電力現貨交易市場模式空間及影響因素

□ 廣東肇慶 趙健池

電力現貨交易現象在發達國家是市場標準配置，新時期以現貨為基礎的多層次競爭性批發性市場理念引入國內市場，將會引起國內市場巨變，尤其是電力行業輸送電環節。新一輪電力改革開展中，電力現貨市場、增量配網、售電公司是主要的改革陣地，現貨市場于當前的市場規范發展非常重要。現貨交易不僅能夠促進新能源吸納，同時也是對電力市場的洗牌，涉及到市場利益方的調整，但是要想在國內市場上建立現貨市場，存在諸多困難，影響因素眾多，需要引起重視。為保證電力平衡和維護電網的安全，電力現貨市場需要在安全、高效且健康的環境下交易，形成有序的交易環節，這是電力市場現貨的主要核心、關鍵部分。電網安全約束與市場是兩個主要的因素，在發展過程中需針對現貨市場交易影響因素進行分析和討論。

一、電力現貨市場概述

當前中國處于高速發展的變革時期，多年來中國能源主要強調實際發展步伐，強調能源發展的重要性。中國在加快發展的同時改變發展方向，從以服務為基礎的經濟結構轉型，朝著更清潔的能源結構方向轉變，與早期的市場相比，能源結構調整有利于重新規范能源市場。新政策影響下，中國經濟發展和能源需求逐漸步入新常態，能源需求量每年下降1%，當前經濟結構轉變、強勁的能源政策施行、人口變化帶來更好效益。預計2040年，能源需求量將與2008年~2016年相持平，根據當前數據來看，經濟增長速度平均為每年4.5%，而經濟不斷發展的同時能源需求量不斷改善，這將是未來中國能源企業發展的主要方向。中國不斷增長的能源需求，讓市場不斷創新能源市場，朝著可再生能源、天然氣、電力方向發展，減縮對煤炭、石油等資源對需求。當前電力市場的商品屬性逐漸放開，對當前的能源市場造成巨大影響。

電力市場是指整體電力形成的供需市場形式，市場出售、購買等環節，影響電力價格的影響。從經濟學角度出發將電力看作商品來分析，具備交易、交換功能，電力主要是用電功率和能量，電力市場能根據市場情況提出交易價格以及進行開價銷售，常常以財務、平整交換的方式進行采購、短期交易，遵循市場需求，依據供需來決定電的價格。開展長期交易，類似簽訂一個簡易的購電合約，因此被認為是私人交易形式。電力批發常常由市場運營機構與專營機構完成，市場機構在這個過程中提供交易引導和結算功能，維持交易市場規則，確保發電與負載兩者維持平衡。電力市場有多種形式，根據市場交易場所來看，可以分為場內交易、柜臺交易；交易市場的交易對象也可以決定是批發市場、零售市場兩種；市場交易中根據形式也可以分為物理性交易和金融性交易。電力市場由現貨市場、金融市場組成，現貨市場包括日前競價市場、實時平衡市場、電力遠期合同市場等。現貨市場主要交易對象是電力，交易目的是以電力為主的交割，因此電力市場的現貨交易方式也就是電力現貨交易。市場主要是對電力進行生產、傳輸、銷售，由電力市場調度交易機構負責電力市場的調度、結算，交易活動也屬于市場監管范疇之內。電力金融市場主要是現貨市場的金融衍生，與期貨、期權交易等原理衍生出類似的電力金融產品。電力金融產品中甚至還存在差價合約同類產品。電力期貨交易不以電力商品所有權為轉移的衍生交易品就是電力金融交易，這種交易在政府批準的證券交易所內進行，不屬于市場監管規范之內。

二、電力現貨交易內涵及市場模式

1.電力現貨交易內涵。經濟學中現貨市場是指“一手交錢、一手交貨”的交易，電力市場現貨交易過程中不同文獻、機構、學者等對電力現貨交易有不同的理解。一種是按照時間劃分，除了日以上的交易都被稱為中長期、遠期交易；日前與日之間的交易時間短則稱為現貨交易。當前我國相關文件對電力市場交易的劃分，即按照這種定義。根據經濟學的相關原理，在經濟學中認為只有最接近運行時間的市場才是現貨交易市場，其他都是遠期市場。當前中央發出的文件當中，以“中發9號”為標志的新一輪電力改革正在如火如荼開展，與早期的2002年市場相比，新文件認為電力市場的中長期交易與現貨交易同是交易市場中的一部分，應并舉，針對市場交易建立中長期規避風險的舉措，現貨交易中，積極優化電力資源配置，從而調整電力供應滿足現階段的市場需求，發出真實價格信號，以滿足當前市場需要的電力市場體系。當前的電力市場，現貨建設正是當前電力改革的重要任務。電力現貨交易需要關注，賣方立即交貨則買方應該立即付錢，商品交付沒有附加條件就說明雙方不能反悔。因此，現貨市場的優點在于它的直接性，但是可以立即交付商品有限，當市場上需求量突增或者是價格突然增加，將會導致需求存在問題；也就是說產品的供應過剩、需求不足都會影響市場交易價格。

