電力市場結(jié)構(gòu)及其運(yùn)營模式課件

第三章電力市場結(jié)構(gòu)及其運(yùn)營模式第一節(jié)引言第二節(jié)電力工業(yè)重構(gòu)產(chǎn)生的新實(shí)體及其應(yīng)用組合第三節(jié)英國的電力市場第四節(jié)美國的電力市場第五節(jié)澳大利亞的電力市場

第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場第七節(jié)我國電力市場的建設(shè)與實(shí)施1第一節(jié)引言不同國家電力市場的運(yùn)營模式可以歸納為兩大類：①發(fā)、供、用電沿用垂直一體化管理，只是進(jìn)行有

限和局部的改革。采用這種模式的國家有法國、日

本、印度、蘇格蘭、巴基斯坦，以及美國的一些州。②發(fā)、供、用電環(huán)節(jié)解除或放松管制。采用這種市場模式的國家和地區(qū)有英國、美國加州、新西蘭、澳大利亞、挪威、阿根廷、秘魯、智利等。2第一節(jié)引言各國電力市場的結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)：電價改革是關(guān)鍵。規(guī)模效益日漸消失。發(fā)電側(cè)首先引入競爭，現(xiàn)貨與合同交易并舉。供電領(lǐng)域逐步開放，先從大用戶再到所有用戶均可自由選擇供電商。輸電網(wǎng)壟斷經(jīng)營，挖掘和發(fā)揮其自然壟斷的潛力。用經(jīng)濟(jì)和法律手段管理市場，避免簡單命令式的調(diào)度方式。實(shí)施有限但嚴(yán)格的監(jiān)管。3第二節(jié) 電力工業(yè)重構(gòu)產(chǎn)生的新實(shí)體及其應(yīng)用組合新實(shí)體包括：發(fā)電商G（Generator）；發(fā)電經(jīng)紀(jì)商PM（Power

Marketer）；3）電能交易中心PX（Power

Exchange）；4）獨(dú)立系統(tǒng)操作員ISO（Independent

System

Operator）；5）輔助服務(wù)供應(yīng)商AS（Ancillary

Service

Provider）；電網(wǎng)擁有者GC（Grid

Company）；計劃協(xié)調(diào)者SC（Scheduling

Coordinator）；8）零售商R（Retail

Service

Provider）；9)

配電商D（Distribution

Service

Provide）。4第二節(jié) 電力工業(yè)重構(gòu)產(chǎn)生的新實(shí)體及其應(yīng)用組合

圖3-1

各種實(shí)體在電力市場中的位置5第二節(jié) 電力工業(yè)重構(gòu)產(chǎn)生的新實(shí)體及其應(yīng)用組合不同國家應(yīng)用這些實(shí)體的組合方式有很大差別。其典型應(yīng)用情況如下：英國Power

Pool模式。美國PJM電力市場。美國加州電力市場。挪威電力市場。6第二節(jié) 電力工業(yè)重構(gòu)產(chǎn)生的新實(shí)體及其應(yīng)用組合在競爭性的電力市場中，各個實(shí)體對軟件的具體要求可歸納為：1）GC：需要高水平的規(guī)劃和分析工具，潮流及穩(wěn)定分析軟件。2

）

PX

： 帶安全約束的

UC

程序，交易評估及軟件，電子公告發(fā)布與信息交互處理系統(tǒng)。ISO：預(yù)調(diào)度和實(shí)時調(diào)度軟件，OPF，預(yù)想事故分析，輔助服務(wù)交易軟件。SC：系統(tǒng)優(yōu)化軟件，市場評估與合同優(yōu)化，投標(biāo)策略和計量軟件7第三節(jié) 英國的電力市場裝機(jī)容量（萬kW）年發(fā)電量（億kWh）最高負(fù)荷（萬kW）英格蘭和威爾士6200—5000蘇格蘭電網(wǎng)969—585北愛爾蘭電網(wǎng)230—152合計7400337956318表3-1

