我國電源資源分布廣泛,但發(fā)用電分布不均衡,具有大范圍資源優(yōu)化配置的必要和潛力。市場環(huán)境下如何優(yōu)化配置電力資源?歐洲統(tǒng)一電力市場的發(fā)展為我國的電力改革提供了可借鑒的案例。
2008年,法國與德國合資成立了歐洲電力現(xiàn)貨交易所,該交易所目前是歐洲最大的電力現(xiàn)貨交易所之一,它隸屬于歐洲能源及大宗商品交易中心(EEX集團(tuán)),運營法國、德國、奧地利和瑞士等八個國家的電力現(xiàn)貨市場,其交易量約占?xì)W洲總能源消耗的三分之一以上,并為東歐四國提供市場建設(shè)和代運營服務(wù)。2017年歐洲電力現(xiàn)貨交易所交易電量達(dá)到5350億千瓦時,相當(dāng)于歐洲用電量最大的國家——德國全年的用電量,其中4640億千瓦時來自日前市場,710億千瓦時來自日內(nèi)市場。目前有280多家市場成員在歐洲電力交易所上進(jìn)行電力現(xiàn)貨交易。
在歐洲,存在著廣泛認(rèn)同的電力市場設(shè)計和組織原則。首先,這個市場交易必須是匿名的,由此營造一個公平的競爭環(huán)境。例如一個交易主體在市場上成交一個單子,他只知道自己成交了一單,但不知道到底跟誰成交的。其次,市場對交易進(jìn)行擔(dān)保。市場上成交了的每一單都不用擔(dān)心對手方違約,因為對手方就是交易所,交易所為所有交易進(jìn)行了金融擔(dān)保,如果一方違約了,交易所會對市場主體進(jìn)行懲罰。
區(qū)域和節(jié)點:歐洲競價分區(qū)的原則
目前歐洲的競價分區(qū)主要與國界相同,但也有特例。北歐和意大利就被劃分成多個競價區(qū),而德國、奧地利、盧森堡卻合成了一個大區(qū)。分區(qū)的劃分考慮兩方面因素:一方面是政治考慮,一個國家有統(tǒng)一的電價在某種程度上減輕了政府管理的工作量。此外,定義競價分區(qū)更多是經(jīng)濟(jì)上的考慮,分區(qū)越大,市場流動性越大、市場力越小、能優(yōu)化出的社會福利越大。但大的分區(qū)也帶來基礎(chǔ)設(shè)施成本的增加和遇到阻塞時再調(diào)度成本的增加。因此分區(qū)大和小之間有一個最優(yōu)平衡。歐盟會對競價分區(qū)通過20多個具體指標(biāo)來進(jìn)行有評估和重新劃分。如果有個區(qū)阻塞有時嚴(yán)重有時不嚴(yán)重,就通過分區(qū)分裂來盡力達(dá)到無阻塞時大分區(qū)追求流動性,有阻塞時分裂成下一級更小的分區(qū)。
歐洲的輸電網(wǎng)運營商也做過嘗試,把分區(qū)分到非常小,甚至到節(jié)點,但最后仿真結(jié)果并不理想。如果整個歐洲用節(jié)點價格的話,一方面不同地區(qū)電價差異會非常大,另一方面總的社會福利也沒有增加。
日前和日內(nèi):不同的目的不同的設(shè)計
歐洲電力現(xiàn)貨交易所的市場設(shè)計有很大包容性,已經(jīng)被歐洲大部分國家所接受。從時間角度看,歐洲電力現(xiàn)貨市場可以分成日前市場和日內(nèi)市場。日前市場追求的是達(dá)到最大的流動性,要涵蓋整個市場最大的信息量,因此是一次性的競價市場,每日正午競價,全年無休,能夠交易細(xì)分到每個小時的產(chǎn)品,日前市場的競價出清價格是大部分電力金融衍生品的對標(biāo)指數(shù)。日內(nèi)市場是為了給市場主體最后一個機(jī)會來糾正日前與日內(nèi)預(yù)測的偏差,因此交易量比較少,且需要關(guān)閘時間離發(fā)/用電時間越近越好。因此日內(nèi)市場設(shè)計為連續(xù)交易,可以交易比一個小時更細(xì)分(如15分鐘)的交易產(chǎn)品。
