电力现货交易市场模式空间及影响因素

□ 广东肇庆 赵健池

电力现货交易现象在发达国家是市场标准配置，新时期以现货为基础的多层次竞争性批发性市场理念引入国内市场，将会引起国内市场巨变，尤其是电力行业输送电环节。新一轮电力改革开展中，电力现货市场、增量配网、售电公司是主要的改革阵地，现货市场于当前的市场规范发展非常重要。现货交易不仅能够促进新能源吸纳，同时也是对电力市场的洗牌，涉及到市场利益方的调整，但是要想在国内市场上建立现货市场，存在诸多困难，影响因素众多，需要引起重视。为保证电力平衡和维护电网的安全，电力现货市场需要在安全、高效且健康的环境下交易，形成有序的交易环节，这是电力市场现货的主要核心、关键部分。电网安全约束与市场是两个主要的因素，在发展过程中需针对现货市场交易影响因素进行分析和讨论。

一、电力现货市场概述

当前中国处于高速发展的变革时期，多年来中国能源主要强调实际发展步伐，强调能源发展的重要性。中国在加快发展的同时改变发展方向，从以服务为基础的经济结构转型，朝着更清洁的能源结构方向转变，与早期的市场相比，能源结构调整有利于重新规范能源市场。新政策影响下，中国经济发展和能源需求逐渐步入新常态，能源需求量每年下降1%，当前经济结构转变、强劲的能源政策施行、人口变化带来更好效益。预计2040年，能源需求量将与2008年~2016年相持平，根据当前数据来看，经济增长速度平均为每年4.5%，而经济不断发展的同时能源需求量不断改善，这将是未来中国能源企业发展的主要方向。中国不断增长的能源需求，让市场不断创新能源市场，朝着可再生能源、天然气、电力方向发展，减缩对煤炭、石油等资源对需求。当前电力市场的商品属性逐渐放开，对当前的能源市场造成巨大影响。

电力市场是指整体电力形成的供需市场形式，市场出售、购买等环节，影响电力价格的影响。从经济学角度出发将电力看作商品来分析，具备交易、交换功能，电力主要是用电功率和能量，电力市场能根据市场情况提出交易价格以及进行开价销售，常常以财务、平整交换的方式进行采购、短期交易，遵循市场需求，依据供需来决定电的价格。开展长期交易，类似签订一个简易的购电合约，因此被认为是私人交易形式。电力批发常常由市场运营机构与专营机构完成，市场机构在这个过程中提供交易引导和结算功能，维持交易市场规则，确保发电与负载两者维持平衡。电力市场有多种形式，根据市场交易场所来看，可以分为场内交易、柜台交易；交易市场的交易对象也可以决定是批发市场、零售市场两种；市场交易中根据形式也可以分为物理性交易和金融性交易。电力市场由现货市场、金融市场组成，现货市场包括日前竞价市场、实时平衡市场、电力远期合同市场等。现货市场主要交易对象是电力，交易目的是以电力为主的交割，因此电力市场的现货交易方式也就是电力现货交易。市场主要是对电力进行生产、传输、销售，由电力市场调度交易机构负责电力市场的调度、结算，交易活动也属于市场监管范畴之内。电力金融市场主要是现货市场的金融衍生，与期货、期权交易等原理衍生出类似的电力金融产品。电力金融产品中甚至还存在差价合约同类产品。电力期货交易不以电力商品所有权为转移的衍生交易品就是电力金融交易，这种交易在政府批准的证券交易所内进行，不属于市场监管规范之内。

二、电力现货交易内涵及市场模式

1.电力现货交易内涵。经济学中现货市场是指“一手交钱、一手交货”的交易，电力市场现货交易过程中不同文献、机构、学者等对电力现货交易有不同的理解。一种是按照时间划分，除了日以上的交易都被称为中长期、远期交易；日前与日之间的交易时间短则称为现货交易。当前我国相关文件对电力市场交易的划分，即按照这种定义。根据经济学的相关原理，在经济学中认为只有最接近运行时间的市场才是现货交易市场，其他都是远期市场。当前中央发出的文件当中，以“中发9号”为标志的新一轮电力改革正在如火如荼开展，与早期的2002年市场相比，新文件认为电力市场的中长期交易与现货交易同是交易市场中的一部分，应并举，针对市场交易建立中长期规避风险的举措，现货交易中，积极优化电力资源配置，从而调整电力供应满足现阶段的市场需求，发出真实价格信号，以满足当前市场需要的电力市场体系。当前的电力市场，现货建设正是当前电力改革的重要任务。电力现货交易需要关注，卖方立即交货则买方应该立即付钱，商品交付没有附加条件就说明双方不能反悔。因此，现货市场的优点在于它的直接性，但是可以立即交付商品有限，当市场上需求量突增或者是价格突然增加，将会导致需求存在问题；也就是说产品的供应过剩、需求不足都会影响市场交易价格。

