我國電力結構及電力市場發展的研究

曹晨 閆帥

摘?要：文章旨在探討電力市場的應用與發展，分析現有電力市場供給結構，針對存在的問題提出改善措施和建議。通過分析我國供給結構、風電火電供給作用、電力需求規模及需求結構、電力裝機規模等方面，揭示現有電力市場存在的問題，如供電區聯系困難、上網電價仍需市場發現、電力監管不到位以及核心技術不完善等。進一步提出精細化交易方式、做好電網建設前期規劃、大力發展儲能技術、增加電力市場專業人才的培養等改善措施，為電力市場的完善和發展提供參考意見。

關鍵詞：電力市場；電力供給結構；風力發電

中圖分類號：F426.61文獻標識碼：A文章編號：1005-6432（2024）14-0061-04

DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2024.14.015

1?引言

電力行業作為我國國民經濟發展的基礎產業，始終受到廣泛重視，是國有企業的重要組成部分之一[1]。我國電力行業從發電、輸電到配電一直采用垂直一體化的壟斷模式進行管理，隨著技術的發展和新能源發電的大量接入，傳統管理模式不利于電力行業進一步發展。因此，新形勢下需要進行有效改革。

在電力行業引入市場競爭，激發行業活力，電力市場的概念因此被提出來，建立中國特色的電力市場開始提上日程。劉金濤等（2023）從市場構成、市場主體、交易流程、出清方式等方面介紹了我國電力市場改革現狀，分析了當前電力市場存在的問題，并依據新一輪電力市場化改革的要求，從凝聚共識、統籌推進和技術支撐三個方面明晰電力市場的未來發展方向[2]。

吳安平（2023）提出，電力體制改革的任務是對過時的生產關系進行調整，全面營造市場化競爭環境，電力市場建設的任務是根據電網規劃建設的實際情況，確定市場范圍、設計交易模式、制定交易規則、形成電價機制等[3]。因此，電力體制改革和電力市場建設是我國建設現代化電力系統的重要一步。

2?電力能源供給結構分析

2.1?傳統能源供給情況

2022年，原煤在國內的產量為4500萬噸，同比增長9.0%，原煤進口量290萬噸，同比下降9.2%，說明國內對原煤的需求不斷增加，但國內產量能夠滿足大部分需求，從而減少了對進口的依賴。原油在國內的產量為2046.7萬噸，同比增長2.9%，進口量5082.8萬噸，同比下降0.9%，產量增長略高于進口增長，說明我國逐漸減少了對外部原油市場的依賴。天然氣方面，國內產量217.8億立方米，同比增長6.4%，進口量1092.5億立方米，同比下降9.9%。雖然產量增加、進口減少，但國內產量無法滿足全部需求，仍需依靠進口。

總體而言，2022年國內傳統能源供給情況保持了相對穩定的增長態勢，原煤和原油產量有所增長，而進口量有所下降，顯示了國內對自給自足的趨勢，而天然氣方面的供給仍然面臨一定的挑戰，需要進一步提高國內產量以滿足不斷增長的需求。

2.2?新能源供給情況

2022年我國可再生能源總裝機達到12.13億kW，占全國發電總裝機容量的47.3%，同比增加76.2%，正逐漸成為電力新增裝機的主體。其中，風電光伏新增裝機分別為3763萬kW和8741萬kW，可再生能源發電量2.7萬億kWh，同比增加31.6%，占據較大比例的發電量，綠色電力證書累計發放量2060萬個，同比增加135%，證書交易量969萬個，同比增長1580%。

新能源的大量并網促使我國供電結構發生調整，對構建電力市場提出了更高的要求。傳統能源發電量占比逐漸下降，新能源發電占比不斷增加[4]，使電力市場的供給結構更加多樣化和清潔化，對降低傳統能源依賴程度、降低碳排放、保護環境具有極為重要的意義。但風能和太陽能的發電量受天氣影響較大，增加了電力市場的發電波動性，需要更加靈活的調度和管理手段。發電成本在一定程度上影響了市場電價形成機制，新能源以較低的邊際成本影響了電力市場價格，其大規模投入也推動了電力市場競爭的加劇，促使價格更加市場化和合理化，有助于進一步優化電力市場機制，實現可持續和穩定的電力供應。

