及各交易品种的定位电力商品的经济属性
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电力商品的经济属性及各交易品种的定位
华北电力大学电力商品的经济属性及各交易品种的定位 NORTHCHINAELECTRCPOWERUNIVERSITY
1.商品属性:公共资源与私有物品
2.配置手段:计划与市场协同
3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
华北电力大学1.商品属性:公共资源与私有物品
VORTHCHINACLECTRICPONERUNIVERSIT
电力商品的双重属性:公共资源与私有物品
公共资源:具有非竞争性和排他性(边际成本不为零)、不可分割性的特点。
私有物品:具有竞争性、排他性的特点。其价格主要靠市场竞争形成,由价值决定,并受供求影响。
排他 不排他
私人物品 公共资源 竞
公园、公交车道 争般商品
公共物品 非俱乐部商品
竞
健身会员 法律、国防、空气XX 争
非竞争性、非排他性、不可分割性 竞争性、排他性、可分割性
私有物品与公共资源的经济学属性
公共资源 ■私有物品
公共资源的配置手段一一计划
投资运营主体:政府、国企、公私合营或非盈利机构
数量与规模:根据预测,按需建设或采购
定价方式:计划定价,如成本加成、两部制、高峰价格、分时价格、阶梯累进价格、分类定价
费用分摊:谁受益、谁承担
3
华北电力大学1.商品属性:公共资源与私有物品
国内外电力商品的定位
维度 国外 我国
私有化:产权是交易的前提和边界
私有化程度 国有
欧美电力工业全面私有化
弱化社会责任
社会责任 没有保供责任,代之以停电损失的违约条款 保供应、稳价格、促转型
通过保险公司理赔,风险自担
从Regulation到Deregulation市场化程度 计划与市场协同
完全通过市场进行资源配置
危机频现:风调雨顺时有效提升运行经济性 电价稳定、系统安全性高、电网、新能源
危机频现
发生多次电力危机、价格飞涨、主体破产 和储能技术全面世界领先
华北电力大学1.商品属性:公共资源与私有物品
ITHCHINAELECTRUCPOWERUNIVERSIT
我国电力商品兼具公共资源与稀有物品双重属性
我国电力工业是国民经济的重要支柱,承担着保障能源供应、稳定能源价格、促进绿色发展的社会责任。
电力商品首先是公共资源,在满足一定条件时才具有私有物品的市场竞争空间
在通道紧张、供应稀缺时,应视为公共资源,(非价格排序)公平分配资源
在安全域内、供应充裕时,可视为一般商品,通过市场竞争(价格排序)分配资源
平常态 紧急态
电力商品
1 不可分割性
可分割性
私有物品 公共资源 公共资源
输电通道
优购:
阻塞费用
居民、农业
市场化电量 能量块 可靠容量 共享者共担
优发:
辅助服务
新能源、水电
需求响应
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华北电力大学1.商品属性:公共资源与私有物品
NORTH CHINAELECTHIC POWERUNIVERSITY
体现公共资源与私有物品协同配置的三阶段平衡模式设计
(1)优先成交阶段一一体现计划:优发优购优先成交,按政府核定价格结算;
(2) 供需竞价阶段一一灵活连续的中长期:多元主体同台竞价,开展带时标灵活能量块的双边中长期交易:
(3) 保底平衡阶段一一集中统一的现货/平衡:统筹电网内发、用两侧灵活调节资源通过保障系统稳定运行。
公共资源配置 私有物品的市场化配置 公共资源配置
第一阶段优发优购优先安排 第二阶段供需双侧竞价 第三阶段保底平衡
剩余不平衡 多能源同台竞价 电力批发市场 电力零售市场
组织中长期
多能源发电 多元用户 10000
5000
88888888
公司
新能源 88882582
888
-5000
823880248822
优先块:
预测出力曲线 88888888一口价+总量
100
88882582
4000 集中优化
居民农业 88888888
88882582
优先块:
SAN 储能充电、
火电剩余能力
一口价+总量 预测负荷曲线 需求侧资源
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华北电力大学1.品种设置:不可分割、可分割、待分割
NORTH CHINAELECTRCPOWERUNIVERSITY
我国电力商品的特殊性与市场建设的特殊性
我国电力商品兼具公共资源与私有物品的双重属性,同时具有强物理约束性,因此,计划与市场协同,
交易与运行协同,是我国特色电力市场建设的重要特征。
电力工业的社会责任 电力系统实时平衡的运行特性
电力商品的经济属性 电力商品的物理属性
电力商品 + X公共资源 私有物品 强物理约束
计划配置 市场配置 运行管理
我国特色的电力市场
华北电力大学电力商品的经济属性及各交易品种的定位 NORTHCHINAELECTRICPOWERUNIVERSITY
1.商品属性:公共资源与私有物品
2.配置手段:计划与市场协同
3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
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华北电力大学2.配置手段:计划与市场协同
IORTHCHINAELECTRUCPOWERUNVERSIT
规制经济学