以上的設(shè)計對于歐洲每個國家都幾乎一樣,但具體到關(guān)閘時間交易產(chǎn)品細(xì)分,平衡機(jī)制和不平衡分?jǐn)傆指饔胁煌?。德國和英國日?nèi)交易量比較高,而法國核電非常多,電力比較平穩(wěn),所以法國日內(nèi)交易量就非常小。一般國家比較大或者用電量比較高的國家,日內(nèi)交易量比較高,這也說明了日內(nèi)交易市場需要一個分區(qū)比較大的市場才能激發(fā)其流動性。
每個歐洲國家都希望和德國連接在一起,因為德國是電力流動性最高的國家。瑞士作為一個面積較小的國家,因為和德國接壤,電網(wǎng)也緊密相連,日內(nèi)交易量也帶動起來。近期,瑞士決定把現(xiàn)貨交易市場與德國解耦,結(jié)果整個瑞士日內(nèi)交易量直接下降了90%,瑞士日內(nèi)交易市場接近于休市了。
從歐洲各個國家日前市場交易量走勢看,近幾年來日前市場交易量沒有很大的增長,說明日前市場已經(jīng)飽和。而2016、2017兩年交易量又有所降低,這是因為德國、英國這兩個市場內(nèi)有很大規(guī)模的交易量從日前市場流動到日內(nèi)市場,這也源于可再生能源波動性的特性。隨著可再生能源比例的提高,預(yù)計日內(nèi)市場交易量會有持續(xù)增長。
通過電力市場耦合來統(tǒng)一市場
電力現(xiàn)貨交易所負(fù)責(zé)電力市場耦合。市場耦合其實就是不同國家市場間電力交換,通過優(yōu)化出清算法實現(xiàn),其目標(biāo)是將整個歐洲的購電成本優(yōu)化到最低。舉例來說,對于2個國家的市場,出口市場出口電價比較低,而進(jìn)口市場進(jìn)口價格較高。市場耦合保證了電從價格比較低的區(qū)域流向比較高的區(qū)域。對于出口市場,需求增加,則電價升高;反之,進(jìn)口市場電力供應(yīng)增加,電價降低,優(yōu)化結(jié)果是兩個市場價格越來越相近,這被稱作市場耦合后的電價趨同。
歐洲電力市場耦合通過了日前市場耦合和日內(nèi)市場耦合兩個項目,起初日前市場耦合只是輸電網(wǎng)運營商間自愿參與的試驗項目,后來大家看到好處后,都愿意參與進(jìn)來。最后歐盟把這兩個項目變成了法規(guī),規(guī)定市場必須耦合。日前市場耦合2006年啟動,日內(nèi)市場近期剛剛上線。
整個市場進(jìn)行耦合了以后,當(dāng)一些特殊事件對某一個國家產(chǎn)生比較大的影響時,就能通過整個歐洲市場這個大池子去吸收和降低波動,如金融方面的次貸危機(jī)、銀行危機(jī),天氣方面的寒流和熱流,以及政策刺激下的電力裝機(jī)快速增長等因素引起的負(fù)面效果都會均攤到整個歐洲市場。
可再生能源下的電力市場設(shè)計
可持續(xù)發(fā)展是這個時代大家都必須面對的話題。2010年,德國要求所有可再生能源都要進(jìn)行現(xiàn)貨市場交易,該政策導(dǎo)致了現(xiàn)貨市場交易量激增。但是后來發(fā)現(xiàn),交易量雖然增加了,但是整個市場電價還是比較平穩(wěn)的,說明歐洲的電力現(xiàn)貨市場設(shè)計是能夠包容這部分可再生能源的。
目前,歐洲電力現(xiàn)貨交易所還在不斷進(jìn)行新的嘗試,以準(zhǔn)備接納更多的新能源。日內(nèi)市場可以揭示可再生能源電力的靈活性和市場靈活性,德國日內(nèi)市場采用了15分鐘的細(xì)交易粒度,這樣可以反映小時內(nèi)的發(fā)電量的變化。15分鐘產(chǎn)品的價格信號傳達(dá)了新能源靈活性需求,并且可以進(jìn)一步刺激市場提供靈活性。
另外,分布式交易市場是EEX集團(tuán)繼國際化市場、國家級市場之外想要開發(fā)的第三個市場。歐洲電力現(xiàn)貨交易所積極參與多個國家的分布式交易市場示范。分布式交易市場是在分布式發(fā)電周圍的小范圍內(nèi),在配網(wǎng)層級中進(jìn)行電力交易和消納,包括各種分布式的新能源電力。
對中國電力市場建設(shè)的啟示
