中國儲能網(wǎng)訊：在電力現(xiàn)貨市場中，根據(jù)計算方式的不同，節(jié)點(diǎn)電價可分為事前節(jié)點(diǎn)電價和事后節(jié)點(diǎn)電價。目前，國內(nèi)南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場及所有省級電力現(xiàn)貨市場均采用事前節(jié)點(diǎn)電價。
回顧國際經(jīng)驗，2002年美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）在“標(biāo)準(zhǔn)市場設(shè)計”（SMD）中，提出了電力市場建設(shè)的四個基石：主輔市場聯(lián)合優(yōu)化、事后節(jié)點(diǎn)電價、多結(jié)算系統(tǒng)（差價合約）和金融輸電權(quán)。其中，事后節(jié)點(diǎn)電價作為推薦基石之一，已在歐美電力市場得到廣泛應(yīng)用，但在中國尚未引起足夠重視。以“事后節(jié)點(diǎn)電價”為關(guān)鍵詞在萬方數(shù)據(jù)庫檢索發(fā)現(xiàn)，相關(guān)中文研究文獻(xiàn)十分有限，而詳細(xì)介紹這一機(jī)制的論文《新英格蘭電力市場的能量市場和實現(xiàn)技術(shù)分析》，至今仍是筆者在二十年前所撰寫。
在我國加快推動電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的背景下，事前節(jié)點(diǎn)電價的弊端逐漸顯現(xiàn)。因此，從理論與實踐層面對事前與事后節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行系統(tǒng)比較，深入探討在國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場中引入事后節(jié)點(diǎn)電價的可行性與實施路徑，不僅具有重要的現(xiàn)實意義，也可能成為進(jìn)一步完善市場機(jī)制的有效推手。
事后節(jié)點(diǎn)電價關(guān)鍵問題分析
事前節(jié)點(diǎn)電價與事后節(jié)點(diǎn)電價的核心區(qū)別在于市場出清模型所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不同：前者基于預(yù)測數(shù)據(jù)，后者則基于實際數(shù)據(jù)。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涵蓋與出清相關(guān)的全部信息，包括負(fù)荷預(yù)測、外來電、新能源出力及網(wǎng)架約束等。
事后節(jié)點(diǎn)電價的計算在相應(yīng)調(diào)度時段結(jié)束后啟動，采用表計計量和狀態(tài)估計得到的實際數(shù)據(jù)替代預(yù)測數(shù)據(jù)，并重新運(yùn)行市場出清程序來計算節(jié)點(diǎn)電價，也就是在電網(wǎng)運(yùn)行實際點(diǎn)附近求解節(jié)點(diǎn)電價。在事后節(jié)點(diǎn)電價的計算中，不可調(diào)度機(jī)組及實際出力高于事前中標(biāo)出力10%的機(jī)組，均不參與事后節(jié)點(diǎn)電價的設(shè)定。
事后節(jié)點(diǎn)電價只適用于實時市場
日前市場本質(zhì)上屬于金融市場，其出清的節(jié)點(diǎn)電價與中標(biāo)出力構(gòu)成金融合約，僅用于財務(wù)結(jié)算，與物理執(zhí)行無關(guān)。目前，國內(nèi)日前市場采用發(fā)用電雙側(cè)全電量參與模式，這僅是市場發(fā)展初期的階段性安排。真正的日前市場應(yīng)為自愿性市場，發(fā)電商和電力用戶可根據(jù)自身意愿選擇部分或全部電量參與交易，其參與比例主要取決于經(jīng)營主體的財務(wù)避險需求。在發(fā)用電雙側(cè)報量報價機(jī)制下，出清結(jié)果反映雙方市場意愿，成為規(guī)避實時市場價格波動的有效財務(wù)工具。因此，從電網(wǎng)物理運(yùn)行角度考慮，日前市場并非必需；但從財務(wù)風(fēng)險管控角度出發(fā)，該市場不可或缺。本質(zhì)上，日前市場屬于部分電量市場，節(jié)點(diǎn)電價的計算精度并非核心問題，關(guān)鍵在于能否體現(xiàn)發(fā)用電雙側(cè)的市場意愿。事實上，節(jié)點(diǎn)電價與電網(wǎng)潮流分布密切相關(guān)，在部分電量參與的模式下，理論上的精準(zhǔn)計算本就難以實現(xiàn)。基于此，日前市場采用以預(yù)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的事前節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行結(jié)算，具有其合理性。
相比之下，實時市場本質(zhì)上屬于物理市場，其出清的節(jié)點(diǎn)電價與中標(biāo)出力必須物理執(zhí)行。該市場的節(jié)點(diǎn)電價不僅反映電網(wǎng)即時的發(fā)用電平衡供需關(guān)系，更涉及電價信號引導(dǎo)下的電網(wǎng)潮流安全，因此其計算準(zhǔn)確性的重要性不言而喻。與事前節(jié)點(diǎn)電價相比，事后節(jié)點(diǎn)電價在計算準(zhǔn)確性方面具備天然的本源優(yōu)勢。
