
點評:
加州電力工業(yè)改革歷程。
1996年9月以前,加州地區(qū)有三大電力公司,以及洛杉磯市水電部等市政公用事業(yè)部門。三個電力公司在各自獨立的區(qū)域內(nèi)壟斷,實行發(fā)電輸電配電一條龍服務(wù)。
1996年9月,加州立法機(jī)構(gòu)通過電力工業(yè)重組法案,目的是建立電力市場,打破壟斷,提高系統(tǒng)可靠性,促進(jìn)社會效益最大化。三大電力公司出售大多數(shù)發(fā)電廠,交出電網(wǎng)調(diào)度權(quán),每家發(fā)電公司的裝機(jī)容量不超過加州總裝機(jī)容量的10%。
1998年3月,加州電力交易中心CALPX(在加州能源危機(jī)后關(guān)閉,PX零售市場放開導(dǎo)致市場力被濫用,這是加州能源危機(jī)的導(dǎo)火索)和CAISO投運,前者負(fù)責(zé)前期能量交易,后者負(fù)責(zé)系統(tǒng)實時調(diào)度,獨立于市場參與者,且為非盈利組織。
1998年4月——2009年3月是加州電力市場的前期階段,沒有日前能量市場,只有堵塞管理市場、輔助服務(wù)市場、實時市場。這三種市場對中國來說相對比較簡單,可以先建立起來,成熟之后再建立日前能量市場。
2009.4至今是加州電力市場的現(xiàn)期階段,加入了日前能量市場。
2009年以后的加州電力市場,尤其是在日前和實時能量市場均存在的情況下,加州電網(wǎng)調(diào)度更加可靠,市場更加完善,價格也能夠尾隨一個運作良好的競爭模式,反映出生產(chǎn)成本和價格變化的普遍趨勢。
電力市場發(fā)展的路徑選擇。
中國電力市場建設(shè)的核心問題是交易模式的問題,即是選擇跟電力交易中心交易(“強(qiáng)電力庫模式”,由交易機(jī)構(gòu)代負(fù)荷方,例如用戶和售電公司,向發(fā)電商招標(biāo)采購電力的批發(fā)交易方式),還是選擇由發(fā)電和用戶/售電代理商進(jìn)行雙邊合同交易(“雙邊交易”)。
“強(qiáng)制性電力庫”中沒有雙邊合同,有的只是價差合同,也沒有中長期交易。電力交易中心作為買方招標(biāo)采購電力后,形成發(fā)電出清價,按滿足需求的最后一臺機(jī)組價格,再加系統(tǒng)加價后成為系統(tǒng)賣價,以此價格將電力賣給售電商或高壓用戶,因此強(qiáng)電力庫中沒有批發(fā)價競爭(這是澳洲模式)。
“雙邊交易”模式是一種“交易自由,責(zé)任自負(fù)”的電力批發(fā)交易方式,價格雙向競爭,由買、賣雙方共同決定,而合同執(zhí)行偏差導(dǎo)致系統(tǒng)不平衡的責(zé)任由交易者自行承擔(dān)。
美國電力市場采用“雙邊交易”模式。該模式下,美國對電力中長期交易有嚴(yán)格限制,必須確保將交易計劃轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H調(diào)度。以加州為例,每份交易合同必須落實到24小時或者48小時的負(fù)荷曲線上,而非國內(nèi)的月度或者年度考核,這一點國內(nèi)還有所欠缺。
在電力中長期交易方面加州走了不少彎路,在PX設(shè)計之初禁止電力中長期交易,所有企業(yè)只能在日前交易,而在關(guān)閉PX之后又禁止日前交易,而轉(zhuǎn)為100%電力中長期交易,這一情況直到2009年4月加州重新進(jìn)行市場設(shè)計之后得到改變,目前加州既有中長期交易(占比80%),又有日前市場(占比20%)。
從本質(zhì)上來說,日前市場和雙邊合同的功能是一樣的,都是為了系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定做準(zhǔn)備。因此,中國的電力市場建設(shè),正確的出發(fā)點和方法論是如何通過電力交易實現(xiàn)系統(tǒng)平衡。
加州電價改革的成功經(jīng)驗。
加州電力市場(前期)是區(qū)域電價體制。電力市場分為三個區(qū):NP15、ZP26和SP15,區(qū)域之間有輸電線路相連。85%的情況下區(qū)域之間的輸電線路沒有堵塞,三個區(qū)是同一個市場清理電價。當(dāng)區(qū)域之間發(fā)生堵塞時,每個區(qū)域有不同的市場清理價,價格優(yōu)先的交易機(jī)制導(dǎo)致一些機(jī)組以低價多報容量來牟利。例如墨西哥有兩臺機(jī)組加入了CAISO,通過加州和墨西哥之間的一條輸電線路參與市場交易,由于這是一條孤立的線路因此經(jīng)常會發(fā)生阻塞,此時需要進(jìn)行減負(fù)荷。墨西哥的兩臺機(jī)組利用這一特點在日前市場報一個高價和大容量,由于線路容量有限,因此會在實時市場發(fā)生線路阻塞,CAISO會對其進(jìn)行減負(fù)荷并給予相應(yīng)補(bǔ)償,此時機(jī)組再報一個負(fù)價來獲得補(bǔ)貼(CAISO規(guī)定不允許報負(fù)價后改為報一個極低的價格,依靠日前市場和實時市場的價差獲利),通過這種方式兩臺機(jī)組每年能獲利4000——5000萬美元,這一現(xiàn)象直到2009年后才得到遏制。