规制(regulation)又称为政府监管、政府管制,是市场经济下国家干预经济政策的重要组成部分。
规制经济学以政府对特定微观主体及活动实施规制或放松规制的理论、政策为研究对象,为政府及关部
门制定有利于社会经济效率提高与社会福利满足相均衡、社会总产出最大化与可持续发展相协调的微观经济于
预政策提供理论依据。我们常说的“计划与市场双轨制”“有为政府与有效市场”,属于规制经济学范畴。
法
政治学
保证稀有资源的有效配置
学
经济法学
产业组织理论
防止垄断和市场力
规制目标
应用微观
规制经济学
经济学
经济学
微观经济学
行政管理学
补偿不充分信息,降低信息获取成本
理论微观
新制度主义经济学 解决市场失灵
宏观经济学 经济学
外部成本内部化
行为经济学
解决公共品供给缺失与缓解道德风险
规制经济学的学科定位 9
华北电力大学2.配置手段:计划与市场协同
NORTH CHINA ELLCTHICPOWER UNVERSITY
规制手段与电力市场应用
政府规制的手段,包括经济性规制和社会性规制
政府规制也从最初的完全计划手段,发展出规制下的市场竞争形式,或者说借用市场的形式实现规制,改进
规制目标的合理性。
特别许可 新型主体准入的规模、
进入规制 参数测定 信息 质量标准与
社会性规
信息披露:信用评价
注册制度 代购电退市 不对称 质量规范制度
边际成本定价
中长期、现货限价;
价格水平
经济性规制
平均成本定价 容量补偿;机制电价、 外部性
外部成本 绿电绿证交易
规制 制补贴;套利回收 碳市场、碳抵扣
价格上限规制 规制
配额/考评标准 强制配储、系统运行费分摊
递增递减定价
价格结构 二部定价 需求响应补偿、尖峰
规制 电价、居民阶梯电价 规
特许经营权拍卖 容量市场
分时定价
制下的竞争
交叉补站 标杆竞争 机制电价、# 报量不报价
投资数量限额
配额+二级转让市场 碳抵扣、容量租赁
数量规制 必运行约束、碳配额、最高最低产量
能耗总量
实行配额制度
降低准入门槛/沉没成本 聚合商、综合能源
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华北电力大学2.配置手段:计划与市场协同
NORTHCHINACLECTRUCPOWERUNIVERSITY
计划与市场协同的市场体系演化
1完全计划定价
2本质是计划,通过市场组织
消纳责任权重、可再生能源补贴、能耗双控目标
3本质是市场,增加约束限制
绿色价值 绿电、绿证与碳市场协同
反映电力环境溢价 4完全市场化
实现电-绿-碳市场协同
容量规划、应急备用 多能互补、源网荷催一体化
安全价值 长期平衡:可靠性容量交易 短期调节:灵活性辅助服务
保障维持系统平衡的充裕度 组织系统的平衡调节资源
体现长期安全容量价值 体现短期安全调节价值
发用电计划放开
(多年)年、月、月内(多日)市场 日前、日内市场 实时市场
中长期连续运营、融合交易、基于ATC集中出清 贴近实际运行 电力平衡
电能量价值
建设日标
稳定市场长期供需、稳定主体长期收益、双边现货市场
输配电价机制改革、容量定价机制
输电权市场
保证电力资源的总体规划和优化配置
平衡责任分摊 平衡责任分担
其他((平衡服务、聚合代理、共享储能)
满足各类市场主体之间、或与平衡单元共享储能等第三方服务商之间的平行交易
多年 年 月 周 D-2 日前 日内 H-1 实时 11
华北电力大学2.配置手段:计划与市场协同
NORTHCHINAELECTRICPOWERUNIVERSITY
计划与市场协同的市场体系演化
完全计划定价
计划与市场:2025年 2030年 图
本质是计划,通过市场组织
例 本质是市场, 增加约束限制
消纳责任秋重、可再生能源补贴 消纳责性汉重、可再生能源补贴、
绿色
6 完全市场化
绿色 能耗双控日标 能辉双控日格
价值 绿电、绿证与碳市场协同 价值 绿电、绿证与碳市场协同
反映电力环境溢价 反映电力环境溢价
实现电-绿-碳市场协同 实现电-绿-碳市场协同
安全 容量规划、应急备用 多能互补、源网荷储一体化 安全
容量规划、应急备用 多能互补、源网荷储一体化
价值 长期平衡:可靠性容量交易 短期调节:灵活性辅助服务 价值 长期平衡:可靠性容量交易 短期调节:灵活性辅助服务
保障维持系统平衡的充裕度 组织系统的平衡调节资源 保障维持系统平衡的充裕度 组织系统的平衡调节资源
体现长期安全容量价值 体现短期安全调节价值 体现长期安全容量价值 体现短期安全调节价值
发用电计划放开 发用电计划放开
(多年)年、月、月内(多日)市场 日前、日内市场 实时市场 (多年)年、月、月内(多日)市场 日前、日内市场 实时市场
中长期连续运营、融合交易、基于ATC集中出清 贴近实际运行 电力平衡 中长期连续运营、融合交易、基于ATC集中出清 贴近实际运行 电力平衡
电能量 电能量设H 建设目标
稳定市场长期供需、稳定主体长期收益、双边现货市场
价值
稳定市场长期供需、稳定主体长期收益、双边现货市场
价值
输配电价机制改革、容量定价机制 输配电价机制改革、容量定价机制
输电权市场 输电权市场
保证电力资源的总体规划和优化配置 保证电力资源的总体规划和优化配置
聚合
聚合代理
聚合
聚合代理
代理
其他 (平衡服务、聚合代理、共享储能) 代理 其他 (平衡服务、聚合代理、共享储能)
满足各类市场主体之间、或与平衡单元/共享储能等第三方服务商之间的平行交易 满足各类市场主体之间、或与平衡单元共享储能等第三方服务商之间的平行交易
