电力市场理论与技术国外典型电力市场简介.ppt

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1、电力市场理论与技术-国外典型电力市场简介,王雁凌,国外典型电力市场简介,1 英国2 北欧四国3 美国,具有统一电网国家电力市场改革模式,电厂,输电,配电,用户,调度/交易,原状,第一步,第二步,英国，法国，西班牙，挪威，阿根廷，澳大利亚中国,0 前言,没有统一电网国家电力市场改革模式,美国，德国，日本,ISO/PX,0 前言,在20世纪90年代初期，以英国为首的一些发达国家及一些发展中国家不同程度地开始着手进行电力体制改革，影响比较大的国家有:智利（1986年）英国（1990年）挪威（1991年）和瑞典（1992年）等国家美国（1992年）,国外典型电力市场模式及其发展背景,国际上比较有影响力

2、的电力市场主要有英国Power Pool英国NETA模式电力市场北欧电力市场PJM电力市场德克萨斯州电力市场,1.1 Power Pool（90-01年）1.2 英国NETA市场2001年3月27日）1.3 从NETA到BETTA(2005年4月-）,1 英国,1989年，英国议会批准了1989年电力法，拉开了英国电力改革的序幕。英国政府依据行政区域和地理位置，将电力系统分为：英格兰和威尔士、苏格兰及北爱尔兰三部分。其中，英格兰和苏格兰两个系统已经联网，英格兰和法国电力系统之间通过一条直流输电线路相连。,1.1Power Pool（90-01年）,英国的电力改革实际上是从1990年开始，首先是

3、在英格兰和威尔士地区，把原中央发电局分成3个发电公司和1个输电公司，将原有的12家地区供电局实行了私有化，成立了独立的地区电力公司（regional electricity company）。,在苏格兰地区，通过纵向整合组成了两家公司：苏格兰电力公司（Scottish Power）、苏格兰和南部能源公司（Scottish and southern Energy）。此外，还组建了苏格兰核电公司，并于1996年英国电力机构重组中与英格兰核电公司共同成为了英国能源公司的一部分。,1、电力改革背景推进私有化的一部分2、市场模式结构国家（英格兰）电力市场输电与发、配、售电分开调度交易中心归属电网公司,强

4、制性（日前现货市场+差价合同+实时市场）现货市场：交易主体:(英)发电公司单一购买方;(澳)发电公司供电商、大用户申报：每台机组每30分钟的最低发电容量/费用、启停机费用、不同出力水平的费用、每30分钟的最大可供出力。Pool买入电价PPP(Pool Purchase Price):PPP=SMP+容量因数费用，（55%）Pool卖出(批发)电价PSP(Pool Sell Price)一个输电价格水平=PSP-PPP，10%（均摊输电的固定成本和网损）供电价格，35%。,差价合同：由发电商与供电商及大用户双方协商签订，不论实际运行如何，均进行财务结算。部分用户可以选择供电商,但配售为分开。,英

5、国的电力市场运营实践和发展一直为世界所瞩目。正当不少国家纷纷效仿英国第一次电力改革中率先推行的POOL模式的时候，英国却又率先抛弃了它，于2001年3月27日实施了新的电力交易规则，即NETA(NEW ELECTRICITY TRADING ARRANGEMENTS)，其新的电力市场模式给英国电力工业带来了新的生机和活力。,1.2英国NETA市场（2001年3月27日）,为配合此制度，英国政府先后出台了2000年共用事业法，并用平衡和结算规范取代了原有的电力库及结算规程。NETA是一种更为市场化的交易制度，其发展基础是发电商、供电商、中间商、和用户自愿参与的双边交易市场。提供了更精确的成本目标

6、和更灵敏的成本激励机制以控制市场的风险。自NETA运行以来，有力地促进了市场竞争机制。,1、结构：建立了新的管理机构Ofgem（Office of Gas and Electricity Market）和新的用户组织（Energywatch）。2、售、配业务分开，实现了用户侧市场的全面开放。3、建立了新的电力交易机制：双边合同交易量占97-98%；远期、短期（运行前一天至提前1小时，在PX进行的双边交易）、平衡市场（1小时至实时，由So运营）以及期货、期权市场并存；SO还要购买辅助服务；交易主体：发电商和售电商ELEXOX负责每半小时计算系统买价SBP和系统卖价SSP，进行不平衡电量结算。,英

