如何玩轉電力交易中心？看向美國、英國、澳大利亞

北極星售電網訊:電力交易中心如何玩轉？一起來看。

【美國電力交易中心：從分離到「內嵌」】

1998年3月，投資數億美元的電力交易中心(PX)和獨立系統運營機構(ISO)在加州同時開放，這讓加州成為美國第一個允許電力用戶選擇發電商的州。

2016年7月25日下午1點，美國紐約市批發電價在正常的5美分/度左右徘徊，下午2點30分，因為天氣炎熱，用電量提高，批發電價隨之升至9.4美分/度，這已幾近系統穩定的警戒值。但隨後不到1小時，電價飆高到1.042美元/度，在高點徘徊將近半個時之後，電價才回落到安全區間。

事後證明，電價之所以在短期內漲幅達到10倍，是因為雷雨警報誤報，加上原本可啟動的燃油發電設施已全部上線，導致供需缺口無法彌平。

所幸，批發電價一時突然提高，對紐約市用戶零售電費的影響不大。然而，如此大的起伏，無疑是電力系統穩定性不佳的證明，於是，諸多分析師把質疑丟給電力調度機構和電力交易機構——美國紐約州ISO。

不完全改革的產物

紐約州ISO，即掌管紐約州的獨立系統運營商。從其批准機構——美國聯邦能源管制委員會（FERC）可以看出，它其實是一個標準的美國電力改革的產物。

在美國電力體制改革之前，全美電力都由垂直一體化的公共事業服務公司提供。1995年，加州立法機構通過了關於改革電力行業、引進電力零售競爭的1890號法案，1996年，FERC進一步規定，各州須設立電力批發市場和獨立的系統操作中心。

1998年3月，投資數億美元的電力交易中心(PX)和獨立系統運營機構(ISO)在加州同時開放，這讓加州成為美國第一個允許電力用戶選擇發電商的州。其運作模式是完全市場化的——電力用戶可以直接與發電商簽定購電合同，電網向發電商開放並為用戶提供輸電服務，而PX和ISO則扮演電力交易中心。

建成後的加州PX和ISO是相互獨立、各司其職，其中，ISO管理著三個關鍵市場：競爭性的輔助服務採購市場、實時能源市場和用戶管理市場；PX也經營著三個能源市場：對次日每小時進行的每日拍賣、當天市場和批量期貨市場。

每天，加州PX會制定並向ISO提交交易計劃，而這項交易計劃成為ISO協調電網運行的基礎。

從理論上看，這種模式把電能交易與系統調度的職能分開，可以有效形成公平競爭。但在實際操作中，PX與ISO分離很難實現有效的協調運作——無法使電力資源得到最優配置，用戶也無法獲得反應電力現貨市場的價格。特別是加州電力市場中沒有長期合同、短期合同，只有現貨市場，是後來電價異常升高，最終導致2001年加州電力危機的重要原因之一。

同樣，這場突如其來的危機讓美國電改忽然放緩，據稱，這場遍布全美各地的改革只完成了原計劃的一部分，於是，美國電力市場就呈現出多種形式混雜的場面——在一些完成電力市場改革的州，電力交易已經實現靈活運營；一些州中斷了電力改革，運營模式則採取傳統的方式；而在西部的一些地區，仍然延續著地方電力公司一家獨大的局面。

也是因為危機，PX和ISO分離的模式不再認為是電力市場運營的模板，更多交易市場化程度較高的地區開始採取另一種方式——ISO內嵌PX模式。本文開頭的紐約州、新英格蘭和PJM（Pennsylvania—NewJersey—Maryland）等地就是這種模式的踐行者。

「內嵌」模式平抑價格波動

2012年10月底，颶風「桑迪」橫掃紐約州、新澤西州和賓夕法尼亞州，百萬人受到影響。而負責維護新澤西州、賓夕法尼亞州、特拉華州高壓輸電網路的PJM也因為這次罕見的自然災害而備受關注。

