統一電力市場不等于全國簡單“一體化”

時間:2020-03-03 15:53:39 來源:

全國統一電力市場建設既不等于全國簡單“一體化”,也不能簡單理解為全國統一電網、統一規則或統一運營。建立完全強耦合的一體化全國統一電力市場既無必要,也不具備現實可行性。因地制宜建設若干強耦合的一體化區域電力市場,進而相互弱耦合形成全國統一市場是更合理的科學選擇。

我國電力體制改革在多個領域已取得了突破性進展,輸配電價改革實現全覆蓋,中長期電力市場也已基本成熟,現貨市場試點加速推進,深化體制改革釋放的紅利,有力支撐了實體經濟平穩發展。然而,隨著當前改革進入深水區,一些深層次矛盾逐步暴露出來,諸如省間壁壘依然存在,局部地區甚至趨于強化,清潔能源消納困局依舊難解等,實現能源電力資源的全局優化配置目標仍然任重道遠。
著眼于解決以上問題,近期有關方提出建設全國統一電力市場的構想,這對于當前深化改革、進一步破除省間壁壘、實現全局資源優化配置無疑具有積極意義。但值得注意的是,在當前市場方案頂層設計缺失的情況下,深化對統一電力市場建設內涵及基本規律的認識尤為重要。


世界典型電力市場建設經驗值得借鑒。
自上世紀80年代美國、英國等地區開啟電力市場化改革以來,歷經三十余年,世界范圍內已形成包括美國、英國、北歐、澳大利亞等地區在內的多個典型電力市場,也積累了豐富的市場建設經驗??v覽世界典型電力市場建設發展歷程,雖受制于國情其市場模式各有差異,但仍存在諸多共性經驗值得借鑒。


一是典型成熟電力市場都經歷了由小到大、市場范圍逐步擴張的過程。美國PJM市場始于賓夕法尼亞州和新澤西州的公共事業公司聯營體,后逐漸擴張發展成為覆蓋美國中西部、東北部13個州及哥倫比亞特區的區域市場;英國電力市場建設從英格蘭、威爾士起步,后再將蘇格蘭地區納入形成全國統一市場;北歐電力市場也是從挪威和瑞典電網互聯開始,逐步拓展到芬蘭、丹麥,以及愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞。


二是一體化的電力市場必然以密切的電力網絡聯系為依托基礎。從電力網絡拓撲結構看,無論是美國PJM、英國市場,還是北歐市場,其市場覆蓋范圍內的各地區、各州或各國間已建立了密切的電力網絡聯系;相連各地區間也往往存在很強的資源互補性,比如北歐地區挪威和瑞典水電較為充裕,丹麥風電多,芬蘭火電占比高,而這也催生了跨國、跨地區電網互聯發展。


三是不同地區間市場的聯系銜接方式,大體可分為強耦合、弱耦合兩大類。強耦合方式如美國PJM市場內各州之間,英國市場內英格蘭、威爾士和蘇格蘭之間等,其主要特征為交易、調度等業務一體化運營,市場覆蓋地區之間存在較強的電力網絡聯系等。強耦合后的一體化區域市場可選擇集中式或分散式市場模式,在阻塞情況較多或新能源占比高的情況下,采用集中式市場模式較為有利。


弱耦合方式一般應用于銜接兩個相對獨立的市場,比如美國PJM與MISO之間,通過引入中間交易商在兩個市場中分別做買賣交易實現市場銜接;對于沒有直接電力網絡聯系的兩個地區,事實上通過引入包含兩個地區價格信號的電力金融衍生品市場,同樣可實現價格信號銜接,也可認為是不同地區間市場弱耦合的一種方式。

強耦合的一體化電力市場不是越大越好。
首先,建設電力市場的目的在于服務于電力資源優化配置需要,一體化市場覆蓋范圍應有對應物理電網進行支撐。
廣義上的電力市場體系,可以包含電力期貨、期權等電力金融衍生品市場,這類金融市場幾乎不受物理限制,覆蓋范圍也幾無局限。但是,狹義的電力市場包括中長期市場、現貨市場、輔助服務市場等,由于最終都要形成物理的發用電安排,因此必須要有對應物理網絡系統支撐。將沒有物理網絡連接的兩個區域納入一個電能量市場進行統一出清,沒有現實意義。電力市場應服務于電力資源優化配置需要,而一體化市場覆蓋范圍應與輸配電網覆蓋范圍相匹配和相適應。