2000年英國電力工業(yè)的現(xiàn)狀第三節(jié) 英國的電力市場一、改革前的基本情況1989年以前，電力由國家經(jīng)營，為公有制。二、第一階段的電力市場改革改革背景改革后的電力市場結(jié)構(gòu)電力市場的交易方式電力市場的運(yùn)作時序、定價過程及電費(fèi)結(jié)算9第三節(jié) 英國的電力市場二、第一階段的電力市場改革2.改革后的電力市場結(jié)構(gòu)（1）發(fā)電側(cè)。將原有中央發(fā)電局（CEGB）重構(gòu)為四部分：國家電力公司（NP），核電公司（NE）。國家電網(wǎng)公司（NGC）國家發(fā)電公司（PG），配電側(cè)。用戶開放。市場監(jiān)管。電力庫（Pool）。10第三節(jié) 英國的電力市場二2.、第一階段的電力市場改革改革后的電力市場結(jié)構(gòu)11第三節(jié) 英國的電力市場二3、第一階段的電力市場改革.電力市場的交易方式12第三節(jié) 英國的電力市場費(fèi)二4.結(jié)（、第一階段的電力市場改革電力市場的運(yùn)作時序、定價過程及電算1）市場運(yùn)作時序。13第三節(jié) 英國的電力市場二、第一階段的電力市場改革4.電力市場的運(yùn)作時序、定價過程及電費(fèi)結(jié)算（2）定價過程。①每天發(fā)電商申報發(fā)電價格和可用容量；②負(fù)荷預(yù)測；”③

排序，安排

“

無約束發(fā)電計劃schedule），滿足負(fù)荷和備用需要；④計算電力庫的購電價格PPP（Pool

Purchase

Price）；⑤計算電力庫的銷售電價PSP（Pool

Sale

Price）；⑥計算終端銷售電價。14第三節(jié) 英國的電力市場二、第一階段的電力市場改革4.電力市場的運(yùn)作時序、定價過程及電費(fèi)結(jié)算（2）定價過程?！綪PP的計算公式】(3-1)SMP——System

Marginal

Price，系統(tǒng)邊際運(yùn)行電價（電量電價），英鎊/kWh。CE——基本電價（容量電價），英鎊/kWh(3-2)LOLP：Loss

of

load

probability，容量不足概率，由電網(wǎng)公司計算。VOLL：Value

of

lost

load，停電損失值，每年由政府確定一次。15第三節(jié) 英國的電力市場二、第一階段的電力市場改革4.電力市場的運(yùn)作時序、定價過程及電費(fèi)結(jié)算（2）定價過程。〖實(shí)際算例〗1991年3月21日，01：00～01：30時段的SMP=￡27.58/MWh，LOLP=0.0002，VOLL=￡2000/MWh。則：PPP=

SMP＋LOLP*（VOLL－SMP）=27.58＋0.394

=27.974

（￡/MWh）16第三節(jié) 英國的電力市場二、第一階段的電力市場改革4.電力市場的運(yùn)作時序、定價過程及電費(fèi)結(jié)算（2）定價過程。【PSP的計算公式】式中UPLIFT為附加費(fèi)或稱上浮電價，反映輸電成本的提升量，需另行計算和考核。【最終銷售電價】最終銷售電價= PSP＋網(wǎng)損校正17第三節(jié) 英國的電力市場二、第一階段的電力市場改革序號運(yùn)行情況性質(zhì) 電費(fèi)結(jié)算統(tǒng)調(diào)機(jī)組提供容量，已實(shí)際運(yùn)行4.電1力市列入場無的約運(yùn)束調(diào)作度時計序劃，、定價計劃過程及電費(fèi)結(jié)算PPP=SMP+CE2（3）發(fā)統(tǒng)電調(diào)商機(jī)的組提電供費(fèi)容結(jié)量，算已。列入無約束調(diào)度計劃，但未運(yùn)行調(diào)節(jié)備用（PPP-報價），即利潤損失3調(diào)節(jié)發(fā)電報價+容量費(fèi)4統(tǒng)調(diào)機(jī)組提供容量，但

未列入無約束調(diào)度計劃，實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)調(diào)機(jī)組提供容量，但未列入無約束調(diào)度計劃，實(shí)際未運(yùn)行停備容量費(fèi)表3-2

發(fā)電商所得電費(fèi)的結(jié)算規(guī)則18第三節(jié) 英國的電力市場三、第二階段的電力市場改革1.Pool模式存在的問題NGC的職能過于集中。缺少物理合同，價格易變。對用戶開放緩慢。發(fā)電競爭者數(shù)量較少，發(fā)電公司可以操縱市場。由于利潤空間受到限制，投資向海外轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)有交易機(jī)制復(fù)雜、有缺陷。19第三節(jié) 英國的電力市場三、第二階段的電力市場改革2.英國電力市場的新模式新模式最突出的特點(diǎn)是：細(xì)化市場，引入新的市場體系。削減NGC的功能。新的機(jī)制下，NGC只負(fù)責(zé)平衡市場。開放各類市場，擴(kuò)大用戶參與。20第三節(jié) 英國的電力市場三、第二階段的電力市場改革3.平衡市場的機(jī)制及其運(yùn)作過程平衡市場的目的與實(shí)質(zhì)。設(shè)計平衡市場的原則。平衡市場的結(jié)算。21第四節(jié)美國的電力市場22第四節(jié)美國的電力市場一、加州電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其監(jiān)管體系圖3-5