2.3?不同能源類型的作用及發展趨勢

2018—2022年新能源方面，我國僅風電并網裝機容量始終保持高速增長趨勢，2018年新增并網裝機容量為2059萬kW，同比增速12.20%；2019年為2574萬kW，同比增速14.13%；2020年為7167萬kW，呈爆發式增長，同比增速33.81%，連續三年同比增速保持在10%以上。2021年為3億kW，增速放緩為6.76%，但2022年累計并網容量達到3.51億kW，同比增速達17%，仍保持高增長態勢。我國風力發電裝機容量已經躍居全球第一，風電設備需求也迅速增大。隨著風電機組及產業鏈技術成熟，預計未來三年我國新增風電裝機容量將維持高速增長，為我國經濟社會發展提供了更綠色動力，相應的風電設備需求也呈現長期增長邏輯。

2018—2022年火電方面，我國火電并網裝機容量從2018年的11.44億kW增長到2022年的13.32億kW，但增長速度呈逐年下降趨勢。2018年同比增長8.54%，2019年、2020年維持在4.5%左右，2021年更是跌破4%。隨著國內對清潔能源的推廣和發展，電裝機容量的增長受到一定影響。未來清潔能源將持續得到重視和推廣，火電的發展將會繼續受到更多限制和調控。

可以看出，新能源在供給結構中的作用日益增強，其大規模發展促進了能源結構的多樣化和清潔化[5]?；痣娫陔娏┙o結構中扮演著重要角色，尤其在大規模發電和基礎負荷供應方面，其穩定性和高效性具有明顯優勢。

電力市場方面，新能源增加了市場參與者的數量，促進了市場的競爭和市場化進程，同時低碳排放的特性有助于減少碳排放，提高電力市場的環境友好性，為電力市場注入創新動力，推動了技術進步和能源供給結構的清潔化和多樣化轉型。

相應地，火電的靈活性和穩定性使其能夠應對電力需求的波動，提供調峰和備用能力，對電力市場的穩定供應起著重要作用。綜上所述，兩者相輔相成，共同構建了可持續和穩定的電力供應體系。

2.4?電力供需結構

在能源綠色低碳轉型過程中，電力供應結構趨于復雜化是大勢所趨，截至2022年年底，我國全口徑裝機容量達到25.64億千瓦，非化石能源裝機容量12.7億千瓦，占比達到49.6%，火電為主的傳統供電結構已經徹底改變。

當前，我國東北、華北、華東地區以火電為主，西北、華中和南方地區水電占比較高，電力供需總體平衡，部分地區有余，局部地區用電高峰時段電力供應偏緊。

分區域看，東北、西北區域電力供應能力富余，華北、華東、南方區域電力供需總體平衡，華中區域用電高峰時段電力供應偏緊[6]。

分省份看，迎峰度夏期間，湖南、四川等少數電網用電高峰時段電力供應緊張；迎峰度冬期間，湖南、江西、廣西以及內蒙古西部等少數電網用電高峰時段電力供應緊張。

從全年電力供需形勢看，電力供應和需求多方面因素交織疊加，給電力供需形勢帶來不確定性，綜合考慮新投產裝機、跨省跨區電力交換、發電出力及合理備用等方面，我國電力供需總體仍處于緊平衡狀態，部分區域用電高峰時段電力供需偏緊。

對以化石能源為主的均一化電源結構系統而言，采用集中競價、統一邊際出清等電能量市場模式即可滿足。但隨著新能源大規模發展，一方面其近零邊際成本特性將對市場出清價格產生沖擊，顯著削弱常規電源的市場收益；另一方面新能源資源特性決定了僅依靠自身并不能實現電力可靠供應，需要其他調節資源協同互助。

展望未來，在資源特性、邊際成本、資源效用等差異巨大的復雜電源結構系統中，主要依據電量進行利益分配的市場模式顯然無法滿足激勵要求。

3?現有電力市場結構存在的問題

3.1?供電區域聯系困難

目前，我國的省間電力市場運轉平穩，中長期交易電量持續提升，省內電力市場逐步完善，現貨市場試點取得重大突破，但省間與省內市場的銜接仍缺乏一套完善機制。

省間、省內市場已有多個交易品種，如省內現貨市場、輔助服務市場、富余可再生能源現貨市場等，但時序銜接復雜，市場運行效率仍有提升空間。

另外，國家電網和南方電網分管了全國各省級公司，各?。ㄊ小⒆灾螀^）基本處于自發自用的狀態，在區域調度上無法順利實施，加上遠距離輸電能力弱，更減少了各區域之間的聯系，這種狀況嚴重影響了我國市場化的進程，不利于資源的優化。

