电相互分离,各发电公司根据“平等竞争、实力均衡”的原则组建成数家发电公司,发电公司、配电公司和大用户竞价上网;输电网络成为电力交易的载体,对发电公司、配电公司和大用户开放;允许配电公司、大用户直接从发电公司购买电能,通过输电网络予以输送。即双边开放电力市场模式是在发电领域继续引入竞争机制的同时,允许配电公司、大用户选择供电伙伴。在这种模式下,发电侧、用电侧均实现了开放和竞争,如图1所示。
在双边开放的电力市场模式下,发电公司可以进入现货电力市场售电,但其所发的电能不必全部在现货市场上出售,也可以通过与配电公司、大用户直接签订双边合同进行售电。配电公司和大用户也具有同样的选择权。这种模式为提高发电公司运营效率提供了很好的激励。
二、双边开放电力市场的交易方式
双边开放电力市场中同时存在现货市场和双边合同两种交易方式,各种交易方式适合于不同需求的用户。现货交易比较灵活,但是一般交易价格与成本较高,适合于非计划性电力需求,具有较强的零售与调剂性质;双边合同交易比较稳定,但是规定也较为具体,适合特殊保障要求的大用户以及配电公司与独立发电集团之间的单独协商交易。二者之间的关系是互为补充,相得益彰,片面地依赖其中一种交易方式都会造成不必要的损失。畅通充足的现货交易市场是双边合同交易的有效缓冲。因此,在一个运作合理健全的电力市场中,必须是二种交易方式并重,缺一不可。
在双边开放的电力市场环境下,现货市场的参与者主要包括卖方(发电公司)和买方(配电公司或大用户,简称客户或用户),市场组织者负责组织市场竞价和交易,在固定的时间间隔内,收集买卖双方的报价信息,确定竞价成功的参与者及其交易数量,最后匹配成交并确定现货交易,电网公司负责电力的输送。与单边开放电力市场不同,双边开放市场中用户可以参加现货竞价,这样发电公司和用户同时双向竞价。
一般地,现货市场中参与者拥有的信息是不对称的,即每个参与人在报价时都不知道其他发电公司的边际发电成本信息,以及其他用户对电能的真实估价信息,并且这些估价和成本信息不受他人的影响。在信息不对称的电力市场环境下,普遍采用的是密封报价的竞价方式。电力现货市场双边竞价的过程如下:
1)竞价准备
在竞价准备阶段,市场组织者按电力市场监管规则对报价的合法性进行检查,初始化报价数据库。
2)双边报价
在一个竞价周期内,发电公司根据自己的边际发电成本向市场组织者提交有效的报价曲线,用户根据自己的单位用电价值提交报价曲线,所提交的报价曲线表示的是电量与价格之间的对应关系。
3)市场出清
市场组织者根据报价信息形成一个市场出清规则,然后根据出清规则确定现货竞价成功的市场参与者,以及各参与者的现货交易电量。
4)交易结算与匹配
按照交易规则对竞价成功的参与者进行电量的匹配,并据此进行交易,进行结算。
双边竞价过程的典型流程如图2所示。
三、双边开放电力市场的基本特点
双边开放电力市场模式的主要特点是:
1)电力市场中既有现货竞价市场,又有双边合同交易,发电公司可以通过参与现货市场竞价出售电能,也可以通过双边合同直接将电能卖给配电公司或大用户。
2)配电公司以及大用户可以通过参与现货市场竞价购电,也可以通过双边合同直接从发电公司处购电,有了购电选择权,承担了买卖电能的风险。
3)输电网向所有市场成员开放,电网公司负责电网的运行、控制和现货市场的管理,对发电方以及用电方之间的交易,只起到监督和服务的作用,对交易方式的选择以及交易内容不做过多干预。相对于单边开放市场而言,此时的电网公司是一个起到交易中介作用的独立操作机构,其风险减少。
上述特点表明,双边开放电力市场中各市场要素逐渐完善,竞争力度加大,发电环节已展开比较完全的竞争。该模式下双边合同交易与现货市场之间的互动关系增强,进一步体现了在电力现货市场竞价机制设计中考虑两种交易方式相互关系的重要性,也增加了电力现货市场竞价机制设计的难度。
四、双边开放电力市场中代表性参与者的决策
在双边开放电力市场环境下,存在电力现货市场和双边合同两种交易方式。发电公司要么参与电力现货市场竞价,要么与配电公司或大用户达成双边合同,或者同时参加两个市场。如果参加电力现货市场的经济效益高于双边合同产生的经济效益,发电公司将会选择参加电力现货市场,反之亦然。
