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我国统一电力市场的体系构建与发展路径探析

        发布时间:2019-07-03 10:15        编辑:北极电力网

习近平总书记在中共中央政治局集体学习等重要讲话中,对建设统一开放、竞争有序的市场体系作出重要部署。构建统一开放、竞争有序的市场体系,是经济社会发展到一定阶段的必然要求,是现代化经济体系的重要支撑和组成部分。作为关系国民经济命脉的重要基础产业,借鉴国际建设统一互联的电力市场经验得失,建设适应我国国情的统一开放、竞争有序的电力市场体系是实现市场在资源配置中起决定性作用的前提和基础,有利于实现能源资源的大范围优化配置,有利于形成安全稳定、优质高效的多样化能源供给体系,服务我国“四个革命、一个合作”的能源安全新战略。

一、我国电力市场建设的现状和主要挑战

自2015年中发9号文及相关改革配套文件印发以来,各级政府、电网企业、电力市场运营机构和有关市场主体,围绕充分发挥市场在配置资源中的决定性作用这个总目标,大力推进电力市场建设,在逐步放开发用电计划、扩大中长期交易规模、推进现货交易试点、强化清洁能源消纳等关键问题上取得了重大进展和突破,一大批标志性、关键性的重大改革方案出台实施,有力促进了电力市场持续健康发展。

一是电力市场的支撑不断增强。国家电网经营区域内已全部实现电网互联,网架结构、配置能力全面跨越提升,省间输电能力近2亿千瓦;输配电价格改革有序推进,省级输配电价和省间输电价已经全部核定完成;煤炭、钢铁、有色、建材四个重点行业发电计划全面放开,市场准入范围不断扩大。

二是电力市场的规则体系逐步完善。“省间—省内”两级市场总体架构基本建成,省间、省内中长期交易机制全部建立;以消纳清洁能源为主的省间增量现货交易有效运行,8个现货试点省已完成包含中长期、现货交易的整体市场设计方案和规则,按要求6月底前将全部启动模拟试运行。

三是电力市场的交易平台全面建成。北京交易中心、广州交易中心及33家省级交易中心先后组建完成,电力市场技术支撑平台全面覆盖经营区域,“国家—省”两级交易平台实现协调运营,两级平台注册市场主体超过10万家。

四是电力市场的建设成效初步显现。2018年,国家电网经营区域市场化交易电量达到16187亿千瓦时,同比增长32.5%,直接交易电量12257千瓦时,同比增长37.1%,减少用户电费支出373亿元,有效释放了改革红利;通过省间交易大范围消纳新能源718亿千瓦时,同比增长45.8%,有效缓解了弃风弃光矛盾;完成发电权交易电量1429亿千瓦时,同比增长9.7%,促进了能源结构的清洁化转型。

然而,在我国电力市场建设推进过程中依然面临着诸多挑战。

一方面,趸售电力市场的建设和协同需要加强,包括中长期交易与现货交易的协同、省间市场与省内市场的协调问题尚待解决,市场在资源配置中的决定性作用尚未得到充分发挥,需要建设一个配置高效、运作协调、运营平稳的趸售市场。

另一方面,我国能源分布不均,能源需求和资源供给逆向分布的情况日益严重,尤其清洁能源消纳困难,能源结构的清洁转型压力较大,在电力市场建设中需要充分考虑清洁能源尤其是新能源消纳和发展的需要。

此外,我们正由传统电力系统向能源互联网转变,分布式电源、储能、电动汽车等各类新型主体接入电网。同时新一代电力系统在运行中也面临转动惯量降低,交直流、送受端、源网荷之间的耦合关系更加紧密等新特点,能源互联网的发展对电力市场的设计提出了新要求和新挑战。

要有效应对挑战,适应市场发展需要,关键是要抓住全国统一电力市场建设这个“牛鼻子”,从全市场形态、全电量空间、全体系结构、全范围配置四个方面考虑,做好省间交易与省内交易、中长期交易与现货交易、市场交易与电网运营的统筹,全面提升市场的可再生能源消纳、信息公开透明和风险防控水平。

二、国际统一电力市场建设经验

从国际电力市场发展的实践看,随着资源配置需求的提升和电网网架的延伸,充分发挥市场在更大范围内的电力资源优化配置能力,逐步扩大电力市场范围,已经成为世界电力市场发展的共同方向。欧洲、美国两大典型电力市场,都在探索推进建立统一互联的电力市场。

一是市场范围逐步扩大。欧盟一直致力于推进统一电力市场建设,经过20年的发展,逐步形成了以中长期输电权拍卖,日前、日内市场耦合为主要特征的欧洲统一电力市场;美国以实现跨州区域电力市场为目标推进市场化改革,并形成了多个以系统与市场运营一体化为特征的区域电力市场,市场的范围逐步扩大。

二是重视顶层设计研究。欧盟理事会自1996年起,先后颁布了三个电力改革法案,明确了欧洲统一市场的目标模式(TARGET MODEL),有序推进了欧洲统一电力市场的规范化建设;美国联邦能源管理委员会(FERC)发布了2000号法令,提出在ISO基础上形成区域输电组织,并以PJM市场设计为蓝本出台了标准市场设计(SMD),明确了区域电力市场一致化的发展方向。