多年 年 月 周 D-2 日前 日内 H-1 实时 多年 年 月 周 D-2 日前 日内 H-1 实时
华北电力大学电力商品的经济属性及各交易品种的定位 NORTHCHNAELECTRICPOWERUNIVERSITY
1.商品属性:公共资源与私有物品
2.配置手段:计划与市场协同
3.品种设置:不可分割、可分割、 待分割
4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
多时间尺度有功电力商品分割的内涵
连续→离散
Qtdt → Qij
品种 标的 时间尺度 空间尺度 能量块类型
容量 容量 按MW定价 长周期 交流电网、集中组织 持续块
中长期 按MWh结算 离散台积分 市场主体各自负责 小时块积分
电能量
现货 按MWh结算 tp-3 → tp-1 交流电网、集中组织 △积分
调峰 按MWh付费 15分钟 交流电网、集中组织 小时块积分
调频 按AMW定价 精细时段划分 交流电网、集中组织
辅助 △g积分
服务 备用 按AMW定价 默认满足爬坡15分钟 市场主体各自负责
d(Q15min)导数最大距离
爬坡 按AMW定价 to→ti 交流电网、集中组织 d(Q) 导数
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
多时间尺度有功电力商品分割的内涵
从高维度的中长期合约
分解为低维度的分时段交易
微观-微分 宏观-积分
从低维度的最小申报单位
转变为高维度的交易曲线
交易曲线 最小申报单位
d(Q(t)
D-2 D-2
可以看到:
月度
申报量来看,△t越小,d(Q(t))越接近真实需
月度 t, to+1 求
年度 申报合适的 年度 申报价来看,△t越小,P越接近边际价格
能量块
公共资源
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
电力商品的可分割性
可分割商品:可无限细分至微小单位,分割后保持同质性与使用价值。
不可分割商品:需以整体形式存在,分割后失去原有功能或价值。
待分割商品:当前无法确定如何分割,日后可灵活决定分与不分、如何分,不影响其当前价值。
因此,体现一般商品属性时,电力商品也存在可分割性的区别,从而凸显不同电力商品的不同效用。
维度般商品既存在整体泵售 也同时存在细分市场 可分割商品 不可分割商品
作为不可分割商品 属性不同,价值不同 支持部分交易,价格与数量 必须整单位交易,价格离散化
交易灵活性
连续变化 (房价按套计价,不可拆分)
效用具有阅值效应
消费效用 边际效用递减规律显著 (拥有一辆车的效用远高于拥有半
辆车)
生产需完整流程,沉没成本高且规
生产与供给
生产可逐步调整
模经济显著
规模经济效应平缓
(车企需最低产量摊薄研发成本)
市场结构倾向
更接近完全竞争市场 易形成垄断/嘉头市场
(标准化、供给弹性大) (高进入壁垒、产品差异化)
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
NORTHCHINAELECTRICPOWERUNIVERSITY
跨周期的品种协调理论
基于带时标能量块电力商品的三级灵活性,对电力商品的可分割性做出以下定义:
长 短不可分割商品 可分割商品 待分割商品
周 周
期 要求必须在多个时段内整体性中标 买入后即解耦,融合交易,自主调仓 高度灵活或带有其他属性 期
曲线块 分时块 可变块
申报典型曲线+一口价模 各时段独立申报价、 只申报价格和最大电量,不确定电
式,适合当前省间带曲线交易、 量,适合常规火电和常规 量,可根据实际需要,在总电量范围内任
部分现货省份的中长期24点曲
负荷的分时竞价。
线交易、电网代理购电的申报 意调用以满足平衡需求,按预先约定的价
各个小时交易的投标
不可控负荷、风/光等不可控 格或约定的规则形成价格。
之间不存在时段耦合约束,
发电的申报。直接申报总电量
由市场成员自行考虑机组
在总电量固定情况下,中标电量和
和一口价。
爬坡约束与用电负荷变化 时段均可变,具体中标时段、以及该时段
持续块 等因素。 内中标电量,均由市场出清模型统一优化
申报时段功率及持续时 确定。
间,适合基荷、峰荷,以及核 适用于以下几种典型情况:
电、水电、供热机组固定出力 优发优购,机制电量,储能、电动
部分报价。 汽车、可调负荷、虚拟电厂等灵活性资源
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
VORTHCHINACLLCIRICPOWERUNIVERSITY
带时标能量块的电能价值交易
能量块品种设计一一块的类型与优先级的组合
块的类型(约束条件模板化) 块的成交优先级
能量块 1、独立小时块 2、持续小时块 3、曲线块 4、可变块 A优先交易 B竞价交易 C保底交易
按指定曲线
报价 某小时的价、 持续负荷、持续 (预挂牌)报最 申报内容 报量不报价 报量报价 报价不报量申报
内容 量 小时、价格 大电量和价格,
一口价
最后出清、根据
中标 各时段独立高 整体中标或整体 整体中标或 总电量固定 中标 优先出清 不平衡量确定成
规则 低匹配 不中标 整体不中标 负荷和时段可变 规则
购售摄合
价格接受者 交量、按预挂牌
价格成交
不可控刚性 储能/电动汽车/
交易 传统火电,分 电力生产和消费 负荷、不可 灵活资源;
需求 时竞价 的连续性 控发电 快充/慢充/曲线 交易 火电、水电、 调峰火电、储能、
(风电) 充/间歌充都行