3.2?上網電價需市場發現

我國全面放開經營性用戶發用電計劃后，發電側放開規模與用電側不匹配，影響市場總體推進進度，在個別省份矛盾尤為突出。發電計劃放開后，“保量競價”機制如何落地、中小經營性電力用戶放開后如何參與市場等問題，都需要根據不同省份的實際情況制定具體的機制規則和措施。面對新要求，需要建立市場運轉高效、計劃保障有力的全新機制，如以優先購電規模為基礎，確定相應的優先發電規模，確保居民農業保障類用電價格穩定。做好優先發用電計劃與輸配電價改革的銜接，確保交叉補貼擁有穩定的來源。逐步研究“保量競價”具體操作方式，細化各類發電主體的放開路徑，在確保電網安全和民生保障的同時建立公平競爭的市場機制[7]。

3.3?電力監管不到位

我國發電側市場結構存在一定不合理現象，需要在市場中設計市場力防范機制。由于電力企業的復雜性，電力企業的監管也相對復雜，電力監管部門與政府機構的職責劃分不清楚，很多部門職權交叉，監管方面需要采取新舉措才能建立公平、合理的電力市場。我國部分地區單一發電集團市場份額占比過高，在一些特殊情況下，如阻塞發生地區、負荷高峰時段等，部分發電企業可能形成壟斷優勢，不僅影響市場公平競爭，還將推高市場價格，增加用戶負擔。

電力市場的監管需要貫穿事前、事中和事后全程，在規則設計上采取有效的措施，例如在市場設計階段就對市場集中度進行測算，優化市場結構防范市場力，市場運行中采用行為測試方式限制發電企業行使市場力，綜合考慮發電企業運營、市場用戶電價承受能力等因素，由能源監管機構、市場運營機構等協商設置市場申報價格上下限，保證市場平穩有序發展。

3.4?核心技術不完全

在電力市場建設的過程中，我國電力市場建設中仍面臨核心技術不完全的問題，涉及風電、光伏、煤炭發電和儲能等領域[8]。

第一，我國風電關鍵核心組件和技術主要依賴進口，盡管我國風電裝機容量世界領先，但變槳系統、主軸承和超長葉片等關鍵部件核心技術仍未實現完全自主化，這一問題導致我國風電機組的生產成本相對較高，并且技術更新換代較為緩慢。

第二，光伏技術的高效穩定性和新型材料的開發方面仍面臨挑戰，盡管我國在光伏領域取得了顯著進展，但高效穩定的光伏組件制備仍需進一步推進，以促進光伏技術的規?；瘧?。

第三，煤炭發電技術在高效低碳方面仍有較大的提升空間，我國煤炭發電調節范圍和速度與燃氣發電相比仍存在差距，限制了煤炭發電向安全、低碳和高效轉型發展。

第四，儲能技術水平在效率、成本和規模等方面仍存在一定局限性，盡管我國儲能技術取得了重要進展，但一些關鍵儲能技術仍處于初級階段，如高性能電池、超級電容器和儲氫技術等。這些技術的發展仍需進一步提升，以滿足新型電力系統應用的要求。

4?改善現有電力市場狀況的措施建議

4.1?精細化交易方式

我國已成立國家電力交易中心和省級電力交易中心雙層級的交易市場，初步建立起電力中長期市場和現貨市場，輔助服務市場也在有序推進，仍需進一步優化和改善電力市場體系，如完善發電企業輔助服務功能參與電力市場的交易方式，明確提供服務的價格結算機制，豐富市場主體參與市場的交易方式，讓交易品種更加豐富，讓市場參與主體多元化。

