中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著電力市場化改革的不斷深化，我國已形成了廠網(wǎng)分離、競價(jià)上網(wǎng)和售電側(cè)競爭的市場格局。然而，受限于電力基礎(chǔ)設(shè)施條件、省間市場分隔和市場機(jī)制設(shè)計(jì)等一系列原因，目前電力市場體系中仍然存在著由輸電限制、電力實(shí)時(shí)平衡需求和市場結(jié)構(gòu)等因素引起的市場力行使行為。隨著可再生能源裝機(jī)比例的不斷提高，可再生能源的間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性不僅使得電力負(fù)荷和輸電阻塞信息也變得更加難以預(yù)測，還給電力市場出清過程帶來了額外的運(yùn)行約束。這些因素都將使得各類市場主體能夠采取更多策略行使市場力。在此背景下，我們從市場力產(chǎn)生的本質(zhì)出發(fā)，探討在可再生能源占比較高的電力市場中出現(xiàn)的新問題，并提出改進(jìn)現(xiàn)有市場力緩解機(jī)制的建議。
1 市場力的來源與緩解機(jī)制的必要性
電力市場中的市場力源于發(fā)電計(jì)劃與實(shí)時(shí)運(yùn)行約束之間的差異，這導(dǎo)致系統(tǒng)需要進(jìn)行“再調(diào)度”。無論是區(qū)域市場設(shè)計(jì)（zonal pricing market）還是節(jié)點(diǎn)市場設(shè)計(jì)（locational marginal pricing market），在制定日前發(fā)電計(jì)劃時(shí)，都難以充分考慮到實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)定價(jià)區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)約束和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行約束。因此，只能由系統(tǒng)運(yùn)營商通過“再調(diào)度”來實(shí)現(xiàn)真實(shí)約束下各定價(jià)區(qū)域內(nèi)電量的實(shí)時(shí)平衡。再調(diào)度的過程必然會(huì)增加或減少開機(jī)機(jī)組的數(shù)量，或增減在線機(jī)組的發(fā)電量。當(dāng)某些發(fā)電機(jī)組因系統(tǒng)約束或運(yùn)行約束而必須開機(jī)或增加發(fā)電量時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)營商不得不接受發(fā)電商報(bào)出的高價(jià)，買入發(fā)電計(jì)劃中不足的電量；而當(dāng)某些發(fā)電機(jī)組因約束必須停機(jī)或減少發(fā)電量時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)營商不得不接受發(fā)電商報(bào)出的低價(jià)，賣出在發(fā)電計(jì)劃中但無法實(shí)現(xiàn)的電量。節(jié)點(diǎn)市場設(shè)計(jì)與區(qū)域市場設(shè)計(jì)的不同之處在于，當(dāng)機(jī)組的報(bào)價(jià)違反了節(jié)點(diǎn)日前市場清算機(jī)制中的約束時(shí)，其報(bào)價(jià)將不會(huì)被接受。但只要輸電網(wǎng)絡(luò)約束和運(yùn)行約束無法被精確預(yù)測，關(guān)鍵發(fā)電商仍有能力行使市場力，最終降低電力市場的運(yùn)行效率。
為此，電力市場設(shè)計(jì)者采取了各種機(jī)制。其中，比較直接的方式是對發(fā)電商的報(bào)價(jià)設(shè)置上下限。然而，這種做法并未改變發(fā)電商行使市場力的動(dòng)機(jī)和能力，只是起到降低其影響程度的作用。另外，有些區(qū)域市場采取了基于成本的“再調(diào)度”程序，即基于核定的發(fā)電成本對“再調(diào)度”的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)償。然而，由于核定成本與發(fā)電機(jī)組的真實(shí)（機(jī)會(huì)）成本存在差異，這種做法仍可能扭曲市場主體的決策。例如，監(jiān)管機(jī)構(gòu)難以準(zhǔn)確核定儲(chǔ)能等新型市場主體每次充放電的機(jī)會(huì)成本。此外，如果采取基于報(bào)價(jià)的市場化“再調(diào)度”，則可在市場出清規(guī)則中引入市場力緩解機(jī)制：一旦認(rèn)定某些機(jī)組面臨無效競爭時(shí)，則可對其報(bào)價(jià)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整處理（一般用核定的競爭性參考價(jià)格替代）。
2 高比例風(fēng)光下市場力緩解：問題與挑戰(zhàn)