关键词:电力 交易 结算 机制
中图分类号:F407 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)10(c)-0194-02
1 电力市场交易方式的类型及各自特点
电力市场存在多种交易方式,按照交易实现形式,电力交易可分为现货交易、远期合约交易和期货交易;按照交易成交时间,电力交易可分为超短期、短期、中期、长期交易,对应成交时间分别为小时、日、月、年。电力市场现货交易一般是指提前1天甚至1 h的电力或电量交易,在交易时间上更接近实际市场运行时间。购电方可根据更准确的负荷预测提出电力需求,发电方则根据电力需求提出恰当的竞标策略。电力现货交易有许多名称,如日前市场交易、短期提前市场交易、预调度计划交易等。其主要特点是短时或实时报价、实时交易,市场价格波动频繁且幅度较大。电力市场远期合约交易是通过签订远期合约,并交付执行来完成。合约内容中应说明将总交易电量分摊到实际供电小时和负荷曲线的原则和方法,以便于操作。远期合约签订的方式主要有以下2种。
1.1 双边协商
双边协商方式是由买卖双方通过双边协商谈判而直接达成年、月或星期的远期合约。
1.2 竞价拍卖
竞价拍卖方式要求电力市场参与者在规定时间提出未来一段时间内买卖的电量及其价格,由电力市场运营者按照总购电成本最小及系统无阻塞为原则来确定远期合约的买卖方及远期合约交易的电量及价格。现货市场、短期平衡市场一般采用竞价上网的交易方式,而合同市场一般采用双边交易方式。
2 边际电价竞价结算机制的基本原理及存在问题
2.1 边际电价机制原理
设发电成本曲线的数学模型为:
式中,为总的发电成本;为发电量。
边际成本为发电成本的斜率,即:
边际成本是随发电量单调递增的曲线,如图1所示。
市场经济中,只有当物品的价格等于其边际成本时,该经济才能从它的土地、劳动和资本等稀缺资源的利用中获得最大数量的产量和满足。只有当每个企业使得自己的边际成本等于其他企业的边际成本,正如每个边际成本都等于共同的价格的情况,该行业才能以最低总成本来实现它的总产量。只有当价格等于所有企业的边际成本时,社会才处于它的生产可能性边界之上。这一规律不仅适用于完全竞争市场,同样也适用于非完全竞争市场,它是资源有效配置的标准。
以统一市场清除价(MCP)结算的电力市场中,无论发电公司报价高低,一旦被选中则一律按统一的MCP结算。MCP通常取为被选中调度的发电公司中的最高报价。在世界上已实施的一些电力市场中,各发电商按照报价随发电容量递增的规则进行竞价,结算价格为统一市场清除价,即SMP。这种竞价规则及结算方式符合经济学中按边际成本定价的原理。
2.2 边际电价机制的一些问题
发电商实现市场力主要通过2条途径:竞价时,利用容量优势报高价;限制上网电量造成能量短缺来抬高价格。在边际价格体系中,发电商利用市场力主要采取的手段是:当占市场份额大时,会提高报价或减少供给,以提高边际价格。考虑一种简单的情况来分析发电商在边际价格体系下利用市场力的问题。假设某发电商在某时段带基荷与峰荷,对应边际成本分别为C1和C2,按边际价格体系竞价得到的统一清除价为P1,C1
3 PAB结算机制及其与SMP机制的比较
电力市场中还存在除边际电价机制之外的另一种主要的竞价及结算机制,即按报价结算(PAB),是指市场交易机构对被选中调度的发电公司按其实际报价进行结算。在PAB机制中,发电商的结算电价由自己的报价决定,故利润也由其自身决定,所以在报价时除了要考虑能否成交外,还需要考虑自己的目标利润,总体上各发电商的报价必然要高于边际价格体系中的报价。尽管竞价个体的报价较高,但由于SMP机制中各个体结算电价取决于最高报价,导致在SMP结算方式下平均电价将上升。有文献在理论上证明了在相同的市场策略的前提下,按照机组实际报价结算方式下的总购电费用较小。PAB的价格信号不如SMP机制清晰,但相对而言市场价格的波动幅度较小。电力市场上价格较小波动对于积极稳妥地推进电力工业的市场化进程是至关重要的。