7、国NETA的市场细分,1、远期合同交易是一个双边实物市场；2、期货市场是一个受管制的金融电力交易市场；远期市场和期货市场在实物电力交付之前24小时运营。3、现货市场是一个在实物电力交付前24小时3.5（1）小时进行的短期市场；允许市场参与者在实物电力交付前调整他们的合同以避免失去平衡。,英国NETA的市场细分,4、平衡机制：国家电网公司（NGC）作为系统运营员（SO）用平衡机制来平衡系统的供需；即是在实物电力交付之前的3.5小时直到交付的时刻，与发电商就增发和减发出力签订协议，也可以与参与平衡机制的负荷用户就负荷的减少签订协议。,英国NETA的市场细分,0,24,3.5,实物交付,平衡机制,短

8、期市场,远期市场期货市场,5、不平衡结算。不平衡结算可以分为信息不平衡结算和能量不平衡结算。信息不平衡结算是指对于提供平衡服务的机组（负荷）所期望的量测值和实际的量测值之间的差异进行结算，也就是说，向系统运行员提供不准确合同信息的市场成员需为此付出代价。能量不平衡结算采用2种电价：一种是系统买电价格(SBP)，即以成交电量为权重的加权Offers价格；另一种是系统卖电价格(SSP)，即以成交电量为权重的加权Bids价格。这种定价方法简单、明确，并可以反映出除了维持系统平衡之外的其它平衡市场操作的费用，如系统运行员通过接受 Bids和 Offers来解决网络越限问题等。总之，采取 NETA模式的

9、目的，是为了在电力批发市场中引入更多的竞争，使电力趸售价格和终端用户的电价得以降低；同时，其平衡机制为各方的合同与实物电力交付之间的不平衡量提供一种结算的机制。,1.3从NETA到BETTA(2005年4月-）,自从1989年英国电力实行私有化以来，英格兰和威尔士地区的电力市场得到了显著的发展。发电公司从1990年的3家增至现在的36家。发电和售电市场竞争十分激烈，电价持续下降，终端用户从改革中得到了根本的利益。,多年来苏格兰的电力市场却一直沿用一套不同的法规、商业和公司结构，实践证明这一结构收效甚微。由于苏格兰地区的电力体制改革相对滞后，大多数的市场仍然被苏格兰电力公司、苏格兰和南方能源公司

10、以及英国能源公司三家所垄断。其中，苏格兰电力公司与苏格兰和南方能源公司的发电量占苏格兰总发电量的98%，形成了两家垄断的态势。这两家公司不但控制着整个苏格兰地区的发电总量，而且掌控着苏格兰与英格兰和威尔士地区的输电网络。,这一体制从根本上阻碍了苏格兰地区电力市场竞争机制的形成，以及小型发电商和用户对市场的积极参与。同时它也限制了苏格兰电力资源向英格兰和威尔士地区的输送。由于多方面的原因造成了苏格兰地区电力市场容量小，缺乏竞争机制，电价一直处于较高的水平。现行的电力运营模式造成了苏格兰地区电力供需极不平衡，每年有70%的电量剩余。苏格兰地区开展一场彻底的改革势在必行。,为合理的解决这一基本的供需

11、矛盾，Ofgem提出了一个新的改革设想:将NETA这一成功模式在英国全国范围内推行（全国指：英格兰、苏格兰和威尔士），建立一个统一的英国电力交易与电力输送制度BETTA（British Electricity Trading and Transmission Arrangements）。旨在将批发电力交易和输电制度在整个英国推广开来，建立全英范围内的电力市场的批发机制，增强电力市场的良性竞争。,2 北欧电力市场,2.1 概述2.2 市场结构2.3 交易品种丰富2.4 四国电力结构互补2.5 电价机制,2.1 概述,挪威和瑞典两国于1993年发起建立了北欧电力市场；而后丹麦、芬兰也加入到该行列中

12、。北欧电力市场是迄今为止世界上唯一的一个具有实质性意义的多国电力市场，是一个已经被世界上大多数国家公认的成功的典范。,2.1 概述,四国统一的、稳步发展的电力市场（区域电力市场借鉴）输电与发、配、售电分开电力交易中心由各国电网公司出资组建,2.2 市场结构,电力交易品种丰富、多卖多买、可买可卖、多交易平台的市场。电力金融交易：期货、期权为发电商和配、售电商以及大用户提供了完善的规避电力市场价格风险的手段。双边（物理、金融）交易：为发电商和配、售电商以及大用户提供了规避电力市场价格风险的手段；基本实现市场的电量平衡。,2.3 交易品种丰富,日前现货交易为各种电力交易提供了价格参考和信号；基本实现