优发优购需求 市场化用户 需求侧资源
优先级 A、B、C A、B、C A C
偏差考核或偏
责任 支付调节补偿 接受调节补偿
差结算
1B模式:分时报量报价模式,适合火电 传统市场:1B模式
对新能源、优购用户,1B模式超出能力范围 过渡期市场:双轨协调3A、新能源3A、新兴主体4C
对储能/燃机/灵活资源,1B模式不足以体现其灵活性 新型电力市场:1234*ABC,多种情况并存
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
VORTHCHINACLECTRCPOWERUNIVERSITY
跨周期平衡调节交易品种设计
引入“可变块”思想,适应不同主体的交易需求,方便市场主体便捷参与报价。
可变块
可变块申报及电量分解示意图
只申报价格和最大电量,不确定电量,可根据实际需要,在总电量范围
内任意调用以满足平衡需求,按预先约定的价格或约定的规则形成价格。
总量
3006
M
可变块交易
在总电量固定情况下,中标电量和时段均可变,具体中标时段,以及该
最低价 1000/MWh
时段内中标电量,均由市场出清模型统一优化确定;
适用于以下几种典型情况:
1)优先用电的用户按政府核定电价和实际用电量结算。
2)优先发电的各类电源,按政府核定电价和实际上网电量结算。
可变块电量电价申报
3储能、抽水蓄能、电动汽车、可调负荷、虚拟电厂等灵活性资源,
变形块
申报可接受价格和最大可用电量,可以按边际价格与最低可接受价格之间的
最低接受
高价,以及实际调用量结算。弥补当前竞价模式无法体现储能等资源真实报 主体 总电量 中标时段及对应电量电价
价需求,无法体现其灵活性价值的不足。 按Max(其他主体的边际价格,最
P4)预挂牌上下调的火电机组,申报有剩余调节能力时的上调价格、下 低接受价)成交,根据系统平衡需1
要填补空缺,各时段电量之和<总
调价格,按报价和实际调用量结算。 中标电量
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
NORTHCHINAELECTRICPOWERUNGVERSITY
带时标能量块的电能价值交易
能量块报价的实质 :100
1000
1.定义最小块 900
最小块 800
1小*1MWh 700
2.按模板报价 600 保底块/可变块
约束条件内化在模版里 500
独立小时
400
独 持续小时 持续小时
立小时
优先块/总量
100 块
曲线块
0:001:002:00 3:004:005:00 6:00 7:008:009:00 10:00-11:00 12:00 13:00 14:00:15:00 16:00 17:00 18:00 19::00 21:00 22:00 23:00
可变块 便捷、易懂,让市场主体“傻瓜式”报价
只规定总量
约束条件模板化,把复杂计算留给系统
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华北电力大学3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
VORTHCHINAELECTRCPOWORUNIVERSITY
市场最优分割理论
市场有效的评价标准一一能及时充分反映信息的变化
1纯经济学:考虑多目标优化信息获取成本
2高频交易、连续交易降低信息获取成本
3我国特点:考虑公共资源与私有物品所决定的优先权与责任
4电力特点:考虑系统运行的边界和约束
集中优化还是分散自主决策, 取决于信息获取成本:信息获取成本信息边际收益
业传统电力系线 集中优化
· 电厂、用户及各平
中 医单元集中优化 掌握全部信息的发、用电集中优化. 400-9
编中式
风光临
分散优化
平街单先内
分散自决量
共李储施多能互补优化 厂内优化调度 平街基团
就地平衡的微市场:集中优化+分散优化相协调 全国统一电力市场的分层分区
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华北电力大学电力商品的经济属性及各交易品种的定位 NORTHCHINACLECTRICPOWURUNIVERSITY
1.商品属性:公共资源与私有物品
2.配置手段:计划与市场协同
3.品种设置:不可分割、可分割、待分割
4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
电力商品的外部性与全成本竞价理论
负外部性是指一个人的行为或 正外部性是指一个经济主体的
企业的行为使其他人或企业的 经济活动导致其他经济主体获
经济利益受损。 得额外的经济利益。
Q2 Q1
负外部性(支付补偿) 正外部性(获得补偿)
环境外部性 火电 新能源
安全外部性 新能源 火电
电力全成本 电能量成本 安全外部成本 + 环境外部成本
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
NORTHCHINAELECTRICPOWERUNIVERSITY
电力商品的外部性与全成本竞价理论
电力全成本 电能量成本 安全外部成本 + 环境外部成本
MC个 C风=C外部MC
C火
系统消 需求
二纳成本 响应
绿色 调节 消纳 收益
溢价 贡献 责任
实际 火电边际成本递增 风电:0边际成本,
上网 电能 电能
电价 安全外部递增电能 量价 量价
C风量价 格 格 M
格
c C火
新能源电价构 常规能源电价构 用户电价构
