深度文章｜电力市场设计的目标、约束、环境及关键内容

2.2 市场结构

这里的市场结构是一种广义的定义：指电力行业不同区域、不同环节的资产、业务之间的关系，包括所有权关系、运营权关系、财务关系、人事关系等方面，可以从垂直和水平两个维度进行分析。

垂直结构指发、输、配、售四个环节的资产和业务之间的关系。传统垂直一体化的电力工业体制下，发、输、配、售四个环节一般属于同一个电力公司。市场环境下，最基本的要求一般是电网运营权的分离。其他环节的分离、组合可以有多种方式[19]。

水平结构指电力系统各环节在不同地理范围、不同区域的所有权、运营权等方面的关系。市场集中度、HHI等是描述水平结构一些指标[25]。

电力市场改革一般首先以强制改变相关的产业结构开始，主要目标有两个方面：垂直上打破一体化企业的垄断，在某些环节引入竞争；水平上取消、减弱市场的分割，形成更大的市场。在具体产业结构改革的形式上，不同国家、地区有很大不同，还需要考虑相关政治、社会的约束，以及相关环节的规模经济特性、范围经济特性。

我国电力市场改革中在结构重组方面面临的一个挑战是：市场化改革的目标如何与国企改革等目标相协调，通过如何的市场设计适应我国特有的产业结构。

2.3 社会环境

这里的社会环境，包括电力市场改革面临经济环境、政策环境、法律环境等。

电力既是基本的生产资料，也是基本的生活资料，电力的相关价格、政策常常受到各类经济社会背景的影响，电力市场改革方案需要考虑改革前后福利分配的变化。

1）不同地区电价的差异。电力市场设计首先需要考虑的一个社会问题是，不同位置的用户电价是否不同。欧洲之所以采用分区定价的方法，其最重要的一个原因是，欧洲的政治制度使得在一个国家或地区内采用不同的电价不被民众接受。

2）改革前后福利的变化。改革前后电价体系有较大变化，容易不被社会接受，或者会引起一些社会问题。一般电力市场改革会设置过渡区，例如搁浅成本的处理[26]。对我国电力市场改革来说，目前该方面面临的问题包括：如何解决改革后供大于求引起的电价大幅降低的情况，如何处理对改革后燃煤机组、燃气机组等发电量、利润等分配的变化，以及如何处理省间交易造成的不同省份之间利益的变化。

3）整体市场环境及理念。电力市场相关机制的设计，必须考虑相关国家、地区整体市场的环境和相关的理念。电力市场整体上是一种分散决策机制，但在一些具体的环节还是有很多可选择的方案。比如，机组组合是采用集中优化还是分散优化；电网的监管采用成本加成方法还是最高上限法；调度和交易是否由一个机构负责等。整体上来说，欧洲电力市场更强调分散、自由决策，而美国电力市场中集中优化的成分更大。

3电力市场设计内容

电力市场是一个复杂的体系，其设计包括产品体系、交易体系、交易规则和市场监管等不同的方面。市场设计一方面要考虑改革的目标，另一方面必须结合所在地区的市场环境特点。

3.1 产品体系设计

电力市场中交易的产品可以按功能、时间尺度、空间尺度等不同的方式分类，不同产品可以分别形成独立的市场进行交易（多市场），也可以在一个耦合的市场中同时对多个产品进行交易（多产品）。需要对产品的类型、产品市场之间的关系等进行设计。

（1）产品类型

从功能上分类，电力产品包括电能量、辅助服务、输电服务、配电服务、容量等。市场设计中需要考虑多种产品市场之间的关系。比如，电能量和辅助服务可以采取序列出清（多市场）或联合出清（多产品）的方式，输电权可以采取与能量市场独立的显示拍卖模式（多市场）或者和能量市场一起出清的隐式拍卖模式（多产品）[36]。采用多市场模式还是多产品模式，取决于产品之间供给、需求的耦合程度，以及联合出清的效益。

（2）时间和空间粒度

按产品的空间尺度，电力产品可以按节点、区域划分，也可不做空间划分，认为全系统所有位置提供、使用的产品或服务是相同的产品。按时间尺度，电力产品可以按照年度、月度、季度、天、小时、15分钟等进行时段划分，认为不同时段的电力是不同的产品。

我国当前的中长期电力市场与现货市场的主要区别为：当前的中长期市场的交易产品时间上以月为单位（一个月为一个交易时段），空间上以省为单位；而现货市场下，产品的时间粒度细化到小时，空间粒度细化到节点。

产品的设计主要影响市场的效率。在不考虑交易成本的情况下，产品设计越精细，也就是电力交易品种越多、划分空间和时间粒度越小，理论上市场的效率会越高。然而，产品设计得越精细，市场成员的交易策略会越复杂；交易产品的空间粒度、时间粒度划分的越小，市场信息需求越大，结算内容越多，交易系统越复杂。这会提高市场成员的获取信息和进行决策的交易成本,进而阻碍电力市场的充分竞争。

交易产品的设计需要考虑市场面临的技术特性。比如，在发电分布较均衡、输电网建设完善的情况下，电能在不同位置的价值基本相同，不需要过于精细地划分交易产品的空间粒度；在发电调节能力强，负荷波动不大的情况下，不需要过细的划分交易产品的时间粒度。反之，如果系统网架薄弱，阻塞严重，基于位置的信号非常重要，市场设计的空间粒度需要较细；系统灵活调节能力不足、负荷波动大，市场中需要有能精细反映时间特性的产品。