4 电力市场模式的合理设计
电力市场的竞价模式和规则设计须保证电力市场运行的有序性、竞争的充分性及电价和电力供给的稳定可靠,应适当增加远期合约和期货交易的市场份额。电力市场的设计应当针对具体情况灵活处理结算机制问题。已有电力市场采用非边际成本定价方法,如英国电力市场管理者在2001年3月开始进行新的电力市场改革,平衡市场以PAB结算方式取代SMP结算方式,尽量避免市场投机行为。当前,电力供应情况渐趋紧张,今夏部分省市缺电严重,已开始拉闸限电,电力正处于卖方市场。在这种市场环境下,进行竞价模式及规则设计尤应谨慎灵活,对不同的电力交易类型可采取不同的竞价和结算方式。
5 结语
当前我国正积极推进电力工业的解除管制,这是一个复杂的系统工程。市场机制的设计必须保证电价的相对稳定和供电可靠,以促进电力市场的健康有序运行。这对于电力交易类型的安排和竞价结算体系的设计都提出了较高的要求。2种结算方式各有优劣,在理论上和实践中尚有许多争论,应当根据电力市场的具体情况与特点灵活选择,精心设计价格机制。
参考文献
关键词:电力市场竞价模式 辅助服务市场 风险管理 价格机制 市场规则
电力市场化改革在国外已经经历了十年多的实践,在国内也进行了三年多的试点实践。目前,英国的电力市场在运行了八年之后,正在针对发电公司市场控制力太大而出现的投机报价问题,进行第二阶段的改革;美国加州电力市场因缺电导致电价急剧上扬,出现了二次世界大战后的第一次分区停电,美国联邦政府正在提出补救措施,并修改竞价模式和规则;我国是发展中国家,前十几年,为了解决严重缺电的局面,我国实行了“集资办电”的政策,从而形成了许多产权多元化的新电厂。由于新电厂还本付息的缘故,其电价远高于老电厂,且电网公司对这些电厂在还款期内承诺了发电利用小时数和上网电价。由于上述原因,我国的发电市场竞价规则绝不会向国外的那么简单。本文结合我国电力工业的现状,借鉴国外的电力市场运行经验,对我国电力市场竞价模式和规则设计的基本原则、发电侧电力市场价格机制、期货市场与风险管理、省级电力市场竞价模式、区域电力市场竞价模式、电力市场中的“期货交易市场、日前交易市场、实时交易市场、辅助服务交易市场”的协调问题、电力市场技术支持系统的建设问题等,进行了深入的分析与研究。提出了适合中国国情的电力市场建设的若干建议。
电力市场化改革的目标是:引入竞争机制,降低销售电价、优化资源配置、提供优质服务,促进电力工业的可持续发展。电力市场竞价模式和规则设计应满足这个目标,其基本原则如下:
1、 买方市场中的电价机制:边际电价价格机制
在这种情况下,由于有充足的发电能力,发电商企图通过降价获得更多的市场份额。购电者将根据所有发电商在某一时段的报价进行由低到高的排队,按照这一次序逐步满足该时段需求电量,该时段的发电边际价格为最后满足该时段电量需求机组的报价。
必须强调的是:采用边际价格形成购电价格时,必须让发电商进行充分的竞争,才有可能使边际价格尽可能接近发电的社会平均成本,否则有可能导致边际价格过高,使发电商获得暴利。
2、 缺电市场中的价格机制:“按实际报价结算”价格机制
在缺电的电力市场中,由于电资源稀缺,如果不限价,发电商报多高的价格,用户都得承受。如果采用边际电价为统一的购电价格,购电价格将急剧上扬,对消费者将是雪上加霜。最近加州电力市场的危机充分证明了这一点。因此,在缺电的情况下,严格采用“按实际报价结算”价格机制。
3.在输电线路不出现阻塞的情况下,发电富裕的市场中采用全网一样的“边际电价”价格机制,缺电市场中采用“按实际报价结算”价格机制;
在输电线路出现阻塞的情况下,采用分区域竞价的电价机制。这样,有利于投资者向缺电的区域中建新电厂,电力富裕的区域中的高耗能、高污染、效益差的机组将逐渐被淘汰。