成 成 此图借用自史连军主任ppt
Q
火电应与风电的总成本竞争
确定最优运行点和出清价 24
华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
VORTHCHINAELECTRICPOWURUNIVLRSIT
电力商品的外部性与全成本竞价理论一一电力市场的功能层级结构
当前我国市场并未完善容量市场,容量电价补偿机制是对历史沉没成本的补偿,是保供目标下政府的直接
规制。当前凸显的外部性安全成本,各层级电力市场承担着电力商品作为公共资源和政府管制的职能。
供应
紧张 容量市场 (部分)固定成本
预期收益
电力商品定价原理
效用定价 中长期市场 (剩余)总成本
不购入的
价格上限 机会损失(P
年以上交易 (剩余)固定+变动成本
机会成本定价 供大于求
依据替代品价格定价 月以内交易 机会成本(套利预期)
平均总成本(ATC)
现货市场 边际成本
成本定价 平均固定成本(AFC)
辅助服务市场 机会成本(损失补偿)
价格下限 平均变动成本(AVC)
供应
绿电绿证市场 机会成本(避免罚款)
充足
边际成本(MC)
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
电力商品的外部性与全成本竞价理论
电力全成本 电能量成本 安全外部成本 + 环境外部成本
边际成本法 机会成本法:
平均成本法: 平均成本法: 机会成本法: 预期收益法: 固定成本分
中长期回报 政策性市场
考虑容量投 考虑固定成 考虑供需博 连续滚动摄 摊:容量费
固定成本后, 价格
资保障的固 本分摊和变 奔、替代品 合,考虑偏
低谷和平段 机会损失法:
定补贴、溢 动成本的平 报价的集中 差风险规避、 变动成本分
机会损失法: 抵扣避罚
价补贴、差 均成本定价 摄合,机会 套期对冲收 摊:
高峰、尖峰 预期收益法:
价补贴 法 成本定价 益 辅助服务费
时段 卖证收益
公共资源 私有物品 公共资源 外部性
计划定价 市场定价 计划定价 政策性市场
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
NORTH CHINAELECTRICPOWERUNIVERSITY
电力商品的外部性与全成本竞价理论
(平常态) (紧急态)
电力全成本 电能量成本 安全外部成本 环境外部成本
必开容量、ATC
支付 爬坡约束、备用约束 提供
提供 AGC约束 支付
发电侧 用电侧
传统电力市场 新型电力市场
水电 火电 传统用电 传统能源 风光 传统用户 新主体
电能价值
电能价值
两个细则 安全价值 安全价值
考核分摊 计划
安全价值未单独核算,合并在电能价格中(标杆电价) 安全价值需要单独核算,由外部主体提供
①每个机组公平承担安全义务 电能量市场:发电、用户直接交易市场化
②基于考核,在总量一定下,奖优罚劣 安全价值市场:调度机构统一运营,谁受益谁承担
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
NORTHCHINACLECTRCPOWERUNIVERSITY
跨周期平衡调节交易品种设计
电力系统运行与市场交易协同关系重点在于协调电力平衡量与不平衡量间的关系;
通过主体交易申报、市场出清等市场化引导方式调用灵活性资源参与平衡互动。
多年 年 月 日 电力系统平衡量与不平衡量存在时间尺度错位关系
平衡量 需要设计跨周期平衡调节交易品种 中一一“报价不报量”
电能量市场:中长期+现货
(长周期定价、短周期执行)
调节
年度、季度 月度、日 多日、日 日内 小时 分钟 秒 毫秒
不平 年度合同调整
新能源替代交易 1月度合同调整 日前、日内现货 实时现货 爬坡辅助服务 一次调频 1转动惯量辅助服务
衡量 3多年期绿电双边 2峰谷电价引号 2月内融合连续交易 2需求响应 调峰辅助服务 2二次调频
合同调整 3备用辅助服务
容量市场 中长期备用市场 辅助服务市场
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
新型容量市场机制设计
考虑多元主体差异化有效容量,设计兼顾经济性与可靠性的容量市场交易机制。
考虑新能源为主体的新型电力
系统运行关键需求,根据电力
系统需求确定容量需求与容量
提前组织:将容量市场提前至其他电源规划节点前。 价值。
测算范围:五至十年内必需的新能源容量及多维调节
目标
容量。
市场导向
交易标的物与主体
市场运作特点
新型容量市场是电力市场创新
新型容量市场概
品种,促进能源安全稳定供应
交易标的物: 新能源容量,顶峰、调峰、调频、爬坡 与清洁低碳转型
等调节容量。
指导思想:加强宏观经济调控。 涵盖主体:新能源、火电、储能、虚拟电厂等。
建设自标:推动新型能源体系
建设,确保电力系统稳定运行。
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华北电力大学4.成本价格:容量-中长期-现货-辅助服务-绿电
NORTHCHINAELECTRUCPOWURUNIVERSITY
新型容量市场机制设计一一多类型主体差异化有效容量系数评估
综合考虑风、光、火、燃、核、一体化各类主体机组自身运行特性和对系统运行平衡贡献度的影
响,开展一定置信概率下多时间尺度各类主体有效容量系数评估,为新型容量市场供需系数、容量
补偿价格、平衡责任分摊系数设置提供量化工具。
主体类型 有效容量系数评估思路 数据分类处理
P.