加州電力系統(tǒng)運(yùn)行和監(jiān)管范圍示意圖23第四節(jié)美國的電力市場一、加州電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其監(jiān)管體系加州電力系統(tǒng)主要由以下五個機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)管：加州能源委員會CEC（California

EnergyCommission）。加州環(huán)境資源管理局ARB（Air

Resources

Board）加州能源監(jiān)察局EOB（Energy

Oversight

Board）加州公用事業(yè)委員會PUC（Public

UtilitiesCommission）負(fù)責(zé)配電側(cè)和負(fù)荷側(cè)的管理。聯(lián)邦能源管制委員會FERC（Federal

EnergyRegulation

Commission）。24第四節(jié)美國的電力市場二、加州電力市場的模式之爭1994年提出了兩種存在巨大差別的市場模式：“Poolco Model”——電力庫模式“Bilateral

Market Model”——雙邊市場模式25第四節(jié)美國的電力市場二、加州電力市場的模式之爭對電力庫模式的批評集中在：

1）壟斷2）系統(tǒng)復(fù)雜、昂貴。

3）唯一的現(xiàn)貨市場（Spot market）。4）CFD差價合同的市場特性比較模糊。5）優(yōu)化排序調(diào)度的結(jié)果可能導(dǎo)致高電價。26第四節(jié)美國的電力市場二、加州電力市場的模式之爭對雙邊市場模式的批評則集中在：

1）模糊（Vague），透明性差。商品的合同流向與物理流向不一致。缺乏價格發(fā)現(xiàn)機(jī)制。產(chǎn)生市場進(jìn)入壁壘。在現(xiàn)貨和實(shí)時市場中不存在。27第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能圖3-6 加州電力市場的主要實(shí)體28第四節(jié)美國的電力市場三、加（一）電力公司合計住宅商業(yè)工業(yè)其他州1.

S電outh力ern

C市alifo場rnia

及各EdisonCo實(shí)體7,105的職2,7772,726能1,52676電2.力Paci公fic

G司as

a與nd

發(fā)電Electric

Co公司7,0322,8913,138931723.

Los

Angeles

Deptof

Wtr

&

Pwr2,0746661,156215374.

San

Diego

Gas

&Electric

Co1,52063764323385.SacramentoMunicipal

Util

Dist711338633045總計18,4437,3107,7273,209198占公司銷售額的百分?jǐn)?shù)9092938355表3-4

按年銷售額排名的前5家電力公司（百萬元）29第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能發(fā)電廠能源所屬公司(MW)使用 凈裝機(jī)容量 運(yùn)行年限Canyon（一1.

）電Dia力blo

公司核與能發(fā)電PG

公&E司Co2,16013核能2.

San

Onofre

SCE

Co2,150153.

AESAlamitosLLC天然氣AESSouthlandLLC2,031424.Pittsburg天然氣PG&E

Co2,022445.Haynes天然氣Los

AngelesCity1,57036表3-5

加州最大的5家發(fā)電廠30第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能（二）電網(wǎng)公司（GC）電網(wǎng)公司擁有加州75%的骨干輸電網(wǎng)絡(luò)，覆蓋加州面積的3/4，規(guī)模居美國第二和世界第五。其任務(wù)是輸電規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行和收取過網(wǎng)費(fèi)。31第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能（三）計劃協(xié)調(diào)員（SC）協(xié)調(diào)員的職責(zé)是：）負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和安排發(fā)電調(diào)度、輸電通道預(yù)留、為市場成員提供相應(yīng)容量的電能。）提交負(fù)荷預(yù)測結(jié)果及用戶委托的次日或下一小時的交易計劃（含網(wǎng)損調(diào)整）。提供輔助服務(wù)支持。負(fù)責(zé)支付ISO的費(fèi)用以及與其它SC間的交易結(jié)算。32第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能（四）CalPX其任務(wù)是：進(jìn)行次日短期、超短期負(fù)荷預(yù)測。根據(jù)成員報價確定市場清算價MCP（Marketclearing price），制定可行的提前（次日或下一小時）交易計劃，并管理提前市場。提交減輕或消除網(wǎng)絡(luò)擁塞的電能調(diào)整量報價。負(fù)責(zé)雙邊市場和期貨交易。