电力市场竞争具有一定的不确定性,因此,对于参与现货市场的发电商或中介商来说,存在较高的风险,不仅有可能造成电价波动过大,甚至造成电力供应不足。在激烈的市场竞争中,较难保证稳定的电力生产,从而使生产的计划性和成本的控制无法实施。为了便于市场各方进行风险管理,需要提供一定的风险规避手段。期货交易是有效的形式。期货交易的引入是为了防范风险,利用其套期保值,保证电力市场的运行的有序性、电力供应的电价的稳定性。在期货市场上,差价合约是非常重要的规避买卖双方风险的金融手段。
差价和约是交易双方为了回避现货交易风险而签订的一种中长期合同,其本质是纯粹的财务合同,而与商品的实际交割无关。在合同中双方商定一个交易价格,当现货市场价格低于合同电价时,购电方应将少于合同电价支付给售电方。如果现货市场高于合同电价,则售电方应将多于合同电价的电费退还给购电方。通常差价合约涉及的电量只是双方交易电量的一部分,交易双方都希望保留一部分交易电量进入现货市场,以获得更多的市场获利机会。在电力市场中,差价和约不仅仅是财务合同,同时也是实物合同。发电商必须完成承诺的发电量。如果未完成合同电量,其差额部分将要求发电商赔偿,赔偿额为现货价格与期货价格差价与未完成合同电量的乘积。只有这样才能保证电力市场的价格平稳。
从协议构成形式,差价合约可以分为授权差价合约、双边差价合约。所谓授权差价合约,是指合约电价和电量由授权部门负责制定的合约;所谓双边差价合约,是指合约电价和电量由交易双方商定的合约。在当前的单一购买者模式下,通常应用授权差价合约形式。
1.省级电力市场总的竞价模式
电力工业从一体化垄断模式向竞争的市场模式转变是一项艰巨复杂的任务,需要慎重而行。国际电力市场改革的经验告诉我们,电力工业打破垄断的改革必须根据本国电力发展已形成的特点选择适当的模式,经过研究论证,制定目标明确的计划,并在法律法规的支持下,逐步有序地实施。
中国的电力市场改革也应该借鉴这样一条原则。电力工业市场改革的最终目的是最大限度地利用市场手段来提高电力工业生产效率,降低电力生产和供应成本,实现资源的优化配置。
而就目前电力工业发展程度和相关社会经济环节来看,这一目标必须分阶段逐步来实现。通过在电力生产的不同环节逐步引入竞争,充分考虑已形成的电力供应特性和电力网络结构,结合电网未来发展格局,分级构筑市场结构,选择并制定适当的市场运行机制,建立健全市场管制体系,使电力市场改革平稳地向前发展。
有限竞争的电力市场是一种计划与市场结合的模式,这种模式仅开放发电市场。一般说来,开放发电市场,既有利于在发电市场中引进竞争,同时也较易管理,对电力公司的现有体制不需要作大的变动,是一种比较平稳的作法。
完善的电力市场是一种纯市场模式,这种模式中发电市场和用户市场同时开放,实现了供求的双向选择,特别扩大了用户的选择权。在这种模式下,电价起到调节支点的作用,市场中的发、用电方能够自觉遵守运营规则。
1)发电侧竞争的电力市场—模式Ⅰ
这一模式,可以看作是运用市场机制、开展商业化运营的最初级阶段,在技术设备、人员素质、运行管理尚未达到一定先进程度时,为尽快提高电力工业的综合水平,保障社会用电和国民经济的发展,可采用这一模式。
这一模式可分为以下两个阶段:
A.发电侧有限竞争的电力市场阶段
在这一阶段下,在省级行政辖区内,发电端均成为独立的发电公司,省级电力公司拥有省内220kV及以下电压等级的输配电网及所有变电设备和调度中心的资产经营权。
这一阶段的基本特点是: 网厂分开,现有的发电企业、较大容量的地方发电企业逐步改造成为独立发电公司,分省网、地区网进行有条件的公开竞争,电量日清月结,市场法规法则及技术支持系统初步建立。这一阶段下,实现保证基数电量下的有限竞价上网,保证上网机组完成基数电量,基数电量以内的电量以核定电价结算,剩余电量实行竞价上网。
这一阶段考虑了历史原因形成而非机组本身的固有特性所致的电厂之间的成本差别,如:新老电厂差异、投资来源渠道差异、还贷条件差异、投资回报方式差异等。