机组平均出力 有效容量系数
n=
集中式 同时率频率 C, 机组装机容量
新能源
主体运行特性
F(x)-[(x)dx同时率小于x*的概率
随机性部分:峰谷一致性、出力同 风电
概率分布
不可控 分布式
时率、预测波动率 和同时率区间F右(小)-[(x)d同时率大于x小的概车
资源 新能源 光伏
确定性部分:关键时段电量贡献率
Pain=C*X,
装机容量与对应同时率乘积
负荷 最小和最大出力 火电
系统平衡贡献率
场景分类 核电
火电
关键时段电量、肥坡、转动惯量贡 剩余 体化项
献率 机组对系统平衡贡献
可控 设定虚拟机组 失负荷水平 目
水电
储能 分时段 19 20
配套 具体电源类型+计划要求 系统平衡贡献评估 加入待评估机组后
预期未供应能源EUE 30
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新型容量市场机制设计
考虑电能量容量电价占比下对用户侧电价的影响,生成不同新能源占比及容量需求场景下的电能量-容量电价
最优比例;
推演电能量-容量市场“量价波动-主体决策”过程,发现电能量-容量市场长期均衡量价信号,给出不同新型
电力系统阶段下各类灵活性资源投资决策依据。
容量 政府计划为主
价格
容量市场
电费
价格协同变化 过/欠激励
用户侧电费 短期:负反 电能量市场
馈耦合关系 价格
容量电费 市场交易为主时间
长期:滞后性影响
电能量价格降低
电能量 达到新的均衡水平
价格
电能量电费
容量电价
0 25 50 75 100 % 过激励 容量市场价格回归合
理回收固定成本水平
202520272030 2040 时间 ★时间
电能量-容量电价最优比例 电能量-容量市场长期均衡推演 容量市场竞价 31
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中长期市场机制设计
电力中长期交易是远期实物交割的物理合约 电力中长期不是金融的
交易准入:发电、用户等电力市场主体 》金融合同的主体是金融投资者,交割方式是对冲
交易前:以同期剩余发用电量确定申报限额 电力中长期不是”财务性质“,属于自造词,经济学
交易中:安全校核 教材和DeepSeek、ChatGPT都没有这个说法。
交易后:实物交割,偏差考核
deepseek
对比维度 远期合约(ForwardContract) 期货合约(FuturesContract)
财务合同是指以货币资金的融通、资金的筹集
交易场所 场外交易(Over-the-Counter,OTC) 交易所交易(Exchange-Traded) 资金的使用等财务活动为核心内容的合同。它
主要涉及资金的借贷、投资、融资、结算等经
合约标准化 非标准化,条款可定制 标准化,条款由交易所设定 济行为。主要包括:借款合同、融资租赁合同
银行结算合同等。
信用风险 较高,交易对手可能违约 较低,有交易所的保证金和清算机制保障
监管较少
在合同领域,并没有“财务合同”和“实
监管程度 监管严格,需遵守交易所规则和监管机构要求
物合同”这两个标准的法律术语分类。
保证金要求 通常不要求保证金,但可能有信用额度要求 需要缴纳保证金,以确保履行合约义务
Afinancialcontractisalegallybinding
每日结算 通常不实行每日结算 实行每日无负债结算制度(Mark-to-Market) agreementbetweentwoormoreparties
thatoutlinesthetermsofafinancial
履约方式 通常进行实物交割 可选择实物交割或对冲平仓 transaction.