三是结合实际选择了不同的发展路径。无论是欧洲还是美国的统一市场发展方式,均与其资源禀赋、政治制度、电网架构、管理体制等市场建设要素密不可分。欧洲考虑到大范围配置资源的需要和各主权国家相对独立的客观实际,选择了“融合”式发展的路径。美国基于电网所有权分散、全国性资源配置需求尚不迫切等情况,选择了“整合”式发展的路径。

然而,在政策方面,受法律法规、能源政策和政府协调机制的影响,在电网方面,受各区域(各国)电网相对独立、电网间联络规模有限、电网结构以及所有权较为分散的管理体制等因素影响,欧洲、美国推进市场融合历经的时间周期长,困难大。

我国长期坚持电网统一规划和调度管理,技术标准和管理模式相同,政策环境相近,各级政府协调高效,已建成联接大型能源基地与主要负荷中心的特高压骨干网架,形成大规模“西电东送”、“北电南送”的能源配置格局,跨区跨省输电能力不断增强,并建立了统一的调度管理体系和市场交易组织体系,电网运行平衡格局已从分省、分区就地平衡向全国统一平衡转化,相对欧美而言,我国建立大范围统一资源优化配置的电力市场体系具有良好的基础,也更为迫切和必要。

三、我国统一电力市场发展路径

在我国,建立统一电力市场首先要在国家顶层设计中指明我国市场未来的目标模式和发展方向。其次建立一整套核心规则体系,将市场建设方案中最基础的市场模式、交易时序、交易品种、出清规则、价格机制、技术支持系统建设等予以规范。在此基础上,做好分阶段实施路径规划,最终实现电力市场的统一、高效运作。

既要充分挖掘全国统一优化的市场资源配置潜力,又要适应现有市场建设和调度管理机制,建议从“统一市场,两级运作”的模式起步,逐步推动市场融和,最终形成全国统一电力市场。

现阶段,也是市场发展的初期阶段,采取分层运行模式,即“统一市场,两级运作”的市场运作模式。统一市场体现在统一市场框架、统一核心规则、统一运营平台、统一服务范围;两级运作是指省间、省内交易协调运营。省间交易实现国家能源战略、促进清洁能源消纳和大规模资源优化配置,建立资源配置型市场,省间交易在北京、广州电力交易平台上开展。省内交易实现省内资源优化配置,并保障电力供需平衡和电网安全稳定运行,建立电力平衡型市场,省内交易在省电力交易平台上开展。

此阶段,明确省间、省内交易定位,处理好各市场成员在省间和省内两个市场的衔接,在交易时序、市场空间、偏差处理、安全校核及阻塞管理等方面做好统筹,兼顾省间交易资源优化配置及省内平衡市场的安全稳定。开展基于可用输电能力(ATC)的中长期交易,进一步挖掘特高压输电通道潜力。各省大部分电源和负荷通过省级电网公司代理参与省间市场,省间交易先于省内交易开展,其结果是作为省内交易的边界条件,实际偏差电量按照产生原因进行考核。

此阶段,为适应清洁能源有效消纳和能源资源的大范围优化配置,省间交易应在考虑送受电省市场主体意愿、可再生能源消纳责任、电力供应效率等因素的基础上,开展基于电网安全约束的省间全通道集中优化,大幅提高交易组织效率、提升资源配置效益,实现两级市场的协同优化。

中期阶段,采取松耦合运行模式,即省间交易统筹考虑各省总的发电曲线和总的购电曲线、各省化简的等值模型,并考虑全网发用电平衡、省间联络线输送能力,将省间优化出清后的结果作为省内交易出清的边界。以国家电网经营区为例,全网27个省的市场出清可分解为“1+27”子模型,省间模型只需考虑各省总发电曲线和购电曲线,省内模型只需考虑控制区内发电商、电力用户和售电商等市场成员。

随着市场逐渐成熟、优化技术能力的提升、调度和交易协同机制不断优化,市场进入成熟阶段,采取紧耦合运行模式,即在省间交易与省内交易出清中,联络线交换电量和市场价格保持一致。上层的省间交易和下层的省内交易通过主子联合优化的方式进行出清计算。在省间交易中,纳入各市场成员的报价、关键通道安全约束,并考虑全网发用电平衡、省间联络线输送能力,省内线路输电能力,全局优化出清。实现省间与省内交易协同开展、一级运作的全国统一电力市场,并适时开展容量交易、输电权交易。

回顾电力市场发展的30年,无论是欧洲的统一电力市场建设,还是美国的标准市场设计,都取得了很好的成绩。这两个案例都体现了顶层设计对统一电力市场发展的重要意义。当前,我国正处于全面推进电力市场建设的关键时期,亟需着眼全国统一电力市场未来发展,形成充分借鉴国际先进经验并具有中国特色的市场顶层设计,明确我国市场建设目标、发展路径、核心规则,有序推动电力建设,为我国经济社会发展做出新的贡献。

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