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电力市场集中竞价的经济学原理分析 (十二 我国月度竞价市场中的偏差处理机制)

 黄老邪896690 2018-06-19

作者:

荆朝霞,华南理工大学电力学院,教授,博士生导师

骆子雅,华南理工大学电力学院,硕士研究生

 

【导引】在本系列论文的第六、第七篇中,对电力市场中的平衡机制进行了讨论,并给出了对我国电力市场的一些建议。电力市场中平衡机制是最“实时”的一个市场,其比例虽然一般不大,但对市场会有较大的影响。我国目前各省的中长期电力交易规则中,对电量偏差的处理机制有很大的不同,这里进一步对偏差处理机制进行探讨。

 

1、我国中长期电力交易市场偏差处理相关概念

 

我国目前的中长期电力交易市场是一种电量市场,偏差是指市场成员的实际发(用)电量与交易发(用)电量之间的差值。

 

用户(这里的用户主要指用户侧的市场主体,包括售电公司,下同)交易电量(Plt):对某个用户,其交易电量是指在一个结算周期内(年、月或日),通过各种协议、合同或市场(包括长期合同、挂牌、集中竞价等)购买的电量之和。

 

发电企业交易电量(Pgt):对某个发电企业,其交易电量是指在一个结算周期内(年、月或日),通过各种协议、合同或市场(包括长期合同、挂牌、集中竞价等)卖出的电量之和。

 

用户偏差电量Pld:用户的交易电量与其在该结算周期内的用电量(Plm)之差。用户的偏差电量产生的原因是用户实际用电量与交易电量不一致,因此需要承担相应的责任。

 

负荷偏差=实测电量-交易电量

Pld=Plm-Plt

 

发电企业偏差电量:发电企业的交易电量与其在该结算周期内的实际发电量之差。发电企业的偏差电量产生的原因相对比较复杂。一般情况下,发电企业是遵循调度命令发电,在其完全遵循调度命令(Pgo)的情况下,其偏差电量(Pgd1)的产生实际是为系统提供偏差处理服务,这种原因造成的偏差(按照调度命令发电造成的偏差)电量应该得到补偿。如果发电企业由于自身的原因(如机组故障)没有按照调度的命令出力,这部分偏差(Pgd2)需要承担相应的责任。

 

发电偏差服务=调度电量-交易电量

Pgd1=Pgo-Pgt

 

发电偏差责任=实测电量-调度电量

Pgd2=Pgm-Pgt

 

偏差处理机制:市场规则中的偏差处理方法,规定发电、用户造成的偏差电量的责任、义务及应支付的费用或得到的补偿。实际上,不仅仅我国的中长期电力交易市场中存在偏差处理机制,由于电力的供需受很多随机因素的影响,很难100%预测准确,所有的电力市场都有某种形式的“偏差处理”机制。英国市场中的不平衡结算、美国市场中的实时市场,都可以认为是一种偏差处理机制。

 

2、市场化的偏差处理方法

 

可以将“偏差处理”看作一种产品,或者说一种服务,即对由于发电或用户造成的实际发、用电量与之前签订的交易电量之间的差异的平衡机制。由于电需要保持全网的实时平衡,这个服务一般由调度机构组织。调度机构对愿意提供这种服务的市场成员(目前主要是发电,以后也可是储能、可控负荷等)根据一定的原则(按报价、按事先约定的方式)进行调度以实现供需的平衡。对调度这些资源进行偏差处理造成的成本,应该分摊给引起偏差问题的所有市场成员。

 

1)  偏差调度

 

如上所述,可以将偏差调整看成一种服务,因此较好的方式是按照市场成员的报价进行调度。也就是说,市场成员事先申报进行调整(上调、下调)的价格,然后调度机构在需要进行偏差处理时按照报价的高低调用,优先调用价格低的。这就需要建立一个市场。如果这个市场尚未建立(可能有两种原因造成没有这个市场,一种是这部分成本很小,没必要建立市场;另一种是市场的建立比较复杂,暂时尚未建立起来),可以按照事先约定的、市场成员认可的一种方式进行调度。比如,规定市场成员一定的调节义务,按事先约定的价格支付其提供的服务;等比例将调节需求分给所有发电主体等。在没有市场的情况下,很难实现经济上的效益最优,主要考虑简便、易行、公平等原则。

 

2)  偏差服务补偿价格


对进行偏差调整的市场成员,考虑到其是为市场提供的一种服务,应对其补偿。如果建立了相应的市场,就应该按照市场的价格支付(按市场统一价或按报价支付:上调、下调服务价格)。如果没有建立相应的市场,需要在市场规则中规定提供偏差服务的补偿价格,原则上不能低于其实际的成本。

 

偏差补偿=偏差服务量(Pgd1*偏差服务价格

 

3)  偏差服务成本分摊

 