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中长期市场机制设计
》对差价合约、差价结算的探讨
《电力现货市场基本规则(试行)》中描述了两种现货结算模式
方式一:差价结算F1=Qd-1×Pa-1+Qa×P-Qd-1XPa+Q合约×P合约一Q合约×P参考点
方式二:差量结算 F2=Q合约×P合约-Q合约×P参考点+Qd-1×Pd-1+Q×P-Qd-1XPd
“差价合约”是一种金融衍生品,本质是一种担保性质的期权合约,有价值,需要被担保方向担保方购买。
我国的中长期交易,不是“差价合约”。新的136号文属于差价合约,政府作为担保方,免费向相关新能源企
业提供担保。
中长期与现货的结算方式,可理解为差价结算,也可理解为差量结算。从市场主体个体角度、从15分钟的时间
尺度上,可以理解为差价结算;但从市场整体角度,从中长期合同对应的年/月时间尺度看,更应理解为差量结算。
现货是在中长期高比例签约前提下的全电量报价、全电量出清,但不应理解为现货价格代表全电量价格,尤其
在现货“负电价”频出的情况下,全电量负电价意味着灾难,现货只是为中长期未覆盖的局部电量定价
中长期作为“压舱石”具有避险功能,但不能因此说中长期是金融的、财务的。当前非现货市场省份中长期分
时段交易,中长期计划的执行完成率是95%左右,偏差在所难免、完全可以认为是具备物理执行能力。
稳价避险只是中长期众多功能之一,还承担着引导长中期经济运行,承载看政府对公共物品宏观调控的功能。
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中长期市场机制设计
》中长期市场的定位
1电力中长期交易是远期实物交割的物理合约,对应指导相应周期的经济调度
2电力商品具有公共资源属性,中长期承载着稳价、保供、转型多重政府宏观调控的职能。
这些职能必须要落在实物上。金融化,会束缚和弱化政府的管理能力。
市场化改革前 市场化改革后 价格发现的功能体现
多年规划 多年绿电PPA、容量规划参考价(计划价)、基准资源指标 价格锚定、预示未来,引导资源跨期配置
年经济调度 年度中长期合同(基准价+指导上限),绿电比例合同 体现年度市场方案和预期规划
月经济调度 月度合同(相对市场化)跨区合同调剂交易(结合ATC) 边际电价引导
日前经济调度 日前现货市场(双边报量保价+集中出清) 节点电价+区域边界电价形成机制
实时平衡调度 实时市场(自动发电控制/AGC+辅助服务竞价) 反映最短期负荷-供给失衡边际成本
年度:峰谷平 月度:*24点 日滚动 日前辅助服务交易
现货对应
日前电能量交易
日前日内经济调度
中长期交易 短期交易 现货交易
长期价格信号
优化电厂煤库存 优化机组的检
优化机组 优化需求 按边际成本 按安全优先调
引导投资 的开停机 优化运行 整偏差
水库水量 修计划 计划
中长期对应 跨年、年度 季度 月度 周度 周内 日前 日内
年、月经济调度 长期价格信号 中期价格信号 中短期价格信号 短期价格信号
中长期追求平稳、保底、实打实 用户参与、 增加弹性 日前负荷性 专物调
本图引自服务新型电力系统的电力市场国网重大攻关课题
与现货形成誉代和风险 约束优化潮流,经济是次
对冲增加选摄 要日标 34
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中长期市场机制设计
自前争论:日前现货计划没有以中长期分解曲线为边界,还算不算物理执行?
预订年夜饭,6个人,预测2个人能喝1瓶、另外4个人一瓶
中长期合同:提前让饭店备好2瓶酒、6个杯子。
预定 吃饭当天,实时现货有两种倒酒方法:
刻板的按中长期比例分解,6杯酒,每次都按2:2:1:1:1:1来倒酒。
②大家自自饮,每人基本按酒量喝,最终两瓶酒喝完。
从中长期尺度看,6个人2瓶酒,是物理执行的,有偏差、差不远。
现货的日前倒酒组合,没有刻板的按中长期合同来分解,是因为中长
期预定年夜饭时,精确到1桌6人2瓶酒就足够了,无需提前对执行细
3 5 节都预测清楚、定死。2瓶酒的中长期合同,是可分割的。
如果因倒酒方式,非要说中长期不是完全物理执行,但也绝不能因
此而说中长期是金融的,因为2瓶酒是被实物交割了的。真正的金融合
同是:酒店可选择退两瓶酒钱了事、顾客要继续吃饭不许抱忽。
口建议向市场主体如实、准确、全面介绍我国中长期合约的作用,不要进行的易误导产生二元对立
的简单化描述。
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中长期市场机制设计
未来的电力中长期市场框架
电力平衡时:
P发= P用
当期交易完成
电力不平衡时:△P发=
△P用
留待未来更短期进行交易
大智慧国债板块 俄罗斯方块游戏机
期货 瑶财 保验
国内
x
30年网货 10年国件 5年国使下季
2年国使下步 10年美使 5年美使
2年美情
像选理财产品一样买中长期 像玩俄罗斯方块一样做交易
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中长期与现货价格关联
连续多月交易的远期价格发现功能
高频次交易增加透明度,降低信息获取成本,规避预测偏差风险
