电力市场交易顶层设计重在电价形成机制
来源：中国能源报 | 0评论 | 3089查看 | 2018-08-08 10:24:07
随着电改进入深水区，电力市场设计和规则制订已成为电力市场改革主导部门面临的关键问题。
作为调节电力供需的信号和实现电力交易的纽带，电价形成机制、电价结构及电价水平的深入分析和研究至关重要。电价理论研究主要包括电能成本分析和电价形成机制，其中前者是衡量电价是否合理的基础，但电价最终要通过市场机制形成。在理想电力市场中，出清电价应与电力系统中的电能边际生产成本和电力用户的电能边际效用相等。因此，电价形成机制是电力市场交易机制设计的关键。
市场价格应反映成本和效益
与其他商品不同，电能商品以看不见摸不着的能量形态存在，在时空间均有连续性；不同电源生产的电能一旦上网，在物理上就被同质化，无法再区分。加之生产、传输和消费均在电力系统中完成，电能商品因此成为世界上最复杂的商品之一。而市场元素的加入则使电力系统变得更加复杂。
总体而言，电力市场/电力系统的问题仍可分为电力系统物理层、商品交易层和金融交易层三个层次，不同层次中的“电能”内涵完全不同。由于电能在物理上的同质化特征，电网又像水池，实际无法分清产销方，因此电力市场中交易的电能实际属于商品交易层，电力市场交易则完全取决于所采用的调度模型。
以日前市场为例。将整个交易期间分成一系列的周期（如1天），每个周期又分为若干时段（如1小时），然后分时段按电量平衡模型计算出清价格和出清电量。对于日内实时市场，除周期通常缩短为5-15分钟，基本概念是相同的。因此，电力现货市场的电能商品模型为：将交易周期的功率曲线下的面积按等长时段切分成若干“条”，然后每条又分为若干可不等高的“段”。在发电侧，在1个时段中成交的发电商各取1“段”（即1个商品），按统一边际价格出清方式，同一时段的各段负荷结算价是相同的，均为该时段成交机组的最高价格。负荷侧也是类似情况。
在这种定价方式下，对同一发电厂在不同时间生产的电能商品价格不同；同一时段，所有电能商品同价，无法区别基荷、腰荷和峰荷机组不同的技术特征及成本构成。上述两种情况，都不符合电力系统运行的实际情况。尤其在可再生能源大规模接入的背景下，世界各国基于这种定价机理所建立的电力市场运行纷纷出现问题，因此都在改进市场设计。一种可行的改进方案，是按负荷持续时间定价的机制，即认为同一负荷持续时间的价格是相同的，而负荷持续时间改变时，电能价格相应发生变化。持续时间越短、灵活性越好的电能商品品质越高，价格也越高。这种定价方式与实际电力系统中电能商品的生产成本和使用价值的分布规律是一致的。
我国在实践中总结出来的深度调峰定价方式已取得了良好的效果，已首先在东北电力辅助服务市场建立，并且在全国推广。
市场价格应由供需双方自主形成
电改三年多来，笔者认为，电力市场交易机制设计的最大难度在于——如何在保障自发市场秩序的情况下获得由供需决定并且相对稳定的市场价格。
“自发市场秩序”以市场主体自由竞争和自主选择的权力为基础，由于市场主体行为策略复杂，在自发市场秩序下形成正确反映市场供需关系、生产成本和用电效益的相对稳定的市场价格十分易，在法律法规、信用制度、监管体系尚不完善的情况下尤其如此。实际上“还原电力商品属性”是以“还原市场主体自由竞争和自主选择权”为前提的，这也是“9号文”的重点所在。
电力市场最常见的交易方式有双边协商和集中竞价，我国还有挂牌交易。市场交易之所以发生，是因为可以改进社会福利，社会福利如何分配取决于市场供需双方的共同意愿。双边协商交易中，社会福利的分配方案由供需双方私下约定；集中竞价机制中，社会福利如何分配是关键和难点之所在。四川和云南等省所采用的中长期电量“双挂双摘”和复式撮合交易都是行之有效的由供需双方自主决定的市场价格形成机制。
广东电力市场2016年月度电量集中竞价采用了一种独特的价格电费返还出清机制，受其启发，本文提出一种适合电力中长期集中竞价的“双侧等效PAB出清机制”。
如图所示，供应方结算价格为申报价格乘以供应方结算系数α，总供给曲线即向上等比例延伸一段。需求方结算价格为申报价格乘以需求方结算系数β，即总需求曲线向下等比例收缩一段，而此等比变换所产生的社会福利正好等于供需申报价格所产生的社会福利。在此机制下，供需双方只有尽可能靠近边际价格报价并保证成交，才能使收益最大。但此时不成交的风险也最大，风险与收益成正比。