这一阶段下,省电力公司将负责省内电网(输配)的规划、建设、发展和运行,在政府行业监管部门的监督下进行电力电量的销售和传输。公司上游与接网的独立发电公司和经营省际电力电量交换的网级公司相连,下游直接面对用户。省电力公司的销售对象是电的消费者。公司要进行各种市场调查和长、中、短、实时负荷预测,并向上游环节支付购电费来购电。由于省电力公司处于垄断经营地位,其电量销售价格将受政府行业监管部门的控制,但售电价格中应合理的包含输电配电环节的相关费用,以保证公司资产的合理回报和自我发展需求。
B.发电侧完全竞争的电力市场阶段
这一阶段下,省级辖区内所有发电厂均已变为独立发电公司。独立发电公司公开完全竞争上网,半小时制报价;形成比较完备的市场法规、法则、及技术支持系统。在发电侧有限竞争的电力市场阶段实行一段时间后,必然要过渡到该阶段。在这一阶段,要解决一个省电力公司的购电市场问题。网厂分开以后,无论发电企业在性质、规模、所有制成分上有什么不同,为了保证省公司商业化运营秩序,省域内的任何电厂都要参加省公司的发电侧电力市场,取消基数电量,发电公司发电量实行完全竞争发电。在参与市场经济活动时一律平等。
2)输电网开放,多个购买者模式---模式Ⅱ
模式Ⅱ的目标是形成完全开放、竞争有序的电力市场。是在模式Ⅰ的基础上,进一步完善发电侧市场竞争,同时根据国家电力体制改革进程适时进行配电市场的相互竞争,使电价水平有明显降低。其特点是:
在模式Ⅰ的基础上,发电侧实行完全竞价上网,配电市场有序地放开,成立独立的地市供电公司。
如果国家政策允许,一部分大用户可在某区域内直接从独立发电公司购电,通过输电网和配电网进行输送,用户和独立发电公司向输电网和配电网交纳相关费用,如果条件成熟,可允许大用户跨区域选择供电公司,包括直接从独立发电公司购电或与其他供电公司交易。
这是在市场机制完善情况下采取的一种模式。在这种模式下省电力公司已完全转变为电网公司,独家垄断经营输电环节,供电企业和大用户向电力生产企业直接购电,电网公司负责网际功率交换、电网安全运行及电力市场运作,并负担电力的运输职能,收取过网费。其过网费的收取受国家相关公共事业管理机构的监管。
电网企业在转变为完全的输电公司、收取过网费以前,可进行一定时间的过渡,使部分电力由电网经营企业向发电企业收购后,转售给供电企业和大用户,另一部分电力由供电企业和大用户向发电企业直接购买,电网经营企业收取过网费。
3)零售竞争模式---模式Ⅲ
零售商向用户发出告示,用户根据电价及服务质量选择零售商,与零售商签订供用电合同;这一阶段,不仅在发电环节,而且在零售环节,都展开较完全的竞争;
2. 水、火电竞价模式:
1)所有火电厂均参与期货市场的交易。
2)省调度中心可直接调度的火电厂参与日前电力市场的交易。
3)自动化水平较高的火电厂(AGC机组,负荷跟踪能力强的机组)参与实时市场与辅助服务市场的交易。
4)在期货市场上,采用边际电价的结算规则,通过多次拍卖竞争形成成交电量和成交电价。对一年以上的期货市场根据年发电量的多少进行报价;对月期货市场则根据月增加多少发电量(相对年期货市场上已成交的电量)进行报价。
5)在日前市场上,将期货市场上的成交电量,分解到日,并将期货日电量按系统负荷曲线的归一化的标幺值分解到各调度时段,从而形成各时段的期货电量。负荷曲线与各时段的期货电量的差值为日前电力市场的竞价空间。在日前市场上,根据市场供求情况,采用相应的购电价格形成机制,防止过高的边际电价使电厂获取过高的超额利润。
6)在实时市场上,只有负荷跟踪能力强,具备专用的数据通道的机组参与实时市场的竞争。实时市场的竞价空间为超短期负荷预测值与预购电计划发电出力的差值,根据市场供求情况,采用相应的购电价格形成机制,组织竞价。
7)在辅助服务市场上,具有辅助服务能力的机组可参与竞价。在调频辅助服务市场上,交易中心公布所需调频容量,机组按容量与电量分别报价,交易中心将根据容量价格与电量价格之和,按控制的边际电价结算规则组织竞价,但调频服务的结算价格不得低于有功市场上机组的边际结算价格,以鼓励机组参与调频服务。在热备用辅助服务市场上,机组按容量与电量分别报价,但竞价排序指标为:电量报价与系统故障概率之积,加上机组容量报价。据市场供求情况,采用相应的购电价格形成机制,组织竞价。