13、电力平衡。小时前交易（平衡市场）保障电力平衡；发电计划调整的机会。实时交易保障电力平衡为不平衡功率提供一个结算价格。,多卖多买调动需求侧的参与电力平衡的积极性可买可卖自我平衡，减轻调度负担多交易平台打破交易中心垄断,可买可卖自我平衡，减轻调度负担电力平衡和电力资源的优化配置更易于实现;电力市场化交易简化了制定安全、经济调度计划的复杂性，将安全与经济完美地统一起来。,2.4 四国电力结构互补,挪威水电为主98.9%瑞典水电50%左右，核电31%，火电17%芬兰煤电66%，其余是水电和核电丹麦火电88%,电价机制与市场模式协调一致，发电价，输、配电价，销售电价销售电价与上网电价联动销售侧有较充分的

14、竞争输电电价采取节点法制定,2.5 电价机制,输电电价采取节点法制定两部制输配电价发电方和购电方的输电费只与所在位置有关与交易伙伴无关,发电方和购电方都要支付输配电费。在一点支付上网点输配电费即可使用全电网。上网点输配电费包括：年度容量电费，约占总收费的50%；每小时使用费，与边际输电损耗有关，约占总收费的另一半；初装费，即接入费。使用费=输送电能*电能网损电价*网损边际系数,发电价格采取单一制，完全由市场竞争决定；上网电量的系统结算价格为边际机组的报价；促使发电企业按变动成本报价，结算价格高于机组 发电变动成本部分，补偿固定成本；水电参与市场竞争，其价值可以得到充分的体现。绝大多数发电公司通

15、过金融市场上的交易,实现套期保值,规避市场风险;只有部分电量采取双边交易确定；完善的电力金融市场，为买卖双方提供规避市场风险的工具。,3 美国的电力市场,3.1 美国电力市场实体3.2 美国电力体制改革的背景3.3 美国四大电力市场简介3.4 区域输电组织,3.1 美国电力市场实体,3.2 美国电力体制改革的背景,美国在1951年到1960年，投产了很多燃油机组，特别是美国东部电网燃油机组占很大的比例；1973年到1974年石油禁运，石油价格从1972年的每桶4美元涨到1973年末的每桶16美元，许多电力公司的运行成本上涨了三倍，面临了财务危机，电价随燃料价格作出了调整。电力公司开始大规模投资

16、建设核电机组、燃煤机组。但是，高额的基建费用支出和贷款利率，造成企业的负债很高；很大一部分投资没有收益（电价按原始成本确定，高通货膨涨造成投资无收益）；电力需求增长减缓。这些都给电力行业的发展带来了巨大的阻力。,美国1970年，出台了净化空气法案，限制电厂对大气的排放量，大大的增加了建设和改造成本。1974年出台了能源供应和环境保护法案，联邦政府不能限制电力公司采用天然气发电。1978年出台了国家节能法案，要求电力公司对居民用户提供节能服务。1978年出台了公共事业管制政策法案（PURPA），要求电力公司必须从有资格的发电公司（QF）购买电力。该法案对推动独立发电商的产生起到了至关重要的作用，

17、并且对后来更大规模的电力改革作了铺垫。,3.2 美国电力体制改革的背景(续1),美国同年,根据1977年10月1日颁布的能源部组织法案所成立了美国联邦能源管理委员会（Federal Electricity Regulatory Commission,FERC），代替以前联邦电力委员会（FPC）。PURPA的目的是减少对外国石油的依赖性，提高环境质量，鼓励非化石燃料发电，包括使用再生能源发电。PURPA鼓励非电力公司所有的发电厂（NUG）建设，并授予发电资格。1979年3月28日，TMI II（三里岛）核电事故，使核电监管委员会要求对所有核电项目的设计进行详细审查。要求延长基建时间，基建投资成本

18、利息大幅增长。,3.2 美国电力体制改革的背景(续2),美国从上世纪八十年代后期开始，随着燃料和利率下降以及通货膨胀趋于平稳，虽然在全国平均水平上，实际电力零售价格再次下降。然而，昂贵核电投资的遗留问题和在上世纪七十和八十年代签订的长期合同使一些州继续体现出较高的监管零售价格（例如加州、纽约和新英格兰）；美国公用事业缺乏效率，成为公众的议论焦点。解除管制在铁路、货运、邮电取得了显著的成绩，也使电力工业的解除管制和开放市场成为公共政策的焦点。,3.2 美国电力体制改革的背景(续3),3.3 美国四大电力市场简介,3.3.1 加州3.3.2 PJM3.3.3 纽约3.3.4 新英格兰,3.3.1