加州新的電力市場設(shè)計始于2002年,被稱為長期市場重新設(shè)計和技術(shù)更新計劃(MRTU),該計劃由三部分組成:集成前期市場(IFM)、完全網(wǎng)絡(luò)模型(FNM)和局部邊際電價(LMP)(節(jié)點電價)。LMP反映電網(wǎng)特定的節(jié)點上增加單位負(fù)荷所需要的供電成本。
LMP的作用為度量買賣電的價格及衡量阻塞費用。LMP受能量、堵塞和網(wǎng)損三部分影響,盡管理論上結(jié)算采用節(jié)點電價,但是實際過程中有三種形式:對發(fā)電機(jī)組的能量部分用節(jié)點電價進(jìn)行結(jié)算;負(fù)荷按某特定區(qū)域來進(jìn)行結(jié)算,其價格是該區(qū)域內(nèi)負(fù)荷節(jié)點電價的加權(quán)平均;輔助服務(wù)價格按區(qū)域進(jìn)行結(jié)算。
在節(jié)點電價體制下,加州電力市場(現(xiàn)期)能為市場各方提供正確的價格信號,導(dǎo)致批發(fā)電價有所下降,而輔助服務(wù)備用容量價格也從2008年的$0.74/MWh下降到2009年的$0.39/MWh,購買輔助服務(wù)備用容量的總成本只占批發(fā)能量總成本的1%。
可再生能源的整合拉動輔助服務(wù)市場發(fā)展。
2002年加州發(fā)布可再生能源比例標(biāo)準(zhǔn),要求到2010年加州的能源供應(yīng)20%來自于可再生能源。2008又提出到2020年加州的能源供應(yīng)33%來自可再生能源(以發(fā)電量為基礎(chǔ))。2015年,州議會進(jìn)一步調(diào)整計劃:到2030年,加州的能源供應(yīng)50%來自可再生能源。2015年,加州總發(fā)電裝機(jī)中,有25.05%為新能源裝機(jī),而這其中32.7%來自風(fēng)電裝機(jī)。
加州新能源發(fā)展計劃比較激進(jìn)和新能源的不穩(wěn)定性,對加州電力市場提出了新的挑戰(zhàn):
更大的機(jī)組爬坡能力(至少±80兆瓦/分),對輔助服務(wù)例如增加調(diào)節(jié)備用服務(wù)(將增加200——500兆瓦)、運行儲備和附加能量(需要額外的800多兆瓦的增量報價和1000多兆瓦的減量報價)等提出了更多的要求。
大量可再生能源的接入還增加了超額發(fā)電的機(jī)會。加州對風(fēng)電有很多照顧政策,由于對風(fēng)電的負(fù)荷預(yù)測無法非常準(zhǔn)確,對于風(fēng)電負(fù)荷的擔(dān)憂使得保障的備用容量偏多,而一旦當(dāng)日風(fēng)電發(fā)電負(fù)荷足額并網(wǎng),則發(fā)電端的負(fù)荷會由于備用容量多出導(dǎo)致能量市場不平衡,此時需要棄風(fēng)或者切機(jī),而CAISO對此進(jìn)行補(bǔ)貼,這部分的成本由社會承擔(dān)。而解決超額發(fā)電問題的最好方法是使用儲能裝置,從而解決可再生能源整合引起的“棄風(fēng)棄光”問題。能量存儲裝置還能參加輔助服務(wù)市場。
作為電網(wǎng)規(guī)劃者,要擴(kuò)展輸電基礎(chǔ)設(shè)施,簡化可再生能源發(fā)電審批流程。作為獨立系統(tǒng)運行者CASIO,安裝和利用更多的能量儲存裝置,引入需求反應(yīng)計劃,引入靈活的爬坡能力和容量作為新的輔助服務(wù)市場產(chǎn)品。
啟示:1、中國電力市場建設(shè)的核心問題是交易模式的問題,正確的出發(fā)點和方法論是如何通過電力交易實現(xiàn)系統(tǒng)平衡。
2、充分利用儲能技術(shù),引入靈活的爬坡能力和容量作為新的輔助服務(wù)市場產(chǎn)品,確保資源的高效利用。
風(fēng)險提示:電力體制改革進(jìn)展不及預(yù)期;政策支持不到位等系統(tǒng)性風(fēng)險;分布式光伏等新領(lǐng)域的發(fā)展低于預(yù)期。