我國自然資源稟賦分布不均,煤電、水電等集中分布在西部、北部地區(qū),負(fù)荷與發(fā)電資源呈逆向分布形勢,同時新能源發(fā)展迅速。這樣的能源結(jié)構(gòu),客觀上存在大范圍資源優(yōu)化配置和新能源充分利用和消納的需求。從電源結(jié)構(gòu)和新能源發(fā)展態(tài)勢來看,這方面與歐洲及其一些國家的情況非常相似。
我國以省為行政區(qū)劃,各省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同,具有相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)和財稅政策。這樣的社會和經(jīng)濟(jì)環(huán)境,是統(tǒng)一電力市場建設(shè)必然要考慮的問題,特別是在交易過程中如何處理網(wǎng)絡(luò)阻塞、輸電費用、網(wǎng)損等方面的問題,歐洲跨國的統(tǒng)一電力市場提供了一個實踐參考。
從電力調(diào)度模式看,我國當(dāng)前的電力調(diào)度模式,省間通過特高壓及聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行大范圍資源配置和電力余缺互濟(jì),省內(nèi)確保發(fā)用電平衡,這種模式與歐洲市場統(tǒng)一市場結(jié)構(gòu)有較多相似之處。
目前,我國正處在電力市場改革進(jìn)一步深化的關(guān)口,歐洲統(tǒng)一市場在破除市場壁壘、通過市場實現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置方面以及減少政府補(bǔ)貼、利用市場消納新能源方面的做法,對我國來說具有一定的參考價值。
(作者單位:中國電科院、歐洲電力現(xiàn)貨交易所)
主辦單位:中國電力發(fā)展促進(jìn)會 網(wǎng)站運營:北京中電創(chuàng)智科技有限公司 國網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司 銷售熱線:400-007-1585
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我國電源資源分布廣泛,但發(fā)用電分布不均衡,具有大范圍資源優(yōu)化配置的必要和潛力。市場環(huán)境下如何優(yōu)化配置電力資源?歐洲統(tǒng)一電力市場的發(fā)展為我國的電力改革提供了可借鑒的案例。
2008年,法國與德國合資成立了歐洲電力現(xiàn)貨交易所,該交易所目前是歐洲最大的電力現(xiàn)貨交易所之一,它隸屬于歐洲能源及大宗商品交易中心(EEX集團(tuán)),運營法國、德國、奧地利和瑞士等八個國家的電力現(xiàn)貨市場,其交易量約占?xì)W洲總能源消耗的三分之一以上,并為東歐四國提供市場建設(shè)和代運營服務(wù)。2017年歐洲電力現(xiàn)貨交易所交易電量達(dá)到5350億千瓦時,相當(dāng)于歐洲用電量最大的國家——德國全年的用電量,其中4640億千瓦時來自日前市場,710億千瓦時來自日內(nèi)市場。目前有280多家市場成員在歐洲電力交易所上進(jìn)行電力現(xiàn)貨交易。
在歐洲,存在著廣泛認(rèn)同的電力市場設(shè)計和組織原則。首先,這個市場交易必須是匿名的,由此營造一個公平的競爭環(huán)境。例如一個交易主體在市場上成交一個單子,他只知道自己成交了一單,但不知道到底跟誰成交的。其次,市場對交易進(jìn)行擔(dān)保。市場上成交了的每一單都不用擔(dān)心對手方違約,因為對手方就是交易所,交易所為所有交易進(jìn)行了金融擔(dān)保,如果一方違約了,交易所會對市場主體進(jìn)行懲罰。
區(qū)域和節(jié)點:歐洲競價分區(qū)的原則