事后節(jié)點(diǎn)電價適用于實時市場全部執(zhí)行電量或執(zhí)行偏差電量
需要指出的是，在實時市場中，即使采用事后節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行結(jié)算，事前節(jié)點(diǎn)電價的計算與發(fā)布仍然不可或缺。此時，事前節(jié)點(diǎn)電價僅作為指示性價格，不用于實際結(jié)算，主要供發(fā)電側(cè)和用電側(cè)在雙邊交易中參考使用。
事后節(jié)點(diǎn)電價的應(yīng)用范圍可分為兩種模式：一種模式是適用于實時市場全部執(zhí)行電量，例如PJM和新英格蘭電力市場。在差價合約機(jī)制下，實時市場的全部執(zhí)行電量與日前市場出清電量之間的偏差部分，按照事后節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行財務(wù)結(jié)算。
另一種模式是事后節(jié)點(diǎn)電價僅適用于實時市場的偏差電量，例如美國加州電力市場。在差價合約機(jī)制下，實時市場的全部執(zhí)行電量與實時市場出清電量之間的偏差電量，采用事后節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行結(jié)算；而實時市場出清電量與日前市場出清電量之間的偏差部分，仍按事前節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行財務(wù)結(jié)算。
事后節(jié)點(diǎn)電價能夠解決哪些問題
提高實時市場節(jié)點(diǎn)電價計算準(zhǔn)確性。由于事前節(jié)點(diǎn)電價的計算依賴于預(yù)測數(shù)據(jù)，因此，提高其在實時市場中的計算準(zhǔn)確性面臨較大挑戰(zhàn)。第一，外來電聯(lián)絡(luò)線計劃需分解為節(jié)點(diǎn)注入功率計劃，但這一分解過程仍基于歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，導(dǎo)致分解值與實際值可能存在較大偏差。第二，盡管在實時層面系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測精度較高，但市場出清所依賴的母線負(fù)荷預(yù)測精度依然偏低。第三，雖然風(fēng)光新能源在實時層面的預(yù)測精度較日前有所提升，但其在實際運(yùn)行中仍存在隨機(jī)性和波動性，帶來的誤差依然不容忽視。第四，穩(wěn)定限額的計算依賴于實際運(yùn)行邊界條件，若該條件與設(shè)定邊界條件差異較大，可能導(dǎo)致穩(wěn)定限額計算結(jié)果偏低，從而影響出清結(jié)果。第五，在實際運(yùn)行中，若發(fā)生機(jī)組跳機(jī)或線路跳閘等擾動事件，其對出清結(jié)果的影響無法被充分考慮。相比之下，事后節(jié)點(diǎn)電價的計算基于實際數(shù)據(jù)，因此，上述影響準(zhǔn)確性的因素均不存在。在計算準(zhǔn)確性方面，事后節(jié)點(diǎn)電價優(yōu)于事前節(jié)點(diǎn)電價。
解決了采用事前節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算存在的執(zhí)行偏差考核問題。在國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場的實際運(yùn)行中，關(guān)于是否應(yīng)對實時市場出清結(jié)果的執(zhí)行情況進(jìn)行考核，一直存在爭議。從市場主體的角度看，在市場機(jī)制下，機(jī)組的實際出力若偏離出清結(jié)果，理應(yīng)受到經(jīng)濟(jì)性懲罰，利用經(jīng)濟(jì)手段激勵其嚴(yán)格執(zhí)行市場出清結(jié)果。如果為此制定行政化的偏差考核辦法，反而會與市場化改革的方向相悖。實際上，國外電力現(xiàn)貨市場中也很少設(shè)立類似的執(zhí)行偏差考核機(jī)制。然而，從電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的角度出發(fā)，由于實時市場是時間維度上的最后一個交易環(huán)節(jié)，無論是發(fā)電機(jī)組還是電力用戶，都存在偏離市場出清結(jié)果的經(jīng)濟(jì)動機(jī)。例如，在出清電價較高的節(jié)點(diǎn)，機(jī)組傾向于多發(fā)電以獲取更多利潤；而在出清電價較低的節(jié)點(diǎn)，機(jī)組則可能少發(fā)電以減少損失。同樣，用戶也可能根據(jù)電價高低來調(diào)整用電行為，偏離既定的出清結(jié)果。如果僅是個別主體發(fā)生偏差，自動發(fā)電控制（AGC）調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)尚可維持電網(wǎng)的供需平衡。但若大量機(jī)組或用戶普遍偏離出清結(jié)果，電網(wǎng)的安全運(yùn)行將面臨嚴(yán)重威脅。因此，為兼顧電網(wǎng)安全與市場公平，有必要采取有效措施，確保市場主體嚴(yán)格執(zhí)行實時市場出清結(jié)果。目前，可行的選擇主要有兩種：一是制定出清結(jié)果執(zhí)行偏差考核辦法；二是采用事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算機(jī)制。顯然，在市場環(huán)境下，后者可能是更為合理的選擇。