由于对提供偏差服务的市场成员进行了补偿,这部分成本需要分摊出去,由造成偏差的市场成员承担。电是生产、生活的一种基本资料,电是为生产、生活服务的,而且在大多数情况下,电力成本仅仅是生产、生活成本中的很小一部分,但其作用却非常大,所以电力用户实际中用多少电主要是根据生产、生活的需求而定,一般受价格影响很小。另一方面,由于电力消费的特殊性,很难事前100%准确地预测,因此事前签订的各种电力买卖合约(双边协议、集中竞价等形式)的电量很难与实际的用电量保持100%一致,也就是说,偏差是不可避免的。偏差的大小,一方面与用户的预测、管理能力有关,另一方面,与用户的用电类型、特性有很大关系。比如,对于一个订单式生产企业,如果订单是短期的、不稳定的,则其很难提前对用电量有准确的估计。

 

一个用户的偏差大小,并不能简单说明其管理能力的高低,更不反映其“信用”情况。市场交易电量只是反映了市场成员事先签订的电力买卖合同。举个简单的例子,某个家庭,每周去大超市买一次食品,希望一个周正好吃完。因为,如果买的少,不够吃,需要临时去附近的超市买,价格比较贵;买的太多,一周吃不完,可能会由于在家里放置时间过长变质。但实际上,由于每天的实际的对食品的需求量的不确定性,很难保证正好一周吃完,因此就造成了实际的食品需求与在大超市购买量之间的“偏差”。这个偏差如何解决的呢?增加的需求,在附近的小超市购买;对减小的需求,为了分析方便,假设可以将其低价卖给食品回收机构。由于对一周食品需求预测的不准确,增加了食品的成本,家庭需要承担这部分成本。请注意,这个成本仅仅是由于不同超市之间的差价、以及过期造成的成本,并没有一个机构额外制定一个惩罚性的价格“惩罚”这种行为。

 

电力的偏差实际上与这个例子中的食品偏差是类似的。事先签订的交易电量相当于提前一周购买的食品量。区别主要在于,由于电力要保持全系统的实时平衡,难以储存,实时的平衡市场必须由调度机构统一组织。也就是说,当用户发现实际用电量与之前签订的交易电量不一致时,只能通过调度机构进行平衡。因此,可以认为调度机构就是附近的小超市、食品回收机构。调度进行平衡服务实际上就是一个电力的实时市场交易服务,从平衡服务提供者(小超市、食品回收机构)购买平衡服务,解决电力用户(家庭)事先买的电力与实际需求不一致的问题。考虑到调度机构一般是一种垄断的、非盈利的机构,对造成偏差的用户的收费,应该以补偿相关成本为准。

 

总的平衡服务收费= 总的平衡服务补偿成本

 

对总成本在造成偏差的市场成员之间的分摊,可以采用不同的方法。总的来说可以分为两大类:一类是按责任分摊,能够反映比较准确的经济信息,引导市场成员减少偏差;另一类是邮票法,按用电量分摊给所有用户,简单易行但不反映经济信号。

 

3、我国当前市场的偏差处理机制分析

  

我国各省的市场规则中一般都有偏差处理机制,包括对用户的偏差处理和对电厂的偏差处理。根据上面的分析,偏差一般是由于用户引起,由发电企业通过调整出力来解决,因此偏差的责任主要是用户。这里主要对用户的偏差责任进行分析。各省市场规则中有关对用户的偏差电量结算和考核的规定如下表。

 


偏差考核范围

偏差电量结算与考核

备注

用户多用

用户少用

广东

超出2%

2倍价差绝对值结算

2倍价差绝对值考核


安徽

低于95%

按目录电价结算

1倍市场交易的平均降价额度考核


重庆

超出5%

按目录电价结算

在交易合同中约定


甘肃

/

/

/

低于70%三次,取消直接交易,低于50%三次,中止合同

广西

低于5%

按目录电价结算

0.5倍的发电企业加权平均让利价考核


贵州

/

后期削减相应交易电量

滚动调整至后期

以滚动调整方式对偏差电量进行调整。

湖南

低于2%

按上调服务的加权平均价结算

按合同加权平均价结算,违约部分按系统下调电量的补偿单价支付违约金。


湖北

超出5%

按目录电价的110%结算

2/千瓦时缴纳违约金


河南

低出5%

/

按合同协议赔偿


河北

超出5%

按目录电价结算

/


宁夏

无免考核范围

/

/

连续两个月交易电量月度计划完成率低于70%,终止其剩余交易电量合同,取消年度参与直接交易资格。

江苏

超出3%

按目录电价的110%结算



江西

/

/

/

按合同约定赔偿

辽宁

超出3%

按目录电价结算

按目录电价的90%结算


上海

超出2%

月度集中交易价格+|月度集中交易价格-上海燃煤标杆电价|*2

月度集中交易价格-上海燃煤标杆电价*2


四川

超出3%

按目录电价的110%结算

/


山东

超出4%,或低出-4%

按合同加权平均购电价的105%结算

按合同加权平均购电价的110%结算


山西

超出2%

/

按当月合同加权平均价结算,少用部分按系统的下调服务加权平均价支付偏差考核费用


云南

低出-3%

转让,上调

转让,下调 

日、月结算

陕西

/

/

80%-90%部分视为违约电量,按目录电价结算。

连续两个交易周期产生违约电量则拉入交易黑名单。

 