目前歐洲的競價分區(qū)主要與國界相同,但也有特例。北歐和意大利就被劃分成多個競價區(qū),而德國、奧地利、盧森堡卻合成了一個大區(qū)。分區(qū)的劃分考慮兩方面因素:一方面是政治考慮,一個國家有統(tǒng)一的電價在某種程度上減輕了政府管理的工作量。此外,定義競價分區(qū)更多是經(jīng)濟(jì)上的考慮,分區(qū)越大,市場流動性越大、市場力越小、能優(yōu)化出的社會福利越大。但大的分區(qū)也帶來基礎(chǔ)設(shè)施成本的增加和遇到阻塞時再調(diào)度成本的增加。因此分區(qū)大和小之間有一個最優(yōu)平衡。歐盟會對競價分區(qū)通過20多個具體指標(biāo)來進(jìn)行有評估和重新劃分。如果有個區(qū)阻塞有時嚴(yán)重有時不嚴(yán)重,就通過分區(qū)分裂來盡力達(dá)到無阻塞時大分區(qū)追求流動性,有阻塞時分裂成下一級更小的分區(qū)。
歐洲的輸電網(wǎng)運營商也做過嘗試,把分區(qū)分到非常小,甚至到節(jié)點,但最后仿真結(jié)果并不理想。如果整個歐洲用節(jié)點價格的話,一方面不同地區(qū)電價差異會非常大,另一方面總的社會福利也沒有增加。
日前和日內(nèi):不同的目的不同的設(shè)計
歐洲電力現(xiàn)貨交易所的市場設(shè)計有很大包容性,已經(jīng)被歐洲大部分國家所接受。從時間角度看,歐洲電力現(xiàn)貨市場可以分成日前市場和日內(nèi)市場。日前市場追求的是達(dá)到最大的流動性,要涵蓋整個市場最大的信息量,因此是一次性的競價市場,每日正午競價,全年無休,能夠交易細(xì)分到每個小時的產(chǎn)品,日前市場的競價出清價格是大部分電力金融衍生品的對標(biāo)指數(shù)。日內(nèi)市場是為了給市場主體最后一個機(jī)會來糾正日前與日內(nèi)預(yù)測的偏差,因此交易量比較少,且需要關(guān)閘時間離發(fā)/用電時間越近越好。因此日內(nèi)市場設(shè)計為連續(xù)交易,可以交易比一個小時更細(xì)分(如15分鐘)的交易產(chǎn)品。
以上的設(shè)計對于歐洲每個國家都幾乎一樣,但具體到關(guān)閘時間交易產(chǎn)品細(xì)分,平衡機(jī)制和不平衡分?jǐn)傆指饔胁煌5聡陀諆?nèi)交易量比較高,而法國核電非常多,電力比較平穩(wěn),所以法國日內(nèi)交易量就非常小。一般國家比較大或者用電量比較高的國家,日內(nèi)交易量比較高,這也說明了日內(nèi)交易市場需要一個分區(qū)比較大的市場才能激發(fā)其流動性。
每個歐洲國家都希望和德國連接在一起,因為德國是電力流動性最高的國家。瑞士作為一個面積較小的國家,因為和德國接壤,電網(wǎng)也緊密相連,日內(nèi)交易量也帶動起來。近期,瑞士決定把現(xiàn)貨交易市場與德國解耦,結(jié)果整個瑞士日內(nèi)交易量直接下降了90%,瑞士日內(nèi)交易市場接近于休市了。
從歐洲各個國家日前市場交易量走勢看,近幾年來日前市場交易量沒有很大的增長,說明日前市場已經(jīng)飽和。而2016、2017兩年交易量又有所降低,這是因為德國、英國這兩個市場內(nèi)有很大規(guī)模的交易量從日前市場流動到日內(nèi)市場,這也源于可再生能源波動性的特性。隨著可再生能源比例的提高,預(yù)計日內(nèi)市場交易量會有持續(xù)增長。
通過電力市場耦合來統(tǒng)一市場
電力現(xiàn)貨交易所負(fù)責(zé)電力市場耦合。市場耦合其實就是不同國家市場間電力交換,通過優(yōu)化出清算法實現(xiàn),其目標(biāo)是將整個歐洲的購電成本優(yōu)化到最低。舉例來說,對于2個國家的市場,出口市場出口電價比較低,而進(jìn)口市場進(jìn)口價格較高。市場耦合保證了電從價格比較低的區(qū)域流向比較高的區(qū)域。對于出口市場,需求增加,則電價升高;反之,進(jìn)口市場電力供應(yīng)增加,電價降低,優(yōu)化結(jié)果是兩個市場價格越來越相近,這被稱作市場耦合后的電價趨同。