可再生能源發(fā)電對電力行業(yè)的低碳化和滿足不斷增長的能源需求至關(guān)重要。隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的成熟和支持性政策的推動(dòng)，世界各國近年來加速部署可再生能源，其發(fā)電的優(yōu)勢在于低邊際成本和無碳排放。然而，高比例可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，使得靈活性資源有了更多跨市場或跨期行使市場力的機(jī)會(huì)。此外，新型電力資源如風(fēng)光儲(chǔ)能也可能行使市場力，而傳統(tǒng)的市場力緩解機(jī)制難以直接適用于這些新情況和新主體，給市場規(guī)制帶來了新的挑戰(zhàn)。
多市場的市場力行使
在儲(chǔ)能和需求響應(yīng)等靈活性資源尚未廣泛應(yīng)用的情況下，為了應(yīng)對高比例風(fēng)光電力系統(tǒng)帶來的更高程度的不確定性（隨機(jī)性），傳統(tǒng)火電廠需要更頻繁地調(diào)整其發(fā)電量，以滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的各項(xiàng)需求。在這種情況下，傳統(tǒng)火電在備用市場和輔助服務(wù)市場中處于壟斷地位?；痣姲l(fā)電商可能通過在能量市場上“誤報(bào)”技術(shù)參數(shù)，如最低穩(wěn)定發(fā)電限制、最小啟停時(shí)間和爬坡率等，來影響其他市場對其服務(wù)的需求，從而最大化其在電能量市場、備用市場和輔助服務(wù)市場上的總收益。顯然，目前針對電能量市場的市場力緩解機(jī)制無法解決這一問題，因此需要引入多市場的市場力緩解機(jī)制，并加強(qiáng)對運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控。
跨期市場力行使
傳統(tǒng)上，部分發(fā)電商也可利用系統(tǒng)的運(yùn)行約束進(jìn)行跨期市場力行使。隨著高比例可再生能源發(fā)電的增加，這一問題將變得更加嚴(yán)重。舉例來說，在以光伏為主的電力市場中，太陽能電站在日落后無法繼續(xù)發(fā)電，導(dǎo)致系統(tǒng)需要迅速增加發(fā)電量，因而對于具備快速調(diào)整能力的靈活性發(fā)電資源的需求急劇增加。然而，由于可調(diào)度資源的稀缺性和運(yùn)行約束，系統(tǒng)運(yùn)營商在進(jìn)行“再調(diào)度”時(shí)面臨復(fù)雜的考量。他們必須確保機(jī)組在滿足運(yùn)行和安全約束的同時(shí)，又考慮機(jī)組組合成本（commitment cost）。在這種情況下，一些發(fā)電商根據(jù)其市場地位和發(fā)電類型，通過調(diào)整不同時(shí)段的啟動(dòng)報(bào)價(jià)、最低運(yùn)行收益和電量報(bào)價(jià)，以確保在日落后被調(diào)用，從而提高全時(shí)段收入。
為解決這一問題，美國加州電力系統(tǒng)運(yùn)營商（CAISO）采取了一系列措施：1. 限制此類機(jī)組的報(bào)價(jià)。目前CAISO要求其報(bào)價(jià)不能高于CAISO對機(jī)組啟動(dòng)和最低運(yùn)行水平燃料成本估算的125%；2.跨期市場力評估。自2011年起，CAISO引入動(dòng)態(tài)競爭路徑評估（Dynamic Competitive Path Assessment，DCPA）機(jī)制，確定電力市場競爭狀況，從而決定是否啟動(dòng)相應(yīng)的市場力緩解機(jī)制，對一些發(fā)電商的報(bào)價(jià)進(jìn)行調(diào)整。
新市場主體的市場力行使與緩解
隨著儲(chǔ)能等新市場主體的涌現(xiàn)，它們的市場力行使行為也引起了監(jiān)管部門的關(guān)注。傳統(tǒng)的市場力緩解機(jī)制中基于核定成本的報(bào)價(jià)調(diào)整并不適用于儲(chǔ)能等新市場主體。以儲(chǔ)能為例，其充放電決策取決于其機(jī)會(huì)成本，即為了買賣電量而放棄次優(yōu)選擇的價(jià)值。顯然，儲(chǔ)能在決定如何利用其有限的充放電能力時(shí)需要權(quán)衡未來期望收益，并根據(jù)其存儲(chǔ)和釋放電能的能力來優(yōu)化其在多個(gè)時(shí)段的報(bào)價(jià)行為。此時(shí)，若儲(chǔ)能企業(yè)被判定具有市場力時(shí)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)基于其特定時(shí)段的機(jī)會(huì)成本設(shè)定合理的競爭性參考價(jià)格。為此，監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要收集環(huán)境、技術(shù)等一系列與發(fā)電資源運(yùn)行特性相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，并將其納入市場力緩解機(jī)制的考量之中。目前，CAISO和PJM已經(jīng)開始更深入地考慮儲(chǔ)能等新市場主體的市場力緩解問題。PJM在其最新的《成本發(fā)展指南（Cost Development Guidelines）》中討論了如何基于天然氣和電力的遠(yuǎn)期價(jià)格量化包括儲(chǔ)能在內(nèi)的發(fā)電資源的機(jī)會(huì)成本。
