第一講與第二講電力市場(chǎng)概論

電力市場(chǎng)概論華北電力大學(xué)工商管理學(xué)院教師：黃輝單位：工商學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)管理教研室郵箱：hh9719@263.net參考教材教材《電力市場(chǎng)》杜松懷主編中國(guó)電力出版社參考教材《電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)》薩莉。亨特中信出版社《電力市場(chǎng)基礎(chǔ)》王錫凡王秀麗等西安交通大學(xué)出版社關(guān)于課程

概要介紹電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革，分析和探討其內(nèi)在的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。舉例：計(jì)劃經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)；垂直一體化與剝離；壟斷、管制與引入競(jìng)爭(zhēng)；價(jià)格機(jī)制；效率、利潤(rùn)與社會(huì)福利。從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和管理的角度分析，不是技術(shù)的角度。舉例：發(fā)電競(jìng)價(jià)技術(shù)：調(diào)度過(guò)程；如何制定發(fā)電計(jì)劃，維持系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，如各類機(jī)組的位置；管理阻塞、調(diào)頻和調(diào)壓。

經(jīng)濟(jì)和管理：交易市場(chǎng)，價(jià)格和結(jié)算；競(jìng)價(jià)博弈，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，市場(chǎng)勢(shì)力。課程內(nèi)容電力工業(yè)概況和電力需求側(cè)電力市場(chǎng)改革模式和交易理論電力市場(chǎng)改革模式的案例分析電價(jià)概論博弈論與發(fā)電廠競(jìng)價(jià)上網(wǎng)電力監(jiān)管和市場(chǎng)勢(shì)力第一章電力工業(yè)概況

一、電力工業(yè)的功能

二、電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)三、電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素

四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論10-110KV220-500KV鍋爐汽輪機(jī)電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力部分熱網(wǎng)G動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)荷10-0．4KV降壓變壓器降壓變壓器升壓變壓器發(fā)電機(jī)一、電力工業(yè)的功能電力系統(tǒng)示意圖一、電力工業(yè)的功能1、電力工業(yè)的物理功能1．1發(fā)電（生產(chǎn)）一、電力工業(yè)功能1．發(fā)電總成本35％～50％石油的比較（一對(duì)多（汽油、柴油和煤油）、多對(duì)一）燃料（煤、油、天然氣、鈾）的動(dòng)力水的落差、鳳、潮汐動(dòng)力基荷與峰荷：負(fù)荷曲線位置、機(jī)組開(kāi)停和出力變化電廠特性（調(diào)節(jié)性能）啟停和調(diào)節(jié)時(shí)間、費(fèi)用和最小技術(shù)出力電力結(jié)構(gòu)我國(guó)目前的電力結(jié)構(gòu)為：火電占75%，水電占24%，核電僅1%秦山核電站30萬(wàn)千瓦，大亞灣核電站2×90萬(wàn)千瓦

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)1998年底，我國(guó)單機(jī)容量為50MW以上等級(jí)電站37套。其中，組成300MW等級(jí)4套。裝機(jī)占火電總?cè)萘康模?５％，大部分由國(guó)外購(gòu)進(jìn)，國(guó)產(chǎn)機(jī)組只占９.４％

鄒縣發(fā)電廠是254萬(wàn)千瓦，100萬(wàn)以上有70座以上（2000年數(shù)據(jù)）

三峽電站共裝設(shè)26臺(tái)70萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為1820萬(wàn)千瓦，其規(guī)模相當(dāng)于10座200萬(wàn)千瓦的大型火電站的容量功能。而北京市用電最大負(fù)荷1070萬(wàn)千瓦，浙江省電力公司最高網(wǎng)供電力負(fù)荷1200－1250萬(wàn)千瓦

一、電力工業(yè)的功能1.1.3各類電廠成本不同TCATCBQTC一、電力工業(yè)的功能1.1.3各類電廠成本不同發(fā)電機(jī)類型

固定成本$/kW可變成本$/MWh高級(jí)核動(dòng)力發(fā)電機(jī)17294.16燃煤發(fā)電機(jī)

102111.77燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)

31534.40高級(jí)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)

53320.78風(fēng)力發(fā)電機(jī)9190目前造價(jià)：火電

水電一、電力工業(yè)的功能1.1.4電廠在負(fù)荷曲線中的位置

一、電力工業(yè)的功能1．2輸電2000年前后全國(guó)性聯(lián)合電力系統(tǒng)示意圖一、電力工業(yè)的功能1．2輸電1.2.1輸電成本約占電力最終成本的比例？

輸電成本約占電力最終成本的5%到15%。1.2.2輸電限制一、電力工業(yè)的功能1.3系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行的功能:

保持發(fā)電廠與負(fù)荷（所有用戶瞬時(shí)用電的總和）平衡，以確保保持輸電系統(tǒng)穩(wěn)定。電以光速（每秒約186，000英里）傳輸

一、電力工業(yè)的功能系統(tǒng)調(diào)度：

調(diào)度發(fā)電出力跟蹤負(fù)荷、輔助服務(wù)（調(diào)頻、備用、無(wú)功等)輸電線路不過(guò)負(fù)荷和阻塞調(diào)度機(jī)構(gòu)多國(guó)：北歐一個(gè)國(guó)家調(diào)度機(jī)構(gòu)（法國(guó)、英國(guó)、新西蘭）；省或區(qū)域（澳大利亞和中國(guó)）；一個(gè)獨(dú)立公司一套，2000年美國(guó)140套；紐約、新英格蘭、PJM電力聯(lián)營(yíng)體的統(tǒng)一調(diào)度。一、電力工業(yè)的功能1.4配電一、電力工業(yè)的功能配電成本配電成本約占電力最終成本的30%~50%。配電的基本任務(wù)其基本任務(wù)是“線路業(yè)務(wù)”——將電從輸電系統(tǒng)輸送給用戶。但是配電的功能實(shí)際上不是單一的，因?yàn)樗鼘儆诒镜貥I(yè)務(wù)，通常包括用戶服務(wù)、計(jì)量、計(jì)費(fèi)和零售。輸電與配電的比較電壓等級(jí)和單向和雙向例：國(guó)道、高速路和二環(huán)、三環(huán)、普通街道

一、電力工業(yè)的功能比較項(xiàng)目傳輸特點(diǎn)比喻電壓等級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)潮流輸電高速公路高網(wǎng)絡(luò)雙向配電地方道路低輻射單向一、電力工業(yè)的功能電力工業(yè)的商業(yè)功能零售:零售是面向終端用戶的銷售，它包括一系列商業(yè)職能——購(gòu)電、定價(jià)和售電，還包括用電計(jì)量、計(jì)費(fèi)和收費(fèi)。

電力躉售:對(duì)轉(zhuǎn)售者的電力銷售。物理過(guò)程發(fā)電、輸電、配電、調(diào)度環(huán)節(jié)經(jīng)濟(jì)過(guò)程生產(chǎn)、批發(fā)市場(chǎng)和零售市場(chǎng)銷售額銷售人數(shù)利潤(rùn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和自然壟斷長(zhǎng)期平均成本企業(yè)不同的規(guī)模對(duì)應(yīng)的可實(shí)現(xiàn)的最低平均成本。規(guī)模經(jīng)濟(jì)性企業(yè)的平均成本隨著規(guī)模的增加而降低，隨規(guī)模的增加而效率提高原因：技術(shù)和設(shè)備的規(guī)模效率；生產(chǎn)組織的規(guī)模效率；最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模：是能夠?qū)崿F(xiàn)最低平均成本的最小企業(yè)規(guī)模。自然壟斷成本次可加性：一個(gè)企業(yè)提供的服務(wù)或產(chǎn)品比多個(gè)企業(yè)提供引起成本的成本最低。判斷：當(dāng)市場(chǎng)規(guī)模小于企業(yè)的最小最優(yōu)規(guī)模舉例：中國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展LAC長(zhǎng)期平均成本U型最小最優(yōu)規(guī)模Q產(chǎn)量市場(chǎng)規(guī)模LAC長(zhǎng)期平均成本L型最小最優(yōu)規(guī)模Q產(chǎn)量市場(chǎng)規(guī)模二.電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)

1.垂直一體化2.垂直一體化和壟斷的原因

配電的自然壟斷特性輸電的自然壟斷特性協(xié)調(diào)發(fā)電和輸電所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)要求發(fā)電和輸電之間保持如此緊密的聯(lián)合輸電和發(fā)電的垂直一體化也有利于輸電和發(fā)電的長(zhǎng)期規(guī)劃。

發(fā)電的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，當(dāng)電廠越來(lái)越大，發(fā)電價(jià)格越來(lái)越低

發(fā)電的規(guī)模經(jīng)濟(jì)：核電廠最優(yōu)規(guī)模90－100萬(wàn)KW;火電廠50－60萬(wàn)KW,聯(lián)合循環(huán)氣輪機(jī)25-40萬(wàn)千瓦，熱效率可達(dá)到60％－65％，常規(guī)火電廠為18％－36％。（大機(jī)組36％－41％）輸電系統(tǒng)發(fā)展和互聯(lián)、市場(chǎng)規(guī)模發(fā)電不再是自然壟斷,具備引入競(jìng)爭(zhēng)的條件我國(guó)目前的電力結(jié)構(gòu)為：火電占75%，水電占24%，核電僅1%秦山核電站30萬(wàn)千瓦，大亞灣核電站2×90萬(wàn)千瓦