从上表可见,我国各省电力市场偏差电量处理机制中,湖南、山西、云南采用了一定的市场化机制,通过上调、下调服务来解决偏差问题,对偏差电量也根据上调、下调服务的价格来结算。云南还为市场成员引入了事前转让,事后转让等多种多样的平衡方法,减少最后的偏差。其他地方对偏差都采用一种人为规定的价格,大多以目录电价为基准,也有省份以集中竞价出清价、合同平均价等为基准。

 

 

4、讨论

 

1)关于偏差服务补偿

 

对发电企业的偏差,需要区分其按调度要求发电提供的“偏差服务”电量与实际发电量与调度指令之间差别的“偏差电量”,这两部分要分别处理:偏差服务按照不低于成本的原则,按照其报价、偏差服务出清价或约定的价格结算,“偏差电量”按照一定的偏差成本分摊方法分摊偏差服务的总费用。

 

2)关于偏差电量的价格

 

建立市场的目的是提高市场效率,增加社会福利。电力作为一种重要的生活资料和生产资料,一般情况下用户很难提前进行完全准确的负荷(用电量)预测。偏差电量的“考核”价格应该基于实际的偏差成本(边际成本或综合成本),这样才能实现社会的最优资源配置:什么情况下通过发电机调整出力来解决预测的偏差,什么情况下通过用户调整用电计划来解决预测的偏差。现在一些省份采用的惩罚性的偏差考核办法,在一定程度上增加了社会的成本。特别是当前用电富裕的情况下:当用户的用电需求比计划增加时,本来发电侧增加出力的成本是很小的,但由于偏差考核价格过高,用户为了减小偏差去调整生产计划,从而从社会整体上增加了负荷预测偏差的成本。

 

3)关于“偏差考核”叫法

 

我国很多省份的市场规则中,将用户的偏差责任机制称为“偏差考核”,潜在的意思是用户没有履约(没有按照之前交易电量用电),因此应该受到惩罚。在一些省份的规则中,甚至规定,对于连续几个月偏差量达到一定程度的用户(如偏差超过50%),采取停止交易,甚至列入黑名单的方法。

 

这种叫法并不是很合适,因为通常来说,偏差的产生并不是用户想故意违约,大多数用户也不会由于之前负荷预测不准确、交易电量不准确,因此为了保持实际用电量与交易电量的一致而改变生活或生产计划(一般用电的效益远远大于电力的成本)。而相对于用户难以提前进行用电的准确预测,发电企业一般具有一定的上调及下调的能力,因此当用户用电量产生偏差时,调用相关的电厂来处理偏差常常是一种合适的机制,而由造成偏差的用户承担相应的上调、下调的成本即可。

 

只要事先约定了偏差的处理方法,而用户也按照实际的偏差处理机制缴费了,就不应该叫做违约,更不叫失信

 

总结

 

建立市场的目的是实现优化资源配置。我国目前中长期电力市场中的偏差处理机制相当于国外市场的实时市场或平衡机制,解决市场成员的实际发、用电量与其交易电量不匹配的问题,对该问题的解决是电力市场中非常重要的一个环节。


我国目前偏差处理机制千差万别,价格大多采用人为规定的价格,一个很重要的原因是没有实时电力市场(欧洲等有些市场中叫平衡市场)。在有实时市场情况下,平衡服务、不平衡电量均按照实时市场的价格结算即可。由于没有实时市场,只能人为规定一种结算的价格,这种价格很难同时反映多个场景的供需情况:供给充足时,上偏差(用电增多)的价格可以低一些,供给紧张时,上偏差的价格需要高一些。


我国的《电力中长期交易基本规则》中的预挂牌机制是在没有建立实时市场的情况下的一种简化的市场化的偏差处理机制,可以在一定程度上反映供需的情况,有条件的地区,应尽量采用类似的机制进行偏差处理。


另外,云南的偏差处理机制是一个非常值得借鉴的机制。首先,在市场体系的设计上设计了尽可能多的交易品种,让市场成员在发现自己的供需可能发生变化时,有充分的机会自由签订合同进行转让、交易,减少偏差电量。其次,提供上调、下调服务,对最后仍然没有平衡的偏差量按平衡服务价格结算。云南的市场设计真正体现了市场设计的宗旨:提高资源优化配置的效率,减小市场的交易成本、减小市场的风险。


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