歐洲電力市場耦合通過了日前市場耦合和日內(nèi)市場耦合兩個項目,起初日前市場耦合只是輸電網(wǎng)運營商間自愿參與的試驗項目,后來大家看到好處后,都愿意參與進(jìn)來。最后歐盟把這兩個項目變成了法規(guī),規(guī)定市場必須耦合。日前市場耦合2006年啟動,日內(nèi)市場近期剛剛上線。
整個市場進(jìn)行耦合了以后,當(dāng)一些特殊事件對某一個國家產(chǎn)生比較大的影響時,就能通過整個歐洲市場這個大池子去吸收和降低波動,如金融方面的次貸危機(jī)、銀行危機(jī),天氣方面的寒流和熱流,以及政策刺激下的電力裝機(jī)快速增長等因素引起的負(fù)面效果都會均攤到整個歐洲市場。
可再生能源下的電力市場設(shè)計
可持續(xù)發(fā)展是這個時代大家都必須面對的話題。2010年,德國要求所有可再生能源都要進(jìn)行現(xiàn)貨市場交易,該政策導(dǎo)致了現(xiàn)貨市場交易量激增。但是后來發(fā)現(xiàn),交易量雖然增加了,但是整個市場電價還是比較平穩(wěn)的,說明歐洲的電力現(xiàn)貨市場設(shè)計是能夠包容這部分可再生能源的。
目前,歐洲電力現(xiàn)貨交易所還在不斷進(jìn)行新的嘗試,以準(zhǔn)備接納更多的新能源。日內(nèi)市場可以揭示可再生能源電力的靈活性和市場靈活性,德國日內(nèi)市場采用了15分鐘的細(xì)交易粒度,這樣可以反映小時內(nèi)的發(fā)電量的變化。15分鐘產(chǎn)品的價格信號傳達(dá)了新能源靈活性需求,并且可以進(jìn)一步刺激市場提供靈活性。
另外,分布式交易市場是EEX集團(tuán)繼國際化市場、國家級市場之外想要開發(fā)的第三個市場。歐洲電力現(xiàn)貨交易所積極參與多個國家的分布式交易市場示范。分布式交易市場是在分布式發(fā)電周圍的小范圍內(nèi),在配網(wǎng)層級中進(jìn)行電力交易和消納,包括各種分布式的新能源電力。
對中國電力市場建設(shè)的啟示
我國自然資源稟賦分布不均,煤電、水電等集中分布在西部、北部地區(qū),負(fù)荷與發(fā)電資源呈逆向分布形勢,同時新能源發(fā)展迅速。這樣的能源結(jié)構(gòu),客觀上存在大范圍資源優(yōu)化配置和新能源充分利用和消納的需求。從電源結(jié)構(gòu)和新能源發(fā)展態(tài)勢來看,這方面與歐洲及其一些國家的情況非常相似。
我國以省為行政區(qū)劃,各省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同,具有相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)和財稅政策。這樣的社會和經(jīng)濟(jì)環(huán)境,是統(tǒng)一電力市場建設(shè)必然要考慮的問題,特別是在交易過程中如何處理網(wǎng)絡(luò)阻塞、輸電費用、網(wǎng)損等方面的問題,歐洲跨國的統(tǒng)一電力市場提供了一個實踐參考。
從電力調(diào)度模式看,我國當(dāng)前的電力調(diào)度模式,省間通過特高壓及聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行大范圍資源配置和電力余缺互濟(jì),省內(nèi)確保發(fā)用電平衡,這種模式與歐洲市場統(tǒng)一市場結(jié)構(gòu)有較多相似之處。
目前,我國正處在電力市場改革進(jìn)一步深化的關(guān)口,歐洲統(tǒng)一市場在破除市場壁壘、通過市場實現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置方面以及減少政府補(bǔ)貼、利用市場消納新能源方面的做法,對我國來說具有一定的參考價值。
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