3.2 交易体系设计

交易体系对市场主体达成交易的方式进行设计，包括交易形成的地点和方式、交易时间与频次等方面。

（1）交易地点/方式

按交易形成的地点，电力市场交易组织方式可以分为场内交易和场外交易[1]。场内交易是交易双方通过一个统一的交易场所并按照一定的规则进行的标准化交易方式，场外交易是相对场外交易而言，没有标准化的约束，交易双方直接自主协商确定的交易方式，可以自行组织集中交易，也可以进行分散的双边交易。场内交易和场外交易各有其优势：场外交易对产品、价格、交割方式等条款的定义比较灵活，可以实现一些个性化的交易；场内交易产品标准化，交易流动性大，价格透明，交易成本低。具体采用哪种交易方式，由市场主体自行选择。电力市场中，涉及到平衡、安全等的一些产品、交易必须集中进行。例如，实时的电能量市场需要保证整体系统的供需平衡和网络约束，必须在一个集中的机构中进行。

（2）交易时间与频次

对场外交易，交易双方可以自由选择时间签订。对场内交易，需要统一规定交易的时间、频次。比如，每年进行一次的年度交易，每月进行一次的月度交易，每日进行一次的日前交易，连续进行的日内交易等。不同类型的交易可以在不同的交易机构进行。一般将日前及日以内的交易市场称为现货交市场，更长的交易包括月度、年度市场等称为中长期市场。需要注意的是，这里的中长期市场与在前述：“交易产品/市场”的“时间和空间粒度”中定义的中长期市场不是一个概念，是从不同的角度考虑的。上一节的中长期市场，即我国当前大多数省份进行的中长期市场，主要是从产品的定义角度的，强调产品是按月计量的电量。而本节的“中长期市场”强调的是在离产品的交割期较远的时候进行的交易。为了方便区分，可以将本节的中长期市场称为远期市场（Forward market）。

现货市场可以包括日前市场、日内市场及实时市场（平衡市场），不同地区和国家有不同的组织形式，比如：单一实时市场（澳大利亚）、日前市场+实时市场、日前市场+日内市场+平衡市场等。

（3）市场准入/优先政策

市场的基本原则是技术中立[1][14]，即在市场交易中不对不同的生产技术类型进行区别对待，而仅由产品的成本、价格、服务质量等决定交易结果。但实际市场中会经常有一些基于市场主体的技术类型、地理区域、商业类型等的优先或限制政策，进而对市场会产生一定的影响。主要原因可以分为两类：1）为了考虑外部性而设的优惠或限制政策；2）为了保证某部分市场主体的利益而设立的交易顺序或限制。比如，在各国广泛存在的对可再生能源的优先上网政策，就是一种基于市场主体类型的规则。这种规则可以保证可再生能源全额消纳、提高可再生能源比例等目标，但是在一些情况下，可能并不利于节能、减排的环保类终极目标[17]。我国电力市场中，一些省份有省内用户优先交易的规则，其实是电力送出省份对省内用户的一种保护措施，可以降低市场范围扩大对省内用户的不利影响，但同时也会降低省内发电企业的福利。另外一些省份的直接交易规则中，根据环保等特性设定了不同的发电、用电企业的交易顺序，同样会造成不同市场主体类型之间福利分配的变化。这些对市场主体的优先或限制政策保护了特定主体的公平，但是在一定程度上限制了交易的效率。

对考虑外部性而制定的相关政策、规则，需要结合当时的技术、经济条件评估合适的优先政策，尽量减小对价格的扭曲、对市场效率的影响，对考虑个体主体福利而制定的相关政策、规则，需要考虑相关政策的政治、经济条件，逐渐减小相关政策的影响范围。

3.3 交易规则设计

对集中组织的每个市场（场内交易），包括年度市场、月度市场、日前市场、实时市场，都需要确定报价、出清、定价、结算等方面的规则，这是电力市场设计的最核心、最复杂的环节。

①报价方式。即买、卖双方分别如何报价，包括在什么时候报价（关闸时间）、包括哪些部分（如“一部制能量价格”、“启停+空载+微增三部制”）。

②出清方式。主要关注各市场成员成交量如何确定。市场出清从数学上是一个最优化问题，不同出清方式的主要区别是约束的不同。按是否考虑网络约束可以分为无约束出清和有约束出清；按远期交易是否物理执行分为全电量出清和增量电量（远期交易作为物理约束）出清[32]。

无约束/有约束出清。最终实时市场的出清一定是考虑网络约束的，但在实时市场前的年度、月度、日前、日间等市场中，可以是有约束出清，也可以是无约束出清。如果市场有具有结算义务的无约束出清，意味着市场主体有无（网络）约束交易的权利，其与有约束的本质差别是对电网使用权利的不同[27]。

如果远期交易是有结算意义的无约束出清，则现货市场应该是增量出清；如果远期交易是没有结算义务的纯金融的差价合约，现货市场应该是全电量出清。

③定价方式。定价环节确定各交易方的成交价，包括统一边际出清价（Marginal Clearing Price，MCP）、报价（Pay as bid，PAB）、撮合价、平均价等。买卖双方可以按相同的机制定价，也