19、加州,加州电力市场加州电力危机 加州失败教训,加州电力市场,结构一个州的电力市场输电与发、配、售电分开调度交易中心从电网公司独立出来强制性，现货市场只有单一购买方几乎没有双边合同电价机制：发电价，输、配电价，销售电价,加州电力危机,加州电力危机发生于2000年6月特征：电力批发市场实时价格极高州内电力紧缺，轮番停电州内最大的公用电力公司太平洋天然气与电力公司破产,Insufficient Transmission Capacity,Path 15 limits flows from south to north which contributes to power shortages in N

20、orthern California 122 Upgrade projects representing an investment of over$1 Billion have been approved by CAISO Long-term Grid Planning process and transmission infrastructure upgrades are vital to a reliable electric system for the State,Monthly Average PX Market Clearing Price,0,20,40,60,80,100,1

21、20,140,160,180,Jan,Feb,Mar,Apr,May,Jun,Jul,Aug,Sep,Oct,Nov,Dec,$/MWh,Actual 1999,Actual 2000,Forecasted,2001,加州失败教训,发电投资严重不足没有利用用户的用电弹性特性缺乏发电安装容量市场市场管制与决策错误能源价格输电容量不足环境因素其他因素,3.3.2 PJM,PJM（5个州+1个特区，分6个控制区调度中心）ISO 大部分电力需求由传统的垂直一体化电力公司利用自有发电厂（大约55%）供应或者通过双边买卖交易（30%）来供应，通过现货市场交易的电能大约占总需求的10%15%。采用节点电价，

22、以反映电网的阻塞和网损。点对点的输电服务 网络、点对点，每个电力公司的发电、输电、趸售和零售业务分开，分别制定费用标准。（洲际输电线路分属于不同的电力公司）建立了容量市场，这是引导电源投资建设的一种解决方案；同时，有利于发电资源的优化配置。金融输电权市场（阻塞管理）和辅助服务市场。,3.3.3 纽约,日前市场和实时市场金融输电权（规避节点电价不确定性带来的风险）辅助服务市场纽约ISO有11个负荷区域电价，4个外部区域电价，对发电机组采用节点电价,3.3.4 新英格兰,批发电力市场辅助服务市场日前市场和实时市场发电报价：控制区内部发电机必须在特定节点上报价，控制区外部发电机在虚拟节点上报价；报价

23、单调递增；报价最高限额,区域输电组织,RTO势在必行区域输电组织作用区域输电组织与标准市场设计,加州的能源危机表明，单独的ISO调节能力太弱，对待危机无能为力。FERC的2000法令规定的RTO具有4个基本特点和8项基本功能。PJM ISO、纽约ISO、新英格兰ISO、加拿大安达略IMO（独立市场运行机构）近期签署了一项理解备忘录，在规划、运行和市场竞争等方面寻求跨区域的合作与协调。这体现了RTO向更大区域发展的可能性。,区域输电机构（RTO）势在必行,美国联邦法令2000-RTO,89 FERC 61,285UNITED STATES OF AMERICAFEDERAL ENERGY REG

24、ULATORY COMMISSION18 CFR Part 35Docket No.RM99-2-000;Order No.2000 Regional Transmission Organizations(Issued December 20,1999),区域输电组织作用,改善输电网络管理效率改善网络可靠性消除残存的输电服务不公平改善电力市场性能,区域输电组织与标准市场设计,RTO（区域输电组织，区域电力市场）：计划建立四个RTO：东北、中西、东南、西部。标准市场设计,电厂,配电,用户,电厂,配电,用户,电厂,配电,用户,区域输电机构 RTO,区域输电机构,区域输电组织与标准市场设计（续1）,区域输电组织（RTO）：实质上是将几个小范围（州）电力市场一体化，形成的新的电力调度交易中心。组建RTO的目的是：进行更大范围内的电网安全调度和电力交易。近期美加以及欧洲国家大停电，对于电力市场发展的影响。,区域输电组织与标准市场设计（续2）,远期双边交易现货交易：日前交易、实时交易、节点边际电价辅助服务：AGC、旋转备用、增补备用阻塞收益权力交易（金融输电权交易）独立输电服务商,谢谢大家！,