其次,電網互聯受聯網經濟性等客觀條件約束,存在最優經濟配置范圍,相應強耦合的一體化電力市場也存在最優覆蓋范圍。
不同地區電網間是否應該互聯,既取決于能否產生錯峰、減少備用等效益,也取決于供需平衡、聯網經濟性評估等客觀約束,不能為了主觀意愿而強行互聯。國內外研究實踐也清晰表明,相互密切聯系的電網規模不是越大越好,更不是無限大,而是存在基于現實資源條件約束的最優經濟配置范圍。因此,以密切互聯電網為依托基礎的強耦合一體化電力市場,同樣也存在最優覆蓋范圍,不是越大越好。
再次,不同地區間有充分電力交互需要且網絡聯系緊密,才適宜建設強耦合的一體化市場,否則應以弱耦合方式銜接。


統一電力市場建設應兼顧靈活性,不等于全國簡單“一體化”。我國各省區資源稟賦條件、發用電情況等差異大,建設全國統一電力市場,既要著眼于全局資源優化配置需要考慮“統一性”,也要充分兼顧各地區省情、區情具備“靈活性”。全國統一電力市場建設既不等于全國簡單“一體化”,也不能簡單理解為全國統一電網、統一規則或統一運營。
全國統一電力市場建設真正需要“統一”的原則要求應包括:面向所有發用電主體、面向非屬地省區主體無歧視公平開放;不同地區或區域市場間,以強耦合或弱耦合方式,能因地制宜實現有效銜接;強化頂層設計引導、加強統籌協調、積極穩妥推進;保障供給安全、充分發揮市場作用、積極促進清潔能源消納等。


強耦合的一體化電力市場覆蓋范圍取決于資源優化配置的經濟范圍,建立完全強耦合的全國統一電力市場沒有必要。如前所述,建設電力市場的本質目的是服務于能源電力資源優化配置需要,因物理電網存在最優經濟配置范圍,一體化電力市場覆蓋范圍應該也只能由資源優化配置的經濟范圍確定。將不具備聯網經濟性且沒有物理連接的兩個區域市場強行進行捏合,實則背離市場建設初衷,將增加協調運營成本,而不會產生額外的社會福利收益。因此,脫離我國現實國情,建設完全強耦合的全國統一電力市場沒有必要。


基于現實條件約束,建立強耦合的全國統一電力市場不具備現實可行性。美國PJM是目前世界上覆蓋范圍最大的成熟市場之一,其電源裝機容量約1.8億千瓦、最大負荷約1.65億千瓦。而我國裝機容量約19億千瓦,最大負荷超過14億千瓦,系統規模近十倍于前者。市場規模過大將帶來優化計算的維數災問題,難以實現真正意義上的全域統一優化出清。另外,強耦合的全國統一電力市場還需要一體化的調度體系來配合,而直調范圍如此之廣的電力調度體系在世界范圍內都未曾出現,建設難度極大。綜合來看,基于現實條件約束,建立強耦合的全國統一電力市場不具備現實可行性。
而由若干強耦合的一體化區域電力市場弱耦合成全國統一市場,具備現實可行性且能實現社會福利最大化?;诟鞯貐^資源稟賦條件,在全國范圍內因地制宜地組建若干強耦合的一體化區域電力市場,進而通過引入中間交易商或電力金融衍生品市場等方式,將若干區域電力市場弱耦合成全國統一電力市場,是符合我國國情的優選目標市場方案。其一,該方案可以充分挖掘區域內資源優化配置潛力,實現社會福利最大化;其二,該方案充分保留了各區域之間的差異性和靈活性,符合我國現實國情要求;其三,該方案沒有明顯的技術條件制約,具備現實可行性且便于實施。


應將一體化的南方區域電力市場以弱耦合方式接入全國統一市場。
首先,南方五省區在地理區位上總體沿東西向分布,地理經度跨度大導致天然存在負荷錯峰效應,區域內能源電力資源與需求更呈明顯逆向分布,地區間的強互補性催生了聯系緊密的西電東送主網架,每年逾2100億千瓦時的跨省區電力交互需要,決定了只有建立一體化的南方區域電力市場,才能滿足區域內能源電力資源優化配置要求。
其次,從區域中長期電力供需平衡分析來看,南方五省區沒有從北方地區大量輸入能源電力的需要。即使到2030年左右,南方五省區電力總需求達到3.2億千瓦,仍然能基本實現區域內自平衡。另外,即便遠期有小規模輸入需求,從輸電經濟性等考慮,也應優先采用點對網方式,從我國西北電源富集地直送廣東負荷中心,而不太可能再經由自身能源資源匱乏且已出現供應短缺的湖南、江西等網對網送入。
綜上來看,中長期能源電力流向決定了未來并沒有大幅加強南方電網與國家電網覆蓋地區之間,網對網的南北向聯系必要,這也就決定了南方區域電力市場并沒有與北部地區市場進一步進行強耦合的需要?;诩扔械娜蹼姎饴撓?,通過引入中間交易商等方式,將一體化的南方區域電力市場以弱耦合方式融入全國統一電力市場是更合理的科學選擇。

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