通过连续交易,多周期市场达到帕累托均衡,价量协同
增加流动性,市场结构动态变化,抑制市场力
案例:山西中长期多月连续交易
滚动摄合交易方式,实现按日连续开市,交易标的为未来6个月内每月每个时段的总电量,市场主体可根据自
身需求自由选择交易方向,按照价格优先、时间优先的方式滚动成交。
00'c9 峰段理想情况
150
43501. 150
=0. 53
300 2C0
Pa>P+ks
月内净交易量>0
250
200
MUO
n 1+60 1+90 .0+170 210 附润 年度 度 现街
时间
提前发现未来210天价格信号 远期价格随时间逐步逼近现货价 不同周期品种价格
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报价不报量的预挂牌交易一一中长期报价、日内曲线
适合需求响应资源参与市场,D-1响应资源少、响应成本高,因此需要中长期完成交易,日内再确
定曲线;
适合储能、虚拟电厂参与市场,只关心调节补偿价,可以申报参与由调度集中灵活调用
当前储能“报量报价”参与市场,经常次高价次低价中标,是自调度,并未完全释放灵活性。
关闸点
(多年)年、月 月内交易 日前交易 日内市场 实时市场
D-15ID-5申报最大可调节容量与价格
实际调用
多年 年 月 D-15 D-5 D-3 D-2 D-1 日内 实时
儿 儿
中长期交易 月内交易 日前现货 实际执行
分时电价引导 以预挂牌方式参与 调用安排 紧急调用
价格接受者) 报价不报量,形成调用排序 (确定基线负荷) (现货市场出清价格)
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现货与辅助服务联合出清一一系统平衡模式转变
平衡: E(P废)=E(P用)
α(△P_30min)=C30min备用
不平衡:
O(△P-Imin)=Cimin二次调频
o(△P-15min)=Ci5min爬坡 α(AP-1s)=Cis损量
出力预测 期望值E
任出力波动
2022
电能量市场
依据预测期望值E
组织电能量交易
29
2%
电能量市场
出力预测 高出力波动
2030 依据一定置信度下的波动区间
平衡调节市
(95%,20)
场 确定备用容量/爬坡服务需求
+15%
AAAAAAAA
VVV 39
-15% 长期备用容量+短期爬坡服务
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现货与辅助服务联合出清一一外部成本内部化
A:低比例新能源方式B:高比例新能源方式
P1A
电能量市场
P1A>P1B,随新能源比例提升,电能量成本降低
P1B
a% b%
Q
P 可中断负
荷 平 P2A<P2B,新能源比例提升,安全外部成本升高
储能
衡调节市场
P2B 虚拟 不平衡调节费与平衡费之比将不断提升
电动电厂
P2A 抽蓄汽车
应综合比较:(P1A+P2A)与(P1B+P2B)
火电
a%的调节需求 b%的调节需求
当前现货市场,因新能源报低价,较低的电能量出清价P1B,带来高昂的系统调节成本P2B,当前现货的最优
点也偏离了系统总运行成本的最优点。应推动电能量市场与平衡调节市场联合出清。 40
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现货与辅助服务联合出清一一安全外部成本内部化 (量化分配到电能量市场主体)
按月统计新能源及负荷的出力曲线,量化各时段爬玻率,进而计算由于新能源出力特性引致的反
调峰当量,进而明确新能源所需购买的爬坡容量。
新能源所需采购的爬坡容量C,计算方法如下:
量化反调峰特性引致安全成本
依据新能源历史出力曲线
步骤一:依据历史值计算负荷及新能源爬坡率
负荷L[LL,LLa]
新能源曲线 负荷拍线
负荷变化AL:[L-L).-L)(L2-L]
L Q
步骤二:量化新能源反调峰率
A
反调峰率 -r
C,=Q*=Q*(_4Q) 同向,有助于调峰
反调峰当量需求: L Q
反向,反调峰
Q,
步骤三:依据新能源出力曲线·量化新能源所需承担的调节量
光伏所应购买的爬坡当量: C,=Q*=Q*(兰_4Q)
11 13 15 17 192123 L
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现货与辅助服务联合出清一一体现调节价值市场竞价方式
新能源可信出力区间量化 电能+平衡调节联合竞价模式 出清求解
可信出力区间量化 min电能量成本+平衡调节成本
分支定界、概率
历史出力水平 预测精度
减枝求解算法
出力季节特性 波动水平 现货市场 南助服务市场
需求 模型
体现调节价值的电力市场竞价模式 基于邻域搜素割
可信
量化 求解 平面方法
出力 联合优化目标函数
量化
模型求解
建模
电能成本、机组启停成本
虚拟电厂调节成本 96点电能价格
诺能调节成本 +96点平衡调节价格
多新能源场站相关性建模 松弛驰怎罚因子
电力平街约束:
copula函数
系统调节需求
约束条
相关性分析 系快带用约来:
关联系数量化
件 发电主体约集:
联合优化结果
42
汇报结束
谢谢!
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