8)地区小火电竞价模式:由于小火电的数量较多且不具备专用的通讯通道,这些电厂仅参与年和月的期货竞价市场。每天的出力曲线为将根据分解到日的电量和负荷曲线的标幺值确定。值得强调的是:对于有条件的省级市场,小火电竞价上网应在省级期货市场上进行,而不是按地区组织竞价,实现更大范围内的资源优化配置;对于不具备一定条件的省级市场,在总的小火电电量一定的条件下,小火电分地区竞价上网。
9)供热机组竞价模式:在供热季节这类机组将根据“以热定电”的原则,不参与竞价,按固定出力曲线上网发电,其电价按物价局核定的价格进行结算。在其它季节,将与其他机组一样参与竞价。
10)水电竞价模式:对于水电厂较少的省市,建议水电不参与竞价上网,采用租赁的办法,由电网公司经营。水电调度经济原则是:利用有限的水电发电量降低日前市场、实时市场和辅助服务市场上火电系统的边际发电电价。
3. 机组分组(类)竞价上网的模式
在电力市场初期,考虑到我国电力工业的现状,特别是由于历史原因形成而非机组本身的固有特性所致的电厂之间的成本差别,如:新老电厂差异、投资来源渠道差异、还贷条件差异、投资回报方式差异等,可将省电网内所有机组按成本差异分成几种类型,按照一定的市场运行规则,采用机组分组(类)竞价上网的模式。
4. 发电集团之间竞价上网的模式
在电力市场初期,考虑到我国电力工业的现状,特别是由于历史原因形成而非机组本身的固有特性所致的电厂之间的成本差别,如:新老电厂差异、投资来源渠道差异、还贷条件差异、投资回报方式差异等,可将省电网内所有机组按成本差别进行均匀搭配,形成几个(最好10个左右)的发电集团(每个发电集团内,都要包括老机组、新机组、还贷机组等),按照一定的市场运行规则,在发电集团之间实行竞价上网。
5. 省级电网交易中心在大区电力市场中的作用
根据我国经济以省为实体的现状,以价格为基础的商机制应作为发展跨省电力市场竞价模式。在这一模式中,各省的电网交易中心不但是单一的购买者,而且还是本省发电商进行大区卖电的商。省电网交易中心将组织全省的发电厂的剩余电力到大区竞价。因此省电网交易中心将向大区申报卖电和买电的报价曲线。由此必须制定省电网交易中心作为商的交易规则。
转贴于 大区电力市场可以采用三种基本的运营模式:双边交易模式、单一购买者模式;电力经纪人模式。
1) 双边交易模式
在初期,市场成员为各省电网公司。市场各方单独议价、签订合同;或者,由大区市场运行机构提供信息交换的场所(包括BBS)。
交易双方为各市场成员,而与大区市场运行机构无关。通常在合同中规定了违约条款,若未能履行合同,由违约方补偿对方的损失。这种模式适用于远期合同和提前电力市场。
为了方便双边合同市场,大区系统运行者应设立电子公告板(BBS),各省可根据公告进行电量和容量买卖,这种公告板有助于各省间有效地交换信息。
在这种模式中,大区调度中心不参加双边交易,但必须保证交易过程中系统的安全性和可靠性。一般情况下,系统运行者不必关心合同价格,仅关心系统需要提供的交易及交易时间,应有一系列规则明确规定双边市场下各机构的责任。有时候,由于输电堵塞或发电输电设施突然发生故障,不得不减少或中断合同交易量。在这些情况下,大区调度中心必须将各类交易进行排序,确定相对重要性,通知各市场参与者减少或取消交易。通常,首先减少不确定的交易,然后是短期交易,最后是长期交易。
2) 单一购买者模式
在该模式中,要求各省分割一部分负荷电量集中到大区电力交易中心形成大区供电厂竞价的电量。所有市场成员参与报价,并由大区单一购买者按照优先采购低价电力的原则安排交易计划。
该模式的特点是:购售电交易必须在大区联营中心内进行,大区联营中心负责大区内交易额的平衡。市场交易不是完全“自由”的,而是受到调控。这一模式的核心是一个招、投、评标过程和最优决策模块。缺电的各省发电公司向大区交易中心报出其可以接受的最低售电价,电力有余的各省发电公司向大区交易中心报出其可以接受的最高购电价,大区交易中心进行价格的高低匹配,给出成交的统一电价,作为结算的基础。