在事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算機(jī)制下，發(fā)電機(jī)組或電力用戶若試圖通過偏離市場出清結(jié)果來獲利，通常面臨較大的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險。以發(fā)電機(jī)組為例，在實時市場中，若其觀察到所在節(jié)點(diǎn)發(fā)布的事前節(jié)點(diǎn)電價較高，便試圖超中標(biāo)出力以增加發(fā)電量，這種做法往往得不償失。原因在于，事前公布的節(jié)點(diǎn)電價并非最終結(jié)算電價。當(dāng)機(jī)組在某節(jié)點(diǎn)增加出力時，實際上提升了該節(jié)點(diǎn)的電力供應(yīng)，這通常會導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)的事后節(jié)點(diǎn)電價下降。如此一來，盡管機(jī)組多發(fā)了電，卻面臨著更低的結(jié)算電價，不僅難以獲利，反而遭受經(jīng)濟(jì)損失。這種機(jī)制相當(dāng)于對偏離市場出清結(jié)果的行為施加了經(jīng)濟(jì)懲罰，從而有效抑制發(fā)電機(jī)組調(diào)整出力的動機(jī)，促使實際執(zhí)行結(jié)果趨近于市場出清結(jié)果，出力偏差趨近于零。同樣道理，某電力用戶若在節(jié)點(diǎn)出清電價較低時，意圖超出中標(biāo)結(jié)果使用更多電力，從經(jīng)濟(jì)角度看，這種做法往往得不償失。因為在某一節(jié)點(diǎn)增加用電，相當(dāng)于在該節(jié)點(diǎn)提高了電力需求，這通常會推高該節(jié)點(diǎn)的事后結(jié)算電價。換句話說，事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算機(jī)制起到了類似于行政化出清結(jié)果執(zhí)行偏差考核辦法的作用，可以有效約束發(fā)電機(jī)組和電力用戶嚴(yán)格執(zhí)行實時市場的出清結(jié)果，從而保障實時市場的有序運(yùn)行。
事后節(jié)點(diǎn)電價的實施建議
鑒于事后節(jié)點(diǎn)電價在計算準(zhǔn)確性和減少實時市場出清結(jié)果執(zhí)行偏差方面的優(yōu)勢，以事后節(jié)點(diǎn)電價取代事前節(jié)點(diǎn)電價，作為實時市場的結(jié)算電價，可能會成為未來的確定性發(fā)展方向。
筆者認(rèn)為，當(dāng)前國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場中，事前節(jié)點(diǎn)電價的計算準(zhǔn)確性仍有較大提升空間，其計算結(jié)果可能與事后節(jié)點(diǎn)電價存在顯著差異。由于事前節(jié)點(diǎn)電價在實際調(diào)度時段開始前發(fā)布，若采用事后節(jié)點(diǎn)電價進(jìn)行結(jié)算，經(jīng)營主體的預(yù)期收益與實際收益之間會出現(xiàn)明顯落差。若全部執(zhí)行電量均按事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算，這種收益落差將進(jìn)一步放大，在市場初期易引發(fā)經(jīng)營主體的質(zhì)疑與不滿，不利于實時市場的平穩(wěn)運(yùn)行。
隨著市場逐步成熟，預(yù)測數(shù)據(jù)精度不斷提高，事后節(jié)點(diǎn)電價與事前節(jié)點(diǎn)電價的計算結(jié)果將趨于一致，上述負(fù)面影響也將得到有效緩解。因此，在現(xiàn)階段，僅對執(zhí)行偏差電量采用事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算，可能是更優(yōu)的選擇。該機(jī)制下，經(jīng)營主體在實時市場的中標(biāo)電量仍按事前節(jié)點(diǎn)電價獲得預(yù)期收益，而對執(zhí)行偏差部分采用事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算，則可激勵其嚴(yán)格執(zhí)行實時市場出清結(jié)果。建議國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場的技術(shù)支持系統(tǒng)盡快增加事后節(jié)點(diǎn)電價的計算功能，并在規(guī)則與技術(shù)層面，為實時市場執(zhí)行偏差電量采用事后節(jié)點(diǎn)電價結(jié)算做好充分準(zhǔn)備。
