PJM地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國(guó)東部地區(qū)，美國(guó)21%的GDP在其調(diào)控區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生。2017年，PJM區(qū)域總發(fā)電量約7700億度，截至目前已有超過1000個(gè)成員，但這番繁榮景象并非一日煉成，而是在經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展之后才演變至今日的樣貌。

隨著一次能源結(jié)構(gòu)變化和能源消費(fèi)方式的改變，電力系統(tǒng)調(diào)度和市場(chǎng)運(yùn)行也必須適應(yīng)這種變化和發(fā)展。雖然PJM所在的區(qū)域并非新能源稟賦良好的地方，但近年來(lái)新能源及分布式電源在區(qū)域中仍然穩(wěn)步向前，甚至有提速趨勢(shì)。另外，跟隨頁(yè)巖氣革命而來(lái)的燃?xì)鈾C(jī)組已成為PJM市場(chǎng)中最多的機(jī)組，很多燃機(jī)成為基荷機(jī)組。在此背景下，PJM市場(chǎng)迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

第一，完善價(jià)格形成機(jī)制。對(duì)于電力市場(chǎng)而言，最核心的是價(jià)格，它是評(píng)定一個(gè)市場(chǎng)好壞的最終指標(biāo)。

從二十世紀(jì)末美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì) (FERC)推出標(biāo)準(zhǔn)化市場(chǎng)設(shè)計(jì)以來(lái)，近十多年以邊際節(jié)點(diǎn)價(jià)格為基礎(chǔ)的安全約束機(jī)組組合及經(jīng)濟(jì)調(diào)度算法沿用至今。2014年，F(xiàn)ERC要求各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)、區(qū)域輸電組織(RTO)重新審視自己的價(jià)格形成機(jī)制，尤其是對(duì)一些快速啟停機(jī)組的定價(jià)算法進(jìn)行必要修改。

此外，從2006年到2017年間，PJM電力批發(fā)市場(chǎng)的成本結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化。從批發(fā)市場(chǎng)的角度看，發(fā)電廠能在能量市場(chǎng)、容量市場(chǎng)以及輔助服務(wù)市場(chǎng)中獲得利潤(rùn)。圖一中藍(lán)色為能量市場(chǎng)占比，深藍(lán)色為容量市場(chǎng)占比。近年來(lái)，比例由以往的能量市場(chǎng)占絕對(duì)主導(dǎo)地位，變成了容量市場(chǎng)向上攀升。

圖一 批發(fā)市場(chǎng)成本結(jié)構(gòu)比例(2006-2017)

PJM及其成員基于FERC提出的要求和當(dāng)前成本結(jié)構(gòu)的變化，已形成專門的任務(wù)工作組開展討論。初步解決方案包括，讓快速啟停機(jī)組來(lái)參與定價(jià)，減少市場(chǎng)外補(bǔ)償;另外，在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中，增加設(shè)置合適的輔助服務(wù)。PJM的實(shí)時(shí)市場(chǎng)目前只有10分鐘備用，增加實(shí)時(shí)市場(chǎng)備用到30分鐘，使其和日前市場(chǎng)有效銜接。

第二，燃料供應(yīng)安全。電力系統(tǒng)的韌性和彈性是PJM另一個(gè)重點(diǎn)， 如何“小概率大影響”的極端事件中恢復(fù)到正常狀態(tài)將是所有電力系統(tǒng)面臨的課題，比如極端天氣，或者某種燃料供給不足，從而影響到系統(tǒng)安全。目前PJM正在從安全角度研究，并進(jìn)行仿真試驗(yàn)，一是未來(lái)如果燃?xì)鈾C(jī)組在系統(tǒng)中占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，是否會(huì)對(duì)系統(tǒng)韌性有所影響;二是與美國(guó)能源部(DOE)、國(guó)土安全局(Department of Homeland Security)等相關(guān)部門合作，協(xié)助他們對(duì)重要設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)。

第三，容量市場(chǎng)定價(jià)和補(bǔ)貼。容量市場(chǎng)定價(jià)涉及補(bǔ)貼。近幾年由于聯(lián)邦和地方政府的各種補(bǔ)貼，比如清潔能源補(bǔ)貼(zero emission credit)，容量市場(chǎng)的出清價(jià)格被壓低(如圖二所示)。

圖二 容量市場(chǎng)出清

現(xiàn)在正在討論的可能解決方案之一是，這些被補(bǔ)償?shù)臋C(jī)組直接帶著補(bǔ)償，不參與容量市場(chǎng)，這些機(jī)組的離開導(dǎo)致價(jià)格會(huì)回到比另一個(gè)較高的價(jià)格，是否要求這些退出機(jī)組將補(bǔ)貼拿出來(lái)，補(bǔ)償給這個(gè)容量市場(chǎng)中出清的機(jī)組將是另一個(gè)值得研究和討論的課題。

第四，分布式能源參與批發(fā)市場(chǎng)。儲(chǔ)能，需求側(cè)響應(yīng)等等分布式能源近些年來(lái)在任何一個(gè)系統(tǒng)中都有增加的趨勢(shì)，PJM也不例外。FERC的841號(hào)令也要求各系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商研究并提出可行方案來(lái)協(xié)助這些參與批發(fā)市場(chǎng)。因?yàn)榉植际侥茉赐?a href="http://www.xinyihua168.com/news/zbcg/" target="_blank" class="keylink">配網(wǎng)中，在ISO能夠看到的計(jì)量表計(jì)后面。如何讓他們被批發(fā)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者觀測(cè)到，進(jìn)而參與市場(chǎng)，是規(guī)劃、調(diào)度、市場(chǎng)三個(gè)部門正在協(xié)同研究推進(jìn)的事。

以上僅是幾個(gè)近幾年P(guān)JM面臨的挑戰(zhàn)，隨著政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等外部變化，任何電力系統(tǒng)及市場(chǎng)也在不停的發(fā)生演變和創(chuàng)新，電力市場(chǎng)的主要目的是發(fā)現(xiàn)價(jià)格并提供系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行有效的幫助。在任何市場(chǎng)設(shè)計(jì)中，電力安全和可靠永遠(yuǎn)是第一，有效的電力市場(chǎng)是更好的以價(jià)格為導(dǎo)向的輔助電力調(diào)度和安全生產(chǎn)。