統(tǒng)一電力市場不等于全國簡單“一體化”
【核心閱讀】
全國統(tǒng)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(tǒng)一電網(wǎng)、統(tǒng)一規(guī)則或統(tǒng)一運營。建立完全強耦合的一體化全國統(tǒng)一電力市場既無必要,也不具備現(xiàn)實可行性。因地制宜建設若干強耦合的一體化區(qū)域電力市場,進而相互弱耦合形成全國統(tǒng)一市場是更合理的科學選擇。
(文丨陳政)
自2015年3月電改“9號文”發(fā)布以來,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(xiàn)全覆蓋,中長期電力市場也已基本成熟,現(xiàn)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(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展。然而,隨著當前改革進入深水區(qū),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(qū)甚至趨于強化,清潔能源消納困局依舊難解等,實現(xiàn)能源電力資源的全局優(yōu)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(tǒng)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(xiàn)全局資源優(yōu)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(tǒng)一電力市場建設內(nèi)涵及基本規(guī)律的認識尤為重要。
世界典型電力市場建設經(jīng)驗值得借鑒
自上世紀80年代美國、英國等地區(qū)開啟電力市場化改革以來,歷經(jīng)三十余年,世界范圍內(nèi)已形成包括美國、英國、北歐、澳大利亞等地區(qū)在內(nèi)的多個典型電力市場,也積累了豐富的市場建設經(jīng)驗??v覽世界典型電力市場建設發(fā)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(jīng)驗值得借鑒。
一是典型成熟電力市場都經(jīng)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(yè)公司聯(lián)營體,后逐漸擴張發(fā)展成為覆蓋美國中西部、東北部13個州及哥倫比亞特區(qū)的區(qū)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(qū)納入形成全國統(tǒng)一市場;北歐電力市場也是從挪威和瑞典電網(wǎng)互聯(lián)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(wǎng)絡聯(lián)系為依托基礎。從電力網(wǎng)絡拓撲結(jié)構看,無論是美國PJM、英國市場電力市場,還是北歐市場,其市場覆蓋范圍內(nèi)的各地區(qū)、各州或各國間已建立了密切的電力網(wǎng)絡聯(lián)系;相連各地區(qū)間也往往存在很強的資源互補性,比如北歐地區(qū)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(qū)電網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展。
三是不同地區(qū)間市場的聯(lián)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(nèi)各州之間,英國市場內(nèi)英格蘭、威爾士和蘇格蘭之間等,其主要特征為交易、調(diào)度等業(yè)務一體化運營,市場覆蓋地區(qū)之間存在較強的電力網(wǎng)絡聯(lián)系等。強耦合后的一體化區(qū)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(xiàn)市場銜接;對于沒有直接電力網(wǎng)絡聯(lián)系的兩個地區(qū),事實上通過引入包含兩個地區(qū)價格信號的電力金融衍生品市場,同樣可實現(xiàn)價格信號銜接,也可認為是不同地區(qū)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(yōu)化配置需要,一體化市場覆蓋范圍應有對應物理電網(wǎng)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(xiàn)貨市場、輔助服務市場等,由于最終都要形成物理的發(fā)用電安排,因此必須要有對應物理網(wǎng)絡系統(tǒng)支撐。將沒有物理網(wǎng)絡連接的兩個區(qū)域納入一個電能量市場進行統(tǒng)一出清,沒有現(xiàn)實意義。電力市場應服務于電力資源優(yōu)化配置需要,而一體化市場覆蓋范圍應與輸配電網(wǎng)覆蓋范圍相匹配和相適應。
其次,電網(wǎng)互聯(lián)受聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟性等客觀條件約束,存在最優(yōu)經(jīng)濟配置范圍,相應強耦合的一體化電力市場也存在最優(yōu)覆蓋范圍。
不同地區(qū)電網(wǎng)間是否應該互聯(lián),既取決于能否產(chǎn)生錯峰、減少備用等效益,也取決于供需平衡、聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟性評估等客觀約束,不能為了主觀意愿而強行互聯(lián)。國內(nèi)外研究實踐也清晰表明,相互密切聯(lián)系的電網(wǎng)規(guī)模不是越大越好,更不是無限大,而是存在基于現(xiàn)實資源條件約束的最優(yōu)經(jīng)濟配置范圍。因此,以密切互聯(lián)電網(wǎng)為依托基礎的強耦合一體化電力市場,同樣也存在最優(yōu)覆蓋范圍,不是越大越好。
再次,不同地區(qū)間有充分電力交互需要且網(wǎng)絡聯(lián)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。