5）市場結(jié)算（Clearing）或清算（Settlement）。6）市場信息的管理。33第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能（五）CaISOCal-ISO的主要職能有：1）系統(tǒng)調(diào)度、保持發(fā)供電實(shí)時平衡和系統(tǒng)安全。2

）執(zhí)行PX

制訂的現(xiàn)貨市場（日前市場、當(dāng)日市場和1小時提前市場）交易計劃。協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)可用傳輸容量ATC的使用，負(fù)責(zé)擁堵管理。根據(jù)SC和PX提交的預(yù)測計劃，對輔助服務(wù)實(shí)行單一競價拍賣，安排和運(yùn)行交易計劃。34第四節(jié)美國的電力市場三、加州電力市場及各實(shí)體的職能（六）配電公司（UDC）配電公司的主要職責(zé)是：通過SC或PX批發(fā)電量，向用戶供電。提供本地輸配電服務(wù)，為用戶供電。負(fù)責(zé)電能計量、收取電費(fèi)和輸配電費(fèi)用。（七）用戶（八）電力服務(wù)提供商35第四節(jié)美國的電力市場四、加州電力市場的交易通道與機(jī)構(gòu)間的協(xié)調(diào)1.

加州電力市場的交易通道36第四節(jié)美國的電力市場四2.、加州電力市場的交易通道與機(jī)構(gòu)間的協(xié)調(diào)PX與ISO之間的協(xié)調(diào)37第四節(jié)美國的電力市場38五、加州電力危機(jī)的根源與啟示自2000年夏到2001年上半年，加州出現(xiàn)了嚴(yán)重的電力危機(jī)，其表現(xiàn)為：?FERC頒布緊急令。②ISO頻繁宣布能源警報，并經(jīng)常大面積實(shí)施輪流斷電。③2001年1月30日PX宣布停牌交易，終止日前市場和當(dāng)日市場的運(yùn)營。④從2001年3月起大幅度提高電價，以彌補(bǔ)巨大的躉售和零售電費(fèi)差額，試圖啟用壟斷條件下的解決方式挽救電力公司的破產(chǎn)。⑤2001年4月6日PG&E和SCE正式申請破產(chǎn)保護(hù)。第四節(jié)美國的電力市場五、加州電力危機(jī)的根源與啟示加州電力危機(jī)的主要根源在于：負(fù)荷急劇增加，但備用容量不足。電力設(shè)施利用率過高，調(diào)節(jié)裕度太小。一次能源價格持續(xù)飚升，使發(fā)電和購電成本迅速上升。AB1890法案凸現(xiàn)其潛在的負(fù)面影響。39第四節(jié)美國的電力市場五、加州電力危機(jī)的根源與啟示加州電力危機(jī)給我們的啟示：僅靠競爭不能解決電力市場的所有問題，如能源短缺、環(huán)境保護(hù)等。監(jiān)管機(jī)制要靈敏和靈活。重視系統(tǒng)規(guī)劃、鼓勵中長期電源和電網(wǎng)投資。重視區(qū)域電力市場的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)籌配置。40第五節(jié)澳大利亞的電力市場一、電力市場的構(gòu)成41第五節(jié)澳大利亞的電力市場二、電力市場的貿(mào)易零售貿(mào)易批發(fā)貿(mào)易實(shí)時貿(mào)易與合同貿(mào)易42第五節(jié)澳大利亞的電力市場二212、電力市場的貿(mào)易.批發(fā)貿(mào)易批發(fā)貿(mào)易必須經(jīng)過電力庫，它有兩種表現(xiàn)形式：）長期雙邊合同（期貨）。）短期提前市場。短期提前交易市場的報價和貿(mào)易43第五節(jié)澳大利亞的電力市場三、電費(fèi)結(jié)算【電費(fèi)結(jié)算實(shí)例】某用戶，總需求110

MW，與某發(fā)電廠簽訂了長期雙邊物理合同，合同電量80

MW，價格＄50/MWh；另外以短期提前合同的形式，從現(xiàn)貨市場購買10

MW電力，價格為＄40/MWh。44第五節(jié)澳大利亞的電力市場三、電費(fèi)結(jié)算設(shè)某時段該發(fā)電廠的實(shí)際出力為150