实行该模式的基础是:各省电力公司与大区交易中心预先签订多边合同,并有独立机构对大区交易中心进行监督。
3)电力经纪人模式
根据我国经济以省为实体的现状,以价格为基础的商机制应作为发展跨省电力市场竞价模式。
在这一模式中,各省的交易中心不但是单一的购买者,而且还是本省发电商进行大区卖电的商。大区交易中心为经纪人,每小时通知各方潜在买家和卖家的价格,该模式主要应用于小时电力市场。
各市场成员申报其买卖电的报价,由经纪人系统按照高低匹配法对潜在的交易进行匹配,并决定交易价格、以及进行系统的安全校核。详细步骤如下:
第一步:收集报价资料。收集市场成员的报价情况,卖电报价代表一省提供额外电量的价格,买电报价代表一省降低生产可避免的成本。所有报价必须在交易前一小时提交大区经纪人。
第二步:价格排序。大区经纪人收到所有报价后,将其进行排序,售电报价从低到高排序,买电价格从高到低排序。
第三步:报价匹配。一旦收集到买方和卖方的报价,大区经纪人将进行排序,并对最低卖价的省与最高买价的省进行比较。然后,将次低的卖价与次高的买价进行比较,这一过程延续到无报价可比或最低卖价高于最高买价为止。这一过程称之为高低比较法。由此确定成交的双方。并不是所有高低配对后的经济交易都从技术角度是可行的。缺少输电线路、输电堵塞或系统运行者规定的稳定极限会使现货交易不能进行。当不能进行交易时,大区经纪人将比较余下的最高买价和最低卖价。
第四步:确定交易价格。对成交的双方,其交易价格为双方卖价和买价的平均值。为了能有收入回收输电投资,可以对这种平分利润的办法进行修改,卖方和买方各支付一部份收入给输电公司。
第五步:通知交易各方。找到交易并确定交易价格以后,中间机构在交易前的一定时段内将有关信息告知各方。
第六步:实施交易。各省确认其参与交易,并进行交易。至少应在交易前十分钟确认。
我们认为:区域电力市场将来可能采用第三种模式。这种方式有利于电网的安全运行,适合于各省采用不同的竞价模式和市场规则(这是因为各省的情况不同)
有一种观点认为:电力交易应在大区范围内进行,不需要省的交易中心,而由大区电力交易中心取而代之;在单一买主的情况下,这意味着在大区范围内,所有省的电价趋同。这对于经济发达且发电成本较高的省份,其电价是下降了,而对于经济不发达且发电成本较底的省份,其电价是上升了,这与我国以省为实体的经济可能发生矛盾。
七.电力市场中的“期货交易市场、现货交易市场、实时交易市场、辅助服务交易市场”的协调问题
通常按照提前时间的长短,在电力市场中设置期货交易市场、日前市场、实时市场,并将热备用、调频作为服务商品划分到辅助服务市场中。然而不同市场之间的协调的意义没有被人们所认识。事实上,年期货电量分配到各月和月所有期货电量分配到各日是否合理?关系到未来电价是否平稳?电力生产是否平稳?日交易计划的制定能否为实时市场提供更多的安全充裕度和竞价空间?基于上述理由,提出多级市场的协调方法,其中包括:
1)年度与月度市场之间的协调;
2)月度市场与日前市场之间的协调;
3)日前市场与实时交易市场的协调;
4)辅助服务市场和日前市场与实时交易市场的协调。
1.年度与月度市场之间的协调
为了保证年度期货合同与月度交易计划的良好衔接,在月度交易计划中应该考虑年度期货合同在月度市场上的分配。在交易管理系统中,年度与月度合同相互协调内涵是:根据全年的负荷曲线、机组检修安排情况,追求各月年期货电量与该月的总负荷电量的比值尽可能相等,以保证不同月份的电价尽可能平稳和供需之间的平衡。
月度与年度计划相互协调的关键是:在某月的运行结束后,应该根据市场目前的运行结果,调整剩余月份的年度合同电量的分配。详细算法叙述如下:
1)预测未来剩余月份的月度负荷需求;
2)计算各月的年期货电量对月总电量的比例;
3)选择年期货电量对月总电量的比例最小的月份,按照一定的步长,增加该月的年期货电量;
4)检验年期货电量是否分配完毕?是,则计算结束;否则,去[2]。
2.月度期货市场与日前电力市场之间的协调