PJM覆蓋了美國中西部與東北部的13個州，約佔美國電網總規模的五分之一，今天，PJM市場交易體系包括：電能市場、容量市場、輔助服務市場以及金融輸電權市場等。

其中，電能市場是對批發電力進行持續的購買、銷售和交付，涵蓋長期雙邊交易、日前市場和實時市場，並以長期雙邊合同和日前交易為主，實時競價的比例電量僅佔15%～20%，每天上午，市場成員可以通過向聯絡辦公室（PJM-0l）提交次日的投標計劃，辦公室對其評估後選出最有效的運營方式。

在結算方面，PJM採用的是雙結算體系(Two-SettlementSystem)——在實時市場只結算實時和日前市場出清結果的偏差量，這樣做，就是為了讓日前市場對沖實時市場風險。

容量市場是PJM的創新之一。PJM市場通過市場發送價格信號，讓發電商知道必須持有足夠機組容量。容量或是發電商自己擁有，或從每年五月會舉辦的容量競拍上購買，以獲得3年後的容量。

為了給市場參與者足夠的時間來做規劃，PJM開發了一個基於互聯網的工具——電子容量市場，市場成員可以在每天上午7點到9點，根據自己第二天容量義務的大小進行容量信用的買賣。在市場成員分別投出買標和賣標後，市場根據投標價格，從價格最低的賣標開始進行交易匹配。最後匹配成功的賣標價格確定為市場清算價，所有交易成功的容量信用都按這個價格支付費用。

此外，PJM採用固定輸電權利（FTR-fixedtransmissionright）的管理方法平抑價格的波動，FTR允許網路輸電用戶和固定的點對點輸電服務用戶事先向PJM聯絡辦公室申請，經批准後獲得FTR，它可保護該輸電用戶不會因發生輸電阻塞而使自己支付的費用上升。

【英國電力交易中心：平衡不是奢侈品】

在經歷兩次改革後，英國的電力市場自由化程度之高几乎全球公認——超過400家配電商、3家輸電商、7家配電商和約超過20家的零售商。

2002年冬天，英國老牌發電公司Power-gen宣布，因為無法承受「糟透了」的低電價，決定關閉旗下三座火電站。

在當時的媒體報道中，受到類似困擾的公司至少有15家，其中較為嚴重的是美國德州最大的電力公司的英國分支機構TXUenergy。此前，這家公司以高價與電廠簽訂了長期合同，然而，低電價卻直接導致公司財務入不敷出。

幾乎所有的公司都把問題歸咎於「不連貫的政策」，也就是英國電力市場在一年前剛剛進行的第二次大改。

在改革前，英國已經實行了10年的電力庫交易模式。這種模式以「集中交易、集合競價」為特徵——英國國家電網公司（NGC）作為交易中心，承擔了系統運營商和市場運營商的雙重角色。其每半小時會發布未來24小時的電力需求情況，同時，持有發電許可證的發電商會開始競價，NGC會將報價中最高的一個，作為後半個小時的分銷電價。隨後，競價成功的發電商把電送到電力庫，再由12個區域組織將電力傳輸到英國各地。

2001年3月，電力庫被新電力交易系統（NewElectricityTradingArrangements，下文簡稱NETA）模式所取代，這種模式以中長期的雙邊交易為主，以平衡機制和事後不平衡結算為輔，於是，在超過9成電力自由交易和競爭前提下，本文開頭的一幕出現——英國電價在很短時間內迅速降幅超過20%。

隱性力量倒逼平衡

在NETA模式中，有一個不可忽視的概念「關閘」。所謂關閘，一般是交易前1個小時，它既是電力交易所的交易活動完成的時刻，也是雙邊交易和調度調控的分界。

具體來說，關閘前，98%的電能交易都可以通過雙邊合同完成。其中的第一類，是提前幾年簽訂的遠期合同交易和期貨交易，這類交易的數量、地點、時間、方式往往非常靈活；而第二類，則是通過交易中心簽訂的短期現貨交易。這類非雙邊交易，一般會在納斯達克旗下的電力交易所N2EX等專業交易機構進行。但是，無論遠期合同還是現貨交易，發電企業和供電商可以自由選擇，市場操作不會受到集中形式的監管。