在此竞价机制下，α和β的选取是一个关键问题，决定了社会福利在供需两方的分配，应由监管机构确定。由于供需主体的报价策略与PAB出清机制相似（即按预测的边际价格报价），故称之为“等效PAB出清机制”。仿真研究表明，这种出清机制在不需要人为设定供需比的情况下，也能迅速稳定市场价格，并且平均结算价格能较好地反映市场供需双方的共同意愿。
市场价格应兼顾效率与公平
我国幅员辽阔，各地区要素水平和资源禀赋差异巨大。若在差异显著的区域建立完全自由竞争的统一电力市场，在市场机制作用下，其结果是经济欠发达、电价水平相对较低的地区所拥有的电能资源流向经济较发达、电价水平相对较高的地区，将抬高欠发达地区的电价，而且可能失去使用资源的权利；发达地区则可能利用其电价较高、购买力较强的优势，不仅通过市场机制与欠发达地区争夺资源，而且自身电价水平也趋于降低。很明显，这种结果有悖公平和区域协调发展战略。此外，由于电厂类型、投资运行时间不同所带来的发电成本差异也可能导致不公平竞争。
应对不同地区购售电主体市场竞争力差异的基本原则，是在公平基础上引入“适度竞争”。一种可行的办法是广东电力市场月度集中竞价采用的价差竞争：需求方申报与现行目录电价中电量电价的价差，供应方申报与上网标杆电价的差价。基准价格（目前为目录电价和上网标杆电价）体现公平性，价差体现效率，需要解决的问题是基准价格合理值的确定。不同类型电源通过补贴后的统一平台竞争与价差竞争是相同的道理。此外，有专家提出的基于国际贸易理念（或关税原理）的电力市场竞争机制也能较好处理不同成本电厂的公平竞争问题，值得进一步深入研究。
现代经济体系中，市场在解决效率问题方面具有优势，政府在解决公平问题方面具有优势，但市场与政府也都存在失灵的问题。在我国电力行业中，购售电主体的电能生产成本和电价承受能力差别较大，电力企业既要追求经济效益，也要承担社会责任，“效率”与“公平”兼顾是电力市场改革所必须坚持的原则。应让政府这只“看得见的手”和市场这只“看不见的手”分工协作，取长补短，充分发挥我国电力行业公有制为主体和社会主义市场经济体制的优越性。其中政府要解决的关键问题之一，是前述基准价格或“关税税率”合理值的确定。
市场价格要适应各地工业水平
国家发改委今年6月21日发布的《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》提出健全促进节能环保的电价机制，具体举措包括完善差别化电价政策、完善峰谷电价形成机制、完善部分环保行业用电支持政策等。从经济学角度看，差别化电价属于一种价格歧视，与电力市场的公平竞争存在一定矛盾，需要进一步研究解决方案。另外，在电力现货市场运行后，由于一日之内每个时段的现货价格都不相同，峰、谷、平时段电价的构成和含义也将有所变化。
此外，从供给侧看，新投产的大容量机组能耗低，但由于处于还贷期，财务费用高，总成本高；老机组能耗高，但由于运行时间长，还贷已基本完毕，财务费用低，总成本低。按照目前的能源价格，机组效率提高所产生的变动成本优势无法与财务费用差所产生的成本优势相提并论，完全自由竞争的结果是小机组、老机组打败大机组、新机组，与国家节能环保的要求相悖。这个问题也需要研究合理的解决方案。
从工业化水平综合指数看，2015年我国总体上进入工业化后期。但相对于社会主义现代化强国建设要求，我国工业化还存在区域发展、产业机构工业化速度与资源环境承载力等各种不平衡问题。
电能的广泛应用是第二次工业革命的主要特征，我国不同地区相差巨大的工业化水平决定了当地产业结构对电力的依赖程度不一样，因此电力技术发展与电价水平要适应各地新时代新型工业化的要求。
在发电侧，实现发电机组的更高效率，采用更严格的环保标准；优化火电能源结构，增加可再生能源发电的比例；积极发展天然气发电及分布式能源。在用电侧，产业结构是影响单位产值用电量的主要因素，第二产业的能耗强度（单位产值用电量）远大于第一、第三产业；另一方面，耗电量大的高耗能行业电价承受能力弱，而耗电量少的第三产业附加值高，电价承受能力强。这些问题在电价形成机制中都必须给与充分考虑。
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