同時，電力市場的電價機制需做好精細化規劃，盡可能消除或統一各省級電力交易中心的市場在市場準入和退出、交易產品、交易時間和交易結算等方面的規則，讓各級電力市場成為一個整體，打通電力市場由于規模差異造成的交易壁壘，不同區域的峰谷電價區分不明顯，要對應不同市場區域或市場等級制定相適應的分時段電價，拉大峰谷電價，切實體現峰平谷的分時段電價區別，提升市場效率，提高發電調度的經濟性，助力電源側和用戶側市場主體降低交易成本，吸納新能源發電企業積極入市，提升風電、光伏等新能源的消納能力，通過積極的省間電力交易，有效緩解我國西北地區棄風棄光的嚴重情況。

4.2?做好電網建設前期規劃

我國電力工業的發展是建立在以省為主體的經濟社會發展的基礎之上，因此我國的供電系統也理所當然地形成了以省為實體的電力供應格局，相應的電力發展規劃生產運行管理等均按省實施管理，輸配電價和發售電價格以省級電網為單位核定。加之我國電力資源分布不均，西北、東北、華北以及東部沿海地區的風力資源比較豐富，其中，西北、東北、華北大部分區域遠離負荷中心，整體處于西電東輸、北電南輸的局面，電網建設的滯后造成了電能的巨大浪費[9]。

因此，跨區域跨省電力交易壁壘是電力市場化改革的重要問題，要做好電網建設前期規劃，利用地理信息系統、電網分布資料，結合經濟評價分析，進行可再生資源評價和地質條件勘探，合理布局電網送出通道，消除不同省份電力市場因配電系統輸送能力不同導致的跨區跨省電力交易受限問題，從物理條件上為電力市場的建設和統一提供可行性。

4.3?大力發展儲能技術

在改善現有電力市場問題的措施中，加大力度發展儲能技術是一項關鍵舉措。一方面可以有效緩解新能源嚴重的棄風棄光情況，另一方面讓儲能成為市場主體參與電力市場交易。這豐富了市場的產品交易類型，提升了電力市場在用電高峰期和低谷期的調節能力。

當然，儲能電站因其自身的特殊性，存在充放電損耗、電池存儲能力損耗、轉換效率及附加成本等問題，參與現貨電能量市場的獲利難度較大，要制定電價補償等相應的政策進行扶持[10]。

同時，參與價格套利服務和調頻市場將獲得較好的資本回報率。未來，隨著儲能電站的大量并網投用，可以發揮促進新能源消納、減少旋轉備用、頂高峰負荷、提供緊急功率支撐等多重作用，為電力市場的穩定供應和調峰提供支持。

4.4?培養電力市場專業人才

隨著我國電力市場的逐步建立，電力市場營銷專業人才的需求缺口也逐步體現，不同于市面上普通的產品銷售，電力營銷既具有普通市場營銷的基本特征，又具有電力行業的特殊性[11]。

電力市場運營及管理的人才培養體系亟須建立，在政策上要了解市場對各類電力專業人才的需求情況，根據需求情況進行人才培養規劃和政策制定[12]，鼓勵學術研究和創新以及加強行業與高校的合作，培養更多具備專業知識和技能的電力專業人才。

在高等教育上，高校應針對電力市場建設管理和電力市場營銷運營等不同專業開設相應課程，加強電力專業設置、培訓電力從業人員，確保人才供給與市場需求相匹配，讓電力市場逐漸成熟的同時，專業從業人員的缺口也得以及時補充，提高電力市場的運營管理水平和技術創新能力，推動電力市場的健康發展，促進清潔能源的應用和能源轉型。

5?結論

我國電力供給結構需持續優化，傳統能源在我國電力市場供給結構中仍占主導地位，新能源的發展和并網進一步推動了能源結構的多樣化和清潔化，但仍需提高市場份額占比。

現有電力市場存在供電區域聯系困難、上網電價問題、電力監管不到位和核心技術不完全等問題，限制了電力市場發展和運行效率。針對這些問題，提出了一系列的措施建議，如精細化交易方式吸納新能源企業參與、做好電網建設前期規劃打通供電區域交易壁壘、大力發展儲能技術提升電力市場調節能力、增加電力市場專業人才的培養等。

電力市場的應用與研究需要關注供給結構、問題存在以及解決方案等方面。通過采取相應的措施，促進電力市場的可持續發展，提高能源供給的效率和清潔度，為社會經濟發展提供可靠、安全和環保的電力支持。

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