电力市场中不平衡资金原因分析
朱超伟 侯丽霞
新疆盛聚力能源有限公司 新疆吐鲁番 838200
一、引言
2015 年9 月, 中共中央,国务院印发了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》( 中发〔2015〕9 号 ) 文件,这是中国电力体制改革的文件,宣告新一轮电力体制的改革开始。在 2017 年 8 月份开始,广东省、东北等多个地区出现了电力市场不平衡资金在运行中结算问题 [1][2]。
电力市场是一种多产品市场,其中不平衡资金结算可以看作是与多个电力市场参与者和多种产品相关的公共成本。不平衡资金的产生与多种产品市场组织,定价等因素有关。例如:山东市场和山西市场不平衡资金结算包括考核、偏差收益回收以及市场和计划双轨制造成的不平衡资金。山西市场规则中的不平衡资金主要为市场运行费用,其中市场运行费用又分为成本补偿、调频机组补偿,平衡,调节等几大类[3]。
本文参考经济学理论及国外市场的相关经验,在结合我国电力市场实际结算情况,从不平衡资金结算的形成原因等进行了分类,并分析了造成不平衡资金形成的原因,也提供了改善建议。
二、影响不平衡资金主要因素
1. 不平衡资金
定义:不平衡资金在电力市场中通常指的是找不到确切受益人的剩余资金或欠款。这些资金可能来源于多个方面,包括但不限于结算过程中的偏差,计量误差,市场参与主体的欠费以及合规执行的罚款收入等。不平衡资金进一步细分可分为结算不平衡资金和计划不平衡资金等 [4]。
在集中的电力市场交易中,根据市场运营机构按照一定的出清和定价规则,确定每个交易方的交易价格与数量。从市场运营机构的角度,对市场中所有市场的交易方(包括所有生产者和所有消费者)的总结算资金如果不为零,则我们将这个总结算值称为“结算不平衡资金”,或者说“市场盈余”[6][7]。
2. 阻塞盈余
定义:指电力市场中,由于输电阻塞引起的交易盈余。当电力系统中的输电网络容不能满足所有电力传输需求时,就会发生输电阻塞。
阻塞盈余作为不平衡资金的一种形式,其产生的机制与市场定价都会影响结算。阻塞盈余也可以看作为是结算不平衡资金或市场盈余的一种表现形式,结算不平衡资金是由市场定价和结算规则共同作用造成的,在不同的定价和结算规则下,结算不平衡资金的值可能大不相同。列如,电力市场采用了英国和北欧市场处理阻塞盈余相关经验,市场盈余可能会有效控制 [8]。
3. 双轨制不平衡资金:在市场和计划双轨运行的机制下,由于非市场用户执行的是目录电价,其用电量和政府定价的发电厂上网电量之间会出现偏差,导致电网企业购售价差出现的偏差费用 [5][6]。
4. 其他的结算不平衡资金
电力市场中产生不平衡资金的原因多样,比如在我国实行现货的地区中,用户报量不报价的机制也会导致日前和实时不平衡资金结算,如果用户只报电量不申报电价,电力市场出清价格与实际结算电价成本之间会出现差异,这样也会产生不平衡资金[6]。还有发电机组的启停成本和空载运行,会产生补偿成本[6]。
三、不平衡资金产生的主要原因分析
1. 市场化发、用电量规模不对等
因发电侧与用户侧市场化电量规模不一致,导致需要通过非市场化方式填补电量缺失口径。结合 2020 年山东省市场化交易规模,参与市场化用户用电规模约为 1983.20 亿千瓦时,发电侧参与市场电量规模约为 1327.38 亿千瓦时,导致产生约 700 亿千瓦时电量偏差。由于发电侧与用两侧在市场交易过程的不同步和不对等,市场化电量规模存在一定的差异,在市场结算中,市场结算机构购买的未参与市场化电量为高价电,在以较低的价格卖给用户,这样就会出现“高买低卖”的现象 [7][11]。
2. 优先发购电曲线不匹配
产生优先发,购电曲线差异对电力市场中不平衡资金结算具有重要影响,如清洁能源负荷稍微波动都会造成优先发,购电曲线的难以匹配。当清洁能源在大发阶段时,优先发的电就会多于优先购的电,而相应的市场化内的火电机组就需要调减机组出力,调减的偏差电量会按照现货价格来进行结算,而清洁能源增发部分的偏差电量却按照文件批复电价进行结算,从而形成“高买低卖”局面,由此会产生不平衡资金[6]。
3. 容量补偿机制不合理
根据山东省发改委通知的《关于电力现货市场燃煤机组试行容量补偿电价有关事项的通知》,市场用户需按照实际用电量 99.1 元 /MWh 的标准缴纳容量补偿费用,可以确保火电机组在市场调整负荷时能获得一定的保障 [7]。
4. 不同的发,用电计划及定价方法的组合,形成了不同的不平衡资金。图中分析了电力市场中常见的一些不平衡资金产生的想象。

图 A, 图 B 点的机组负荷分别为 100MW 和 80MW,总负荷为 180MW,A,B 间的最大传输容量为 60MWc 。根据出清机制,线路发生阻塞,A,B 节点的出清价分别为 250 元 / 兆瓦时和 350元/ 兆瓦时,此时G1、G2 的出力分别为160MW 和20MW,用户侧平均结算价为294.4 元/ 兆瓦时。
运行一个小时发用两侧各产生的费用计算如下:发电测: 160×250×1+20×350×1=47000 元。用户侧:
。用户侧电费支出大于发电侧费用,这样就会产生不平衡资金。
四、不平衡资金改善建议