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)1998年底，我國(guó)單機(jī)容量為50MW以上等級(jí)電站37套。其中，組成300MW等級(jí)4套。裝機(jī)占火電總?cè)萘康模常担?，大部分由?guó)外購(gòu)進(jìn)，國(guó)產(chǎn)機(jī)組只占９．４％

鄒縣發(fā)電廠是254萬(wàn)千瓦，100萬(wàn)以上有70座以上（2000年數(shù)據(jù)）

三峽電站共裝設(shè)26臺(tái)70萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為1.82萬(wàn)兆瓦，其規(guī)模相當(dāng)于10座2000兆瓦的大型火電站的容量功能。北京市用電最大負(fù)荷1070萬(wàn)千瓦，浙江省電力公司最高網(wǎng)供電力負(fù)荷1200－1250萬(wàn)千瓦

行業(yè)特點(diǎn)公用事業(yè)、自然壟斷、基礎(chǔ)和能源產(chǎn)業(yè)能源產(chǎn)業(yè)我國(guó)3．85億千瓦支撐著1．4萬(wàn)億美金的GDP，美國(guó)8．5億千瓦支撐了11萬(wàn)億美金的GDP，日本只有2億千瓦，支撐了4萬(wàn)億美金的GDP（03年）。公用事業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)公共品：具有非競(jìng)爭(zhēng)性和非排他性非競(jìng)爭(zhēng)性：可以共享，消費(fèi)數(shù)量與消費(fèi)者無(wú)關(guān)。非排他性：不能將某個(gè)消費(fèi)者排除在外。準(zhǔn)公共品：具有非競(jìng)爭(zhēng)性或非排他性規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和外部性經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益（政治目標(biāo)）福利分析福利：效用或幸福度帕雷托最優(yōu)：增加效用不能以犧牲別人的幸福為代價(jià)社會(huì)福利函數(shù)羅爾斯和邊沁的福利函數(shù)二.電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)3.壟斷的經(jīng)濟(jì)管制現(xiàn)有兩種基本模式：美國(guó)模式：回報(bào)率管制企業(yè)收入＝成本＋投資回報(bào)率×投資回報(bào)率基數(shù)美國(guó)3－5年，壟斷和服務(wù)產(chǎn)品調(diào)整，申請(qǐng)、價(jià)格聽(tīng)證會(huì)，供求雙方和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，投資的確立（原始資本成本法、現(xiàn)行價(jià)格水平資產(chǎn)價(jià)值）二.電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)3.壟斷的經(jīng)濟(jì)管制現(xiàn)有兩種基本模式：英國(guó)模式：RPI-X——確定給定時(shí)期的平均價(jià)格，并允許每年根據(jù)通貨膨脹率（零售價(jià)格指數(shù)或RPI）減去電力企業(yè)生產(chǎn)效率增長(zhǎng)率（X）激勵(lì)，避免直接監(jiān)控成本

0.40元/kWh,4%,2%,…,?三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素1.電力的四個(gè)技術(shù)事實(shí):■事實(shí)1：電不能被儲(chǔ)存

季節(jié)、峰谷、電力在競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)中每小時(shí)電力躉售價(jià)格淡季一天之中高峰電價(jià)和低谷電價(jià)的變化一般約達(dá)到2：1，旺季達(dá)到10：1沒(méi)有庫(kù)存不能轉(zhuǎn)售（地點(diǎn)、時(shí)間）不能平抑價(jià)格波動(dòng)不能在流通環(huán)節(jié)投機(jī)三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素1.電力的四個(gè)技術(shù)事實(shí):事實(shí)2：電走電阻最小的路徑

流動(dòng)遵循基爾霍夫定律

并非合同路徑大用戶直供、雙邊交易金融關(guān)系與物理關(guān)系。不能區(qū)別是誰(shuí)發(fā)出的電，不可能有標(biāo)簽和任何差別三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素1.電力的四個(gè)技術(shù)事實(shí):事實(shí)3：電網(wǎng)電力傳輸互相影響，情況復(fù)雜

-系統(tǒng)高度關(guān)聯(lián)事故、連鎖反應(yīng)大面積停電振蕩、失壓和頻率變化美國(guó)03年8.14加州大停電：多條線路觸樹(shù)短路；引發(fā)大停電；影響5千萬(wàn)人口，美國(guó)8個(gè)州、加拿大2個(gè)?。惠旊娋嚯x5萬(wàn)4千公里；美國(guó)損失40－100億美元、加拿大23億美元；輸電網(wǎng)多家經(jīng)營(yíng)，缺乏協(xié)調(diào)。三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素1.電力的四個(gè)技術(shù)事實(shí):事實(shí)4：電以光速運(yùn)動(dòng)