2.電力現貨交易市場模式。以廣東為例，廣東的電力需求量巨大，位于南方沿海城市，電力市場運營規則體系構成較多，比如市場運營基本規則與中長期交易、現貨電能量市場等。早在2018年，國家就提出啟動現貨交易市場試點的活動，文件提出應在2020年全面啟動現貨交易市場，文件從各方面提出規范，現階段試點工作積極開展，針對試點方案、規則編制做出明確規定。現貨試點工作啟動后人們逐漸認識到現貨市場的重要性，但是針對市場模式選擇和啟動條件方面等在爭議。結合國際經驗，現貨市場有兩種模式。①中長期交易使用物理雙邊合約，剩余電力參與現貨交易中。該模式在發達國家廣泛施行，證明該模式存在一定的可行性，例如英國、北歐、德國等地。該模式在市場中的特征是市場規則相對簡單，市場價格波動較小，因此所承擔的市場風險也比較低。但是中長期的物理交易難以反應短期價格信號，人們難以掌握市場所反饋的信息，無法激起市場的競爭機制，市場缺乏活力，機制作用有限。現階段電力調度市場的中長期物理交易校核存在問題，不利于市場發展的需要。②雙邊差價合約，發電企業與消費者簽訂合約確定商品的價格，合約給出參考電價和電量，如果合同規定的市場金額高，現貨市場價格低，不足部分則由消費者負責；當現貨市場高于合同規定價格，發電企業會將超出部分返還給消費者。合約不具備約束力量，執行相對靈活，不需要強制性執行。合約差價規定中發電企業全部參與其中，這種模式在國內并不流行，在國外國家廣泛使用， 例如美國、澳大利亞等國。該模式能反饋市場情況，可以準確反映市場競爭，人們可以通過價格變動來判斷市場供求信息的變動。信息資源配置效率比較高，反饋及時。但是市場整體上復雜，當前的電力市場建設仍舊存在問題，價格波動、電網安全的、用戶用電安全均具備風險。

我國電力現貨交易市場發展理念在借鑒國外發展的基礎上，積極開展，但從發展上來看尚且處于起步階段，受到計劃經濟的影響，大部分用戶直接交易，使用部分現貨模式，更有利于和當前的市場模式相銜接，降低市場改革。這種模式適合計劃電量低，市場壓力大而供需緊張的區域。倘若是受對新能源占比高和市場壓力小的環境，能夠在全省市區域內探索全電量現貨模式。

三、電網安全和現貨市場交易空間研究

1.發電容量約束。發電容量約束是對比值，是指發電側機組容量和用戶側用電需求之間的對比。假設該比值用r表示，當r＞0，此時為保證電力運行穩定，發電側應該處于發電裕度狀態，在這種狀態下，調度中心能合理控制電網運行情況。以持有最低容量和用戶需求比重由α決定，則0＜α＜1，據此，在r與1之間，劃分出兩種關系，當0＜α≤1，此時電力系統內發電能力低于市場用戶的需求，交易市場存在的主要矛盾是電力供應不能滿足市場需要，資源量不足，市場用戶對用電量需求極大，此時市場監管部門需要采集積極的措施來統籌資源，如以壟斷模式滿足點亮需要。這種模式下，發電部門的買賣合同關系不存在，電力調度系統根據市場負荷需求制定發電計劃，此時的現貨市場供應不存在。其次，r＞1，發電能力大于市場對電力的需求量，此時用電富余量顯著，發電量也成熟，監管部門和管理部門可以積極調整市場，優化資源配置，保證電力能源始終供應重組，提高發電質量，此時市場競爭模式是常用模式。競爭模式下市場放開，發電與用戶兩者屬于買賣合同，現貨市場的形成奠定了良好基礎。倘若1＜r≤1+α，在該環節，發電資源相對緊張，不能滿足調度中心需要。需要在現貨市場對發電資源和用戶負荷進行全局管理，此時的市場為“全電量競價”，主要原因在于為滿足用電的可靠性，發電側需要釋放一部分備用機組的功能，此時市場調節中心調節能力削弱，此時電力系統難以應對突發情況。美國PJM市場電力資源類似這種形式，要求發電資源和交易意愿提升到鮮活市場，以網絡拓撲結構和電網運行來做約束條件，形成全局最優的次日發電計劃。倘若r＞1+α，發電資源量過剩，資源富余，市場可用資源增多，調度更靈活，即便市場存在意外情況，監管也能及時采取措施來處理，現貨交易空間不受到限制，此時的交易空間由市場來決定。