不平衡资金结算问题在电力市场运行是不可避免,随着电力市场化规模的逐渐放开,结合国际交易规则,出现的不合理的不平衡资金现以采取手段加以修正规避,逐步完善市场交易规则。由于购电与卖电的形式及其价格的差异性,出现的不平衡资金,这一形成因素是我国当前电力市场建设所特有的现象。
1. 完善市场交易机制
逐步放开发用电量计划,实现发电侧与用电侧市场化同步进行,减少因优先发电电量与优先购电电量不匹配所导致的不平衡资金。确保每一笔交易款项都有明确的进出路径,形成闭环。在市场改革初期,为市场主体提供自发趋于市场均衡的正确激励,避免人为设置偏差考核标准导致的收支不匹配。
2. 优化市场机制设计,强化供需匹配
缩短中长期交易周期,增加周、多日、逐日交易频次,允许供需双方根据实际需求灵活调整合同电量,减少计划偏差。例如,通过“合同电量滚动调整”机制,每月根据实际用电量动态修正发电计划,优先保障优先发电权,再通过市场交易平衡剩余电量。
3. 完善可再生能源参与现货市场交易机制
可再生能源出力波动会影响现货市场的交易空间、市场价格不确定性因素增加,频繁的处理波动变化也会增加市场主体的风险,进一步加强高效参与可再生能源现货市场交易机制。随着电力市场用户侧用电规模的逐步增大,应逐步降低可再生能源保障性利用小时,保障性利用小时之外的发电量以及允许偏差范围之外的超发电量,确保在参与市场化交易时能够获得稳定价格。逐步降低利用小时数,促进可再生能源企业关注市场化的运营机制,提高申报数据的准确度和调整的灵活性,从而来降低产生不平衡资金的风险 [8]。
4. 完善容量电价补偿机制
通过测算发电侧总电费并科学合理的分摊至用户侧,建议首先用容量补偿测算发电机组的固定成本,可变成本等总电费成本,然后再用负荷特性方式对用户侧进行分摊,避免出现对市场化机组的过补偿或欠补偿问题。
5. 实现全部市场化用户参与现货市场交易
尽可能将参与市场化内用户全部纳入现货市场交易范围中,确保参与市场的用户能公平,公正有序的参与现货交易,并建立完善的交易机制,明确发电侧,用户侧的交易权利与义务,确保市场化主体在交易过程中实现公平,公开,具有透明性。还需要关注电能量信息采集及监控管理一体化系统,实现对电能量信息的实时采集与监视管理,提高市场化交易的准确率与高效率。
6. 完善市场模拟与运行分析机制
进一步完善市场模拟机制,确保电力市场交易能平稳有序运行,对于在市场交易与结算环节内出现的高风险或一系列问题 能够及时进行反馈并修改。对市场交易品种、市场交易规则和市场交易参数的全面测试以及出台的相关政策文件的变化,能够及时预测市场反应状况,优化交易方式,提高电力市场化交易的效率与稳定性。进一步通过市场规则设计,数据分析及应用,技术的支持,可以为模拟市场化交易提供可靠的数据支持与技术保障。
7. 引入先进经验
借鉴英国电力市场的平衡机制和不平衡结算机制,建立适合我国国情的平衡机制单元,解决因预测偏差,设备故障等导致的电力不平衡问题。采用系统边际成本作为不平衡电量电价,取代基于平均价格的定价方法,确保市场成员能够获得合理的收益,同时减少不平衡资金的产生。
五、结论
结算不平衡资金的产生与市场的定价、结算机制有关,考虑市场机制设计、政策衔接、技术手段及监管约束,核心在于明确权责、优化规则透明度,并通过动态调整与国际经验结合,逐步实现市场均衡。前端通过灵活交易机制优化供需匹配,中端依托市场化价格形成减少人为干预,后端强化跨区域协调与监管保障,推动市场规则与技术应用的持续创新。
随着电力市场交易规模的增加,参与市场化用户逐渐增加,而非市场用户的用电量在逐步地减少,最终有可能会出现非市场用户用电量小于计划发电量的情况。在市场化交易下,产生不平衡资金因素多种多样,对不平衡资金的分摊与结算,技术的进步及政策层面的支持需进一步完善。建立一套科学、公平,透明的机制,科学解决不平衡资金是电力市场进一步推进的必要条件。
参考文献:
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[3] 徐骏,杨争林,冯树海,等.电力现货市场下不平衡费用构成及分摊机制研究[J].电网技术,2019,43(08):2649-2658.
[4] 夏清,陈启鑫,陈雨果,等. 山东电力现货市场结算不平衡资金分析及建议.清华大学.2020,60(9): 1-8
[5] 张涛,张晶,胡娱欧,等.计划与市场双轨制模式下电力现货市场结算机制研究[J].广东电力,2021, 34(2): 10-18
[6] 赵珍玉,辜唯朕,陈雨果,等.双轨制下的电力市场不平衡资金分析[J].中国电力,2020.53(9): 47-54.
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[8] 陈启鑫, 李国杰, 等. 可再生能源参与电力现货市场的机制设计与应用[J]. 电力系统自动化, 2021, 45(10): 1-8.
[9] 荆朝霞.电力市场中不平衡资金分类及解决方案[EB/OL].[2022- 11-13]
[10] 山东能源局,国家能源局山东监管办公室,山东发展和改革委员会.《关于做好 2022 年山东省电力现货市场结算试运行有关工作的通知》(鲁监能市场函[2022]8 号)[EB/OL].[2022-09-28].