2.电力现货交易市场模式。以广东为例，广东的电力需求量巨大，位于南方沿海城市，电力市场运营规则体系构成较多，比如市场运营基本规则与中长期交易、现货电能量市场等。早在2018年，国家就提出启动现货交易市场试点的活动，文件提出应在2020年全面启动现货交易市场，文件从各方面提出规范，现阶段试点工作积极开展，针对试点方案、规则编制做出明确规定。现货试点工作启动后人们逐渐认识到现货市场的重要性，但是针对市场模式选择和启动条件方面等在争议。结合国际经验，现货市场有两种模式。①中长期交易使用物理双边合约，剩余电力参与现货交易中。该模式在发达国家广泛施行，证明该模式存在一定的可行性，例如英国、北欧、德国等地。该模式在市场中的特征是市场规则相对简单，市场价格波动较小，因此所承担的市场风险也比较低。但是中长期的物理交易难以反应短期价格信号，人们难以掌握市场所反馈的信息，无法激起市场的竞争机制，市场缺乏活力，机制作用有限。现阶段电力调度市场的中长期物理交易校核存在问题，不利于市场发展的需要。②双边差价合约，发电企业与消费者签订合约确定商品的价格，合约给出参考电价和电量，如果合同规定的市场金额高，现货市场价格低，不足部分则由消费者负责；当现货市场高于合同规定价格，发电企业会将超出部分返还给消费者。合约不具备约束力量，执行相对灵活，不需要强制性执行。合约差价规定中发电企业全部参与其中，这种模式在国内并不流行，在国外国家广泛使用， 例如美国、澳大利亚等国。该模式能反馈市场情况，可以准确反映市场竞争，人们可以通过价格变动来判断市场供求信息的变动。信息资源配置效率比较高，反馈及时。但是市场整体上复杂，当前的电力市场建设仍旧存在问题，价格波动、电网安全的、用户用电安全均具备风险。

我国电力现货交易市场发展理念在借鉴国外发展的基础上，积极开展，但从发展上来看尚且处于起步阶段，受到计划经济的影响，大部分用户直接交易，使用部分现货模式，更有利于和当前的市场模式相衔接，降低市场改革。这种模式适合计划电量低，市场压力大而供需紧张的区域。倘若是受对新能源占比高和市场压力小的环境，能够在全省市区域内探索全电量现货模式。

三、电网安全和现货市场交易空间研究

1.发电容量约束。发电容量约束是对比值，是指发电侧机组容量和用户侧用电需求之间的对比。假设该比值用r表示，当r＞0，此时为保证电力运行稳定，发电侧应该处于发电裕度状态，在这种状态下，调度中心能合理控制电网运行情况。以持有最低容量和用户需求比重由α决定，则0＜α＜1，据此，在r与1之间，划分出两种关系，当0＜α≤1，此时电力系统内发电能力低于市场用户的需求，交易市场存在的主要矛盾是电力供应不能满足市场需要，资源量不足，市场用户对用电量需求极大，此时市场监管部门需要采集积极的措施来统筹资源，如以垄断模式满足点亮需要。这种模式下，发电部门的买卖合同关系不存在，电力调度系统根据市场负荷需求制定发电计划，此时的现货市场供应不存在。其次，r＞1，发电能力大于市场对电力的需求量，此时用电富余量显著，发电量也成熟，监管部门和管理部门可以积极调整市场，优化资源配置，保证电力能源始终供应重组，提高发电质量，此时市场竞争模式是常用模式。竞争模式下市场放开，发电与用户两者属于买卖合同，现货市场的形成奠定了良好基础。倘若1＜r≤1+α，在该环节，发电资源相对紧张，不能满足调度中心需要。需要在现货市场对发电资源和用户负荷进行全局管理，此时的市场为“全电量竞价”，主要原因在于为满足用电的可靠性，发电侧需要释放一部分备用机组的功能，此时市场调节中心调节能力削弱，此时电力系统难以应对突发情况。美国PJM市场电力资源类似这种形式，要求发电资源和交易意愿提升到鲜活市场，以网络拓扑结构和电网运行来做约束条件，形成全局最优的次日发电计划。倘若r＞1+α，发电资源量过剩，资源富余，市场可用资源增多，调度更灵活，即便市场存在意外情况，监管也能及时采取措施来处理，现货交易空间不受到限制，此时的交易空间由市场来决定。