由于各交易主体的合同电量与合同电价已经在年和月的期货交易决策中确定,就日合同电量的分配决策问题而言,不在于如何进一步降低购电费用,而是追求期货电量在空间和时间上的均匀性和现货市场价格的平稳性。期货电量时间上的均匀分布有利于机组连续开机,避免机组的频繁启动;空间上的均匀分布将使得潮流分布均匀,保证足够的输电容量裕度留给现货市场,这既有利于电网的安全运行,又为现货市场准备了更大的竞价空间。现货市场价格的平稳性体现在:对负荷大的交易日,分配的期货电量的数量也应该大,只有这样,才可能避免由于现货市场各日的竞价空间不平衡使得现货价格产生很大的波动。基于上述理由,我们建议:电力市场技术支持系统中增加日合同电量分配决策模块。
3.日前市场与实时市场的协调
为了保证系统安全可靠运行,必须协调好日前市场与实时市场之间的关系。在这两个市场之间,不仅考虑到本级市场的经济性和安全性,还必须为下级市场预留足够的调度控制空间。这样,在考虑主要的不确定性因素的基础上,日前交易计划与实时调度过程之间就能够自然衔接、平缓过渡、井然有序,从而全面提高经济效益和社会效益。
为了协调日前市场与实时市场,引入交易计划的调度流畅性以及调度流畅度指标。
调度流畅性是交易计划适应不确定性因素的情况下调度和控制空间大小的性能。调度流畅度是交易计划的调度流畅性的度量指标。
为了简单起见,调度流畅度指标采用以下评价标准:
调度流畅度用在各节点的负荷增长模式一定、考虑发电和输电约束的条件下,交易计划能够承受的系统总负荷增长的最大幅度来表征。在给出的交易计划基础上,若总负荷增长,按照固定比例将负荷增量分摊到各节点;若求得系统能够承受的最大负荷增长量,则流畅度指标用与系统总负荷的比率表示,即下式所示。
=/*100%
该标准下的流畅度指标与传统的负荷备用率在形式上相似,但是从特定意义上额外考虑了备用总量的分布特性,从而比传统的负荷备用率概念优越。流畅度指标越大,说明多级市场之间越能够平稳过渡。
在评价系统能够承受的负荷增长幅度时,规定各节点的负荷增长模式给定。这一假设是有代表性的,因为对于一个特定的系统而言,负荷增长模式具有相对固定的规律。为了简化起见,可以令负荷增长模式与各节点上的负荷成比例。
4. 辅助服务与实时交易市场和现货市场的关系
辅助服务市场将向现货市场和实时市场提供机组的调配范围、备用范围。实时和现货市场将根据这一范围所规定的约束条件,进行预调度计划的优化决策和实时计划的优化决策。换句话说,在决策预调度和实时购电计划时,应优先保证辅助服务市场计划的实施。
电力市场技术支持系统是基于计算机、网络通信、信息处理技术及安全管理模式,并融入电力系统及电力市场计算分析理论的综合信息系统。以技术手段为电力市场公平、公正、公开竞争和电网的安全、稳定、优质、经济的运营提供保证。
根据电力市场特点,电力市场技术支持系统设计要特别注重以下几条原则:
电力市场技术支持系统的建设应遵循总体详细设计(其中包括数据库、数据流程、各功能模块的详细设计),分步实施的方针。
系统的整体设计应紧密结合电力市场的实际情况,不但要满足于现时电力市场各种运营模式、竞价模式和结算模式变化的需要,具有良好的适应性。同时还要适应于将来华中区域性电力市场运营、电力体制深化改革和电力市场进一步发展(例如,供电侧开放的电力市场)的需要。
在设计中,应充分保证系统的开放性、可扩展性、可靠性、安全性、实用性,并充分考虑将来与大区电力市场技术支持系统的接口与协调,应充分考虑与地区(市)级电力市场的接口与协调。
电力市场技术支持系统应注重平台系统的建立,应有一个比较稳定的系统平台,应采用开放式、分布式体系结构,以利于系统的集成扩充和发展,适应技术发展和电力市场逐步完善的需要。
数据接口应采用最新国际标准(如IEC API标准),实现各功能模块间的数据交换和访问。在网络结构设计上应注意局域网和公用网之间的衔接和数据交换,考虑身份鉴定,密码设计等安全措施,保证系统的安全。同时,还应注重整个系统的数据流向及数据间相互关系的建立。
电力市场技术支持系统应采用国际标准、国家标准、行业标准及通用技术。
电力市场技术支持系统尽可能用电子商务的思想(技术)进行设计。