關閘後，此前交易的合同情況會交給一個不平衡結算部門，而發電商也可以將自己多餘的電競價進入平衡市場。英國國家電網電力傳輸公司（NationalGridElectricityTransmission,下文簡稱NGET），會從由便宜到貴的原則，接受發電商增減出力的報價，以此平衡整體電力市場。但需要注意的是，關閘後NGET的操作，不能被稱為真正意義上的市場，而是一種調控行為。

NETA的交易模式中，還有一個頻繁出現的關鍵詞——平衡。

而這也是新模式希望得到的市場效果。在交易中，各個電廠需要自行調度出力。發電商和供電商會按照合約的內容，將電量分解至每半小時一個單位，由電廠自主調度，自行決定機組運行狀態。如果出力與合同不相等，就會按照機組的實際發電曲線，支付不平衡運行費，其主要目的是為了激勵市場成員盡量按照簽訂的合約進行發電，將不平衡量減至最小。

但從另一個角度上看，這實際上是在用市場化的手段，倒逼發電廠主動參與電力交易，並自行維護市場平衡。

為了應對電力價格過低，英國還設立了一個監管部門「天然氣和電力辦公室」(OfficeofGasandElectricityMarkets，下文簡稱Ofgem)，這個辦公室不僅可以發放牌照，更重要的是，其監控市場主體是否有惡意降價競爭等行為。這樣做，是保證在市場化的前提下，各個成員可以獲得適當的利潤，各個環節能夠正常運轉。

拍賣背後的平行市場

在經歷兩次改革後，英國的電力市場自由化程度之高几乎全球公認——超過400家發電商、3家輸電商、7家配電商和約超過20家零售商。特別是發電商，最大的前6家發電商佔有市場份額總和超過70%，前十家超過85%。

但是，發電商卻在2011年後面臨新的問題。

一直以來，英國只有電量市場、沒有容量市場。在2011年前，英國一直擁有足夠的容量富餘來保障安全供應。但這時，遊戲規則悄然發生改變。首先，風電容量迅速增加，市場因為負荷和不穩定的天氣而影響較大；其次，為了在2020年前實現15%的可再生能源目標，英國需要確保30%的電力來自於可再生能源，於是政策對火電採取限制的態度。

於是，英國開始了第三次電力市場改革，即EMR。按照2013年年底頒布的《英國電力市場改革執行方案》描述，此次改革的重點，是成立一個容量市場，即通過給予可靠容量以經濟支付，確保在電力供應緊張的時候市場擁有充足的容量，保證現有機組的盈利能力和電力供應安全。

根據方案，英國容量市場是在電能量市場外單獨設置的，範圍包括英格蘭、威爾士和蘇格蘭，不包括北愛爾蘭，發電商可以同時參與電量市場和容量市場的交易。

2014年11月，容量市場進行了首次交易。這次交易以拍賣形式進行，標的物為容量交付年系統所需的發電容量。英國國家電網公司在政府授權下，作為實施容量市場的監管者，對電力需求做出評估後組織容量拍賣。

這次競標完成後，成功的容量提供者將在2018/19年冬季交付容量，得到相應的報酬，以確保電力供應安全，否則就要被採取罰款措施。而與電量市場一樣，容量合同的費用將根據市場份額由供應商提供，經ELEXON支付給容量提供者。如果容量提供者面臨罰款，罰款也會經ELEXON交給供應商。

容量市場與電量市場的一個區別是，在容量市場中，分為一級市場和二級市場，兩個市場均有各自的適用範圍，但拍賣的原則一般是滿足一級市場之後再分配二級市場。比如，在2014年11月交易的容量提供者有需求，可以在2017年進行二次交易。同時，只要符合資格，之前未參與一級市場拍賣的容量提供者也可以參與到二級市場中。

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