2.输电能力约束。输电能力约束也是绝对值，是指线路处理分配方案与线路传输容量，假设k为绝对值，当k＞1，绝对值超过限值后传输电力受到堵塞。0＜k≤1，此时线路富余，有利于传输。 0＜k≤1的环境下，电网阻塞相对严重，此时线路分配难以完成，现货市场可以采取“全电量集中竞价”的政策来激发活力，保证功潮流传输，调度中心此时应该考虑发电所有设备的机组和负荷情况，协调功率来保证传输顺利。倘若输电堵塞严重，将会导致中长期合约约定的发用电曲线难以耦合，合同无效，即便有效也会失效，市场也会因为偏差调整付出极大调整成本，当k＞1，电网轻微阻塞，线路出力分配方案设置主要是满足线路传输容量，当发电侧与用户侧竞价投标均被限制，输电网络没有约束力，现货市场可以调度资源，同时交易空间只能由市场均衡来决定。

四、交易空间

1.现货、合同市场特征分析。电能资源储能技术尚且没有实现大规模存储，因此电能的存储问题始终很重要，用电需求以“日”为单位呈现出显著的周期性变化，根据周期性变化，只有对日前、日内预测，做好精准管理才可以减少误差。接近实时运行的预测可以满足用户需求，预测偏差越小，此时电网状态为刚性。此时电厂运行状态改变，调整设备的检修、维修，往往要花更多的时间，此时意味着越接近运行时间，发电厂越发难以控制、变更，需求此时趋于刚性。可以看出现货交易市场中的电力需求供给缺乏灵活性，僵硬且单一。发电行业的运行受到外界多种因素影响，如发电机组成本、电气系统质量，加上电力行业机组的启停成本较高，频繁启停只会增加成本，影响机组性能。机组爬坡速率无法在短时间之内迅速完成升降，此时的突发性变化难以控制。为控制发电成本提高经济效益，发电商趋向于控制机组来缩减发电成本。因此，在现货市场当中，当电价高于发电成本后，发电出力也随之增加，出力后现货市场供给曲线与纵轴面相交，发电商的发电边际成本也随之凸显。

2.电力交易市场的均衡。合同市场中，以P为纵轴，Q为横轴，供给曲线与横轴交点就是发电机组基本出力情况，表示为Q，现货市场的供给曲线与纵轴的相交点位于P，此时的P点，是现货市场中增加出力的最低价。现货市场供需曲线与合同市场曲线相比，现货大于合同，主要是由于现货市场中供需情况，供需小于方案设计合同约定数值，而单位电量、需求量是变动因素，现货市场交易中很容易受到影响而引起波动，此时合同量大于合同市场。

以正常市场交易为例，市场均衡应该满足合同与现货电价相同的条件。假设P×（A）=P×（B），Q=Q×（A）+Q×（B），当Q×（A）≥Q时，电力不稳定无法保持均衡，一个单位电量对整个市场交易量不会造成很大影响，假设市场存在一个变动单位，不影响市场。用户用电中，合同市场中变动的单位电量为成本C（A），电量成本低于现货市场中，用户需求量不变，如果用户在合同中增加同一单位电量，现货市场中电量需求减少一个单位，现货市场中的电量成本为 C（B），此时总成本为 C（A）－C（B）＜0。发电商在合同市场中减少一个单位的电量成本，在现货中增加一个单位成本，此时收益增加，发电商可获取多余收益，此时用户购买电能，发电商的经济收入大大增加，市场的投标也会增加。合同电价等同于现货市场，无套利的可能。合同与现货市场之间存在的弹性差异会诱使市场参与者改变投标方向，此时市场无法均衡并不稳定，存在不确定性因素。

此时，从市场参与者收益电力市场难以保持均衡，当前人们研究中，认为市场参与者做出决策，对合同交易价格中提出应该附加风险溢价，参与者风险承担方能承担风险补偿。此时的决策价格=市场价格+风险溢价。假设市场价格与风险溢价为P′、P″，当单位电量需求变动，现货市场电价波动，市场处于不稳定状态，当风波大于市场，参与者面临更大风险。倘若套利假设为前提，要想达到市场均衡，应该满足以下条件：首先，合同电价与现货电价相等；此时供需总量为：Q′ = Q′（A）+Q′（B） ；Q′（A）＞Q，过低的现货市场价格诱导用户承担风险参与到现货交易中，但是市场不会失衡，发电厂与用户向左的投标决策在一定程度上维持了市场平衡。可以看出需求量不和预测，储能与发电受到约束。现货市场所引起的价格波动大于合同，发电商倾向于维持一定容量，同时愿意在边际价格方面增加出力。无套利假设前提下，现货市场等同于合同电价相等，那么合同市场与现货市场的供需差异将导致现货市场交易空间占比小，低于合同市场，此时市场参与者需要承担更大的价格补偿，在这种情况下，市场参与者会降低市场进入标准，现货市场的交易空间缩小。

综上，电力市场现货交易问题十分复杂，分配市场份额的时候需要综合多方面来考虑，既要考虑供电稳定、也要考虑效益、电网运行的安全。因此现货市场交易空间应正确认识风险因素，如此约束市场。