2.輸電能力約束。輸電能力約束也是絕對值，是指線路處理分配方案與線路傳輸容量，假設k為絕對值，當k＞1，絕對值超過限值后傳輸電力受到堵塞。0＜k≤1，此時線路富余，有利于傳輸。 0＜k≤1的環境下，電網阻塞相對嚴重，此時線路分配難以完成，現貨市場可以采取“全電量集中競價”的政策來激發活力，保證功潮流傳輸，調度中心此時應該考慮發電所有設備的機組和負荷情況，協調功率來保證傳輸順利。倘若輸電堵塞嚴重，將會導致中長期合約約定的發用電曲線難以耦合，合同無效，即便有效也會失效，市場也會因為偏差調整付出極大調整成本，當k＞1，電網輕微阻塞，線路出力分配方案設置主要是滿足線路傳輸容量，當發電側與用戶側競價投標均被限制，輸電網絡沒有約束力，現貨市場可以調度資源，同時交易空間只能由市場均衡來決定。

四、交易空間

1.現貨、合同市場特征分析。電能資源儲能技術尚且沒有實現大規模存儲，因此電能的存儲問題始終很重要，用電需求以“日”為單位呈現出顯著的周期性變化，根據周期性變化，只有對日前、日內預測，做好精準管理才可以減少誤差。接近實時運行的預測可以滿足用戶需求，預測偏差越小，此時電網狀態為剛性。此時電廠運行狀態改變，調整設備的檢修、維修，往往要花更多的時間，此時意味著越接近運行時間，發電廠越發難以控制、變更，需求此時趨于剛性。可以看出現貨交易市場中的電力需求供給缺乏靈活性，僵硬且單一。發電行業的運行受到外界多種因素影響，如發電機組成本、電氣系統質量，加上電力行業機組的啟停成本較高，頻繁啟停只會增加成本，影響機組性能。機組爬坡速率無法在短時間之內迅速完成升降，此時的突發性變化難以控制。為控制發電成本提高經濟效益，發電商趨向于控制機組來縮減發電成本。因此，在現貨市場當中，當電價高于發電成本后，發電出力也隨之增加，出力后現貨市場供給曲線與縱軸面相交，發電商的發電邊際成本也隨之凸顯。

2.電力交易市場的均衡。合同市場中，以P為縱軸，Q為橫軸，供給曲線與橫軸交點就是發電機組基本出力情況，表示為Q，現貨市場的供給曲線與縱軸的相交點位于P，此時的P點，是現貨市場中增加出力的最低價。現貨市場供需曲線與合同市場曲線相比，現貨大于合同，主要是由于現貨市場中供需情況，供需小于方案設計合同約定數值，而單位電量、需求量是變動因素，現貨市場交易中很容易受到影響而引起波動，此時合同量大于合同市場。

以正常市場交易為例，市場均衡應該滿足合同與現貨電價相同的條件。假設P×（A）=P×（B），Q=Q×（A）+Q×（B），當Q×（A）≥Q時，電力不穩定無法保持均衡，一個單位電量對整個市場交易量不會造成很大影響，假設市場存在一個變動單位，不影響市場。用戶用電中，合同市場中變動的單位電量為成本C（A），電量成本低于現貨市場中，用戶需求量不變，如果用戶在合同中增加同一單位電量，現貨市場中電量需求減少一個單位，現貨市場中的電量成本為 C（B），此時總成本為 C（A）－C（B）＜0。發電商在合同市場中減少一個單位的電量成本，在現貨中增加一個單位成本，此時收益增加，發電商可獲取多余收益，此時用戶購買電能，發電商的經濟收入大大增加，市場的投標也會增加。合同電價等同于現貨市場，無套利的可能。合同與現貨市場之間存在的彈性差異會誘使市場參與者改變投標方向，此時市場無法均衡并不穩定，存在不確定性因素。

此時，從市場參與者收益電力市場難以保持均衡，當前人們研究中，認為市場參與者做出決策，對合同交易價格中提出應該附加風險溢價，參與者風險承擔方能承擔風險補償。此時的決策價格=市場價格+風險溢價。假設市場價格與風險溢價為P′、P″，當單位電量需求變動，現貨市場電價波動，市場處于不穩定狀態，當風波大于市場，參與者面臨更大風險。倘若套利假設為前提，要想達到市場均衡，應該滿足以下條件：首先，合同電價與現貨電價相等；此時供需總量為：Q′ = Q′（A）+Q′（B） ；Q′（A）＞Q，過低的現貨市場價格誘導用戶承擔風險參與到現貨交易中，但是市場不會失衡，發電廠與用戶向左的投標決策在一定程度上維持了市場平衡。可以看出需求量不和預測，儲能與發電受到約束。現貨市場所引起的價格波動大于合同，發電商傾向于維持一定容量，同時愿意在邊際價格方面增加出力。無套利假設前提下，現貨市場等同于合同電價相等，那么合同市場與現貨市場的供需差異將導致現貨市場交易空間占比小，低于合同市場，此時市場參與者需要承擔更大的價格補償，在這種情況下，市場參與者會降低市場進入標準，現貨市場的交易空間縮小。

綜上，電力市場現貨交易問題十分復雜，分配市場份額的時候需要綜合多方面來考慮，既要考慮供電穩定、也要考慮效益、電網運行的安全。因此現貨市場交易空間應正確認識風險因素，如此約束市場。