MW，則各主體的電費(fèi)帳單為：交易中心：付給電廠（150-80）×30=＄2100從用戶收取：（20×30+10×40）=＄1000差額：＄2100-＄1000=-＄1100用戶：付給市場＄1000付給電廠80×50=＄4000總支出＄4000+＄1000=＄5000電廠：營業(yè)額＄4000+＄2100=＄610045第五節(jié)澳大利亞的電力市場三、電費(fèi)結(jié)算電費(fèi)結(jié)算的資金流向46第五節(jié)澳大利亞的電力市場四、輸電費(fèi)用在進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算時，需要考慮以下兩種情況：若網(wǎng)間功率交換出現(xiàn)擁堵，則需考慮堵塞費(fèi)用。若電網(wǎng)未能滿足用戶的要求，則交易中心應(yīng)對用戶給予經(jīng)濟(jì)上的補(bǔ)償。47第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場一、挪威電力工業(yè)的現(xiàn)狀挪威發(fā)電量的99.7%是水電。2000年，挪威政府準(zhǔn)備上馬新的能源發(fā)電項(xiàng)目，如天然氣發(fā)電等。挪威中央電網(wǎng)的電壓等級為300～420

kV，區(qū)域電網(wǎng)的電壓等級為220、154、110、66

kV，配電網(wǎng)的電壓等級為22～0.22

kV挪威的電力系統(tǒng)與瑞典有AC聯(lián)絡(luò)線，北部通過220

kV和132kVAC線路與芬蘭和前蘇聯(lián)連接，南面有3條海底UHV電纜線路與丹麥相連，構(gòu)成了世界上覆蓋國家最多的電力市場--北歐電力市場。1991年，挪威頒布新能源法，要求輸電網(wǎng)開放。改革后的市場格局為：國家能源聯(lián)合公司擁有30%的發(fā)電容量，市政擁有55%，私人擁有15%；國家電網(wǎng)公司重組為電力市場公司和國家控制中心兩部分，擁有全國80%的輸電主網(wǎng)；其他電力公司約100家，配電公司110家。48第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場二、挪威電力市場的種類1.市場種類

日前市場。周市場。

調(diào)節(jié)市場。對外貿(mào)易。49第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場三、輸電價格挪威的輸電服務(wù)實(shí)行點(diǎn)費(fèi)率（Point

rate）制度。其內(nèi)涵是：輸電費(fèi)由功率注入或流出點(diǎn)的位置決定。不同地點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)），輸電價格不同。50第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場四、聯(lián)合運(yùn)行、控制及支持服務(wù)聯(lián)合運(yùn)行與控制網(wǎng)絡(luò)潮流不越限。頻率偏差在限值之內(nèi)（500.1Hz）。與臨國按協(xié)議交換電量，聯(lián)絡(luò)線路的ACE在允許范圍之內(nèi)。電力市場的“系統(tǒng)支持服務(wù)”安全支持服務(wù)與運(yùn)行方式有關(guān)的支持服務(wù)強(qiáng)制型服務(wù)。51第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場五、聯(lián)合電力交易所1、挪威--瑞典聯(lián)合電力交易所的建立挪威和瑞典兩國有很長的邊境線和許多聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)，最大可交換功率達(dá)270萬千瓦。1996年，挪威國家電網(wǎng)公司與瑞典斯文斯卡國家電網(wǎng)公司聯(lián)合建立了“挪威--瑞典聯(lián)合電力交易所”。后來，挪威國家電網(wǎng)公司和瑞典斯文斯卡國家電網(wǎng)公司簽約，給斯文斯卡50%的挪威電網(wǎng)公司電力市場的股份，并將交易公司更名為“諾特勃爾--北歐電力交易所”。首府設(shè)在奧斯陸，在斯德哥爾摩有服務(wù)處。挪威參與者在奧斯陸交易，瑞典參與者在斯德哥爾摩交易。交易貨幣為挪威克郎和瑞典克郎，貨幣兌換完全有保證。52第六節(jié)挪威與瑞典的電力市場五、聯(lián)合電力交易所2、現(xiàn)貨市場的運(yùn)作每天上午，參與者遞交他們第二天（0點(diǎn)～0點(diǎn)）每小時的買賣投標(biāo)，建立買賣曲線，其交匯處就是成交電價和交易電量。中午關(guān)閉市場。下午14：00前，交易所通知參與者第