強耦合方式可實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)供需資源整體優(yōu)化,有利于充分挖掘和釋放相連地區(qū)發(fā)用電資源潛力,實現(xiàn)社會福利最大化,適用于有充分電力交互需要且電力網(wǎng)絡聯(lián)系緊密的區(qū)域內(nèi)不同地區(qū)市場的融合銜接。
弱耦合方式則更少受到物理網(wǎng)絡條件約束,保留了各地區(qū)市場的相對獨立性電力市場,其靈活性也更高,不要求交易、調(diào)度等一體化運行,相應市場聯(lián)系銜接成本也更低,適用于電力網(wǎng)絡聯(lián)系較弱、電力交互需求不大的地區(qū)市場間。
強耦合的全國統(tǒng)一電力市場既無必要也不具備現(xiàn)實可行性
統(tǒng)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(qū)資源稟賦條件、發(fā)用電情況等差異大,建設全國統(tǒng)一電力市場,既要著眼于全局資源優(yōu)化配置需要考慮“統(tǒng)一性”,也要充分兼顧各地區(qū)省情、區(qū)情具備“靈活性”。全國統(tǒng)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(tǒng)一電網(wǎng)、統(tǒng)一規(guī)則或統(tǒng)一運營。
全國統(tǒng)一電力市場建設真正需要“統(tǒng)一”的原則要求應包括:面向所有發(fā)用電主體、面向非屬地省區(qū)主體無歧視公平開放;不同地區(qū)或區(qū)域市場間,以強耦合或弱耦合方式,能因地制宜實現(xiàn)有效銜接;強化頂層設計引導、加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、積極穩(wěn)妥推進;保障供給安全、充分發(fā)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(yōu)化配置的經(jīng)濟范圍,建立完全強耦合的全國統(tǒng)一電力市場沒有必要。如前所述,建設電力市場的本質(zhì)目的是服務于能源電力資源優(yōu)化配置需要,因物理電網(wǎng)存在最優(yōu)經(jīng)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(yōu)化配置的經(jīng)濟范圍確定。將不具備聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟性且沒有物理連接的兩個區(qū)域市場強行進行捏合,實則背離市場建設初衷,將增加協(xié)調(diào)運營成本,而不會產(chǎn)生額外的社會福利收益。因此,脫離我國現(xiàn)實國情,建設完全強耦合的全國統(tǒng)一電力市場沒有必要。
基于現(xiàn)實條件約束,建立強耦合的全國統(tǒng)一電力市場不具備現(xiàn)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(tǒng)規(guī)模近十倍于前者。市場規(guī)模過大將帶來優(yōu)化計算的維數(shù)災問題,難以實現(xiàn)真正意義上的全域統(tǒng)一優(yōu)化出清。另外,強耦合的全國統(tǒng)一電力市場還需要一體化的調(diào)度體系來配合,而直調(diào)范圍如此之廣的電力調(diào)度體系在世界范圍內(nèi)都未曾出現(xiàn),建設難度極大。綜合來看,基于現(xiàn)實條件約束,建立強耦合的全國統(tǒng)一電力市場不具備現(xiàn)實可行性。
而由若干強耦合的一體化區(qū)域電力市場弱耦合成全國統(tǒng)一市場,具備現(xiàn)實可行性且能實現(xiàn)社會福利最大化?;诟鞯貐^(qū)資源稟賦條件,在全國范圍內(nèi)因地制宜地組建若干強耦合的一體化區(qū)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(qū)域電力市場弱耦合成全國統(tǒng)一電力市場,是符合我國國情的優(yōu)選目標市場方案。其一,該方案可以充分挖掘區(qū)域內(nèi)資源優(yōu)化配置潛力,實現(xiàn)社會福利最大化;其二,該方案充分保留了各區(qū)域之間的差異性和靈活性,符合我國現(xiàn)實國情要求;其三,該方案沒有明顯的技術條件制約,具備現(xiàn)實可行性且便于實施。
應將一體化的南方區(qū)域電力市場以弱耦合方式接入全國統(tǒng)一市場
首先,南方五省區(qū)在地理區(qū)位上總體沿東西向分布,地理經(jīng)度跨度大導致天然存在負荷錯峰效應,區(qū)域內(nèi)能源電力資源與需求更呈明顯逆向分布,地區(qū)間的強互補性催生了聯(lián)系緊密的西電東送主網(wǎng)架,每年逾2100億千瓦時的跨省區(qū)電力交互需要,決定了只有建立一體化的南方區(qū)域電力市場,才能滿足區(qū)域內(nèi)能源電力資源優(yōu)化配置要求。
其次,從區(qū)域中長期電力供需平衡分析來看,南方五省區(qū)沒有從北方地區(qū)大量輸入能源電力的需要。即使到2030年左右,南方五省區(qū)電力總需求達到3.2億千瓦,仍然能基本實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)自平衡。另外,即便遠期有小規(guī)模輸入需求,從輸電經(jīng)濟性等考慮,也應優(yōu)先采用點對網(wǎng)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(jīng)由自身能源資源匱乏且已出現(xiàn)供應短缺的湖南、江西等網(wǎng)對網(wǎng)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(wǎng)與國家電網(wǎng)覆蓋地區(qū)之間,網(wǎng)對網(wǎng)的南北向聯(lián)系必要,這也就決定了南方區(qū)域電力市場并沒有與北部地區(qū)市場進一步進行強耦合的需要?;诩扔械娜蹼姎饴?lián)系,通過引入中間交易商等方式,將一體化的南方區(qū)域電力市場以弱耦合方式融入全國統(tǒng)一電力市場是更合理的科學選擇。

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