實(shí)時(shí)平衡調(diào)頻三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素2.系統(tǒng)控制實(shí)際上電不同于其他日用品，需要短期協(xié)調(diào)。（這里短期協(xié)調(diào)是指日前、日中和實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)）。系統(tǒng)操作員必須能夠控制電廠。

不管發(fā)生了什么變化，系統(tǒng)調(diào)度員必須繼續(xù)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，必須告訴發(fā)電廠什么時(shí)候運(yùn)行，什么時(shí)候增減負(fù)荷，什么時(shí)候停機(jī)?！笆堑模壬??！澳阕屛疫@樣做，準(zhǔn)備給我什么補(bǔ)償”

三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素約束交易規(guī)則的電力的特殊特征特征

問(wèn)題

設(shè)計(jì)問(wèn)題

不能存儲(chǔ)

合同數(shù)量與使用量或出力不匹配

不平衡

最小阻抗的路徑

可能出現(xiàn)的過(guò)載

阻塞管理

網(wǎng)絡(luò)的相互作用備用、調(diào)峰、調(diào)頻和無(wú)功補(bǔ)償；頻率和電壓；

輔助服務(wù)

光的速度

系統(tǒng)調(diào)度員需要負(fù)責(zé)計(jì)劃和調(diào)度

三.電力工業(yè)特有的關(guān)鍵因素市場(chǎng)交易規(guī)則設(shè)計(jì)的四大支柱:不平衡量阻塞管理輔助服務(wù)計(jì)劃和調(diào)度四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論

1．負(fù)荷分類及特征1）按供電關(guān)系：直供用戶/非直供用戶/（躉售、轉(zhuǎn)供用）2）按電價(jià)：照明用戶、非工業(yè)、普通工業(yè)、大工業(yè)、農(nóng)業(yè)、躉售3）按供電電源：高壓用戶、低壓用戶、雙電源用戶、專線用戶4）按用電性質(zhì)：臨時(shí)用戶、季節(jié)性用戶、重要用戶5）按行業(yè)分：農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地質(zhì)勘探、建筑業(yè)、交通郵電、商業(yè)、城鄉(xiāng)生活、其它。四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論大用戶315或630KVA高耗能單位產(chǎn)品耗電量≥3000KWh/噸；耗電總成本比重≥40%；行業(yè)電解鋁；鐵合金；電石；燒堿；水泥；鋼鐵。四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論2.用電構(gòu)成：四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論地區(qū)年份工業(yè)商業(yè)居民華北地區(qū)200460.10%7.8%9.4%美國(guó)199437.4%28.1%34.3日本199447%21.9%28.6%四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論3.負(fù)荷曲線：

四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論4.表征負(fù)荷的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)峰谷差

=最高負(fù)荷-最小負(fù)荷最小負(fù)荷率

=XX期內(nèi)最小負(fù)荷/同時(shí)期內(nèi)最高負(fù)荷負(fù)荷率

=XX期內(nèi)平均負(fù)荷/同時(shí)期內(nèi)最高負(fù)荷最高負(fù)荷利用小時(shí)

=XX期發(fā)、供、用電量/同期發(fā)、供、用電量最高負(fù)荷四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論5.負(fù)荷影響因素分析：國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度；節(jié)假日；大用戶事故檢修；氣象；主要電弧爐、軋鋼機(jī)等開(kāi)停情況；經(jīng)濟(jì)形式等。四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論6．電力需求經(jīng)濟(jì)學(xué)理論及有關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)6.1．概述1）定義：E=Q變動(dòng)%/X變動(dòng)%2）分類：按影響因素分類:價(jià)格彈性（當(dāng)X＝P時(shí)）收入彈性（當(dāng)X=I時(shí)）交叉彈性（當(dāng)X＝PY時(shí)）

四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論6.2.需求價(jià)格彈性(PriceElasticityofDemand)（1）

類型：①EP=0（完全無(wú)彈性）；

②EP=∞（完全彈性）；

③EP>1（富有彈性或彈性需求）；

④EP=1（單位彈性）；

⑤EP<1（缺乏彈性或非彈性需求）四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論（注：1938年亨利.舒爾茲估算了美國(guó)某些商品的需求價(jià)格彈性。）四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論6.3.需求收入彈性(IncomeofElasticityofDemand)（1）

類型：

①EI<0（低檔貨）(InferiorGoods)；②EP=0；③0<EI<1（正常貨）(NormalGoods)；④EI=1；⑤EP>1（高檔貨）(SuperiorGoods).四、電力需求側(cè)---負(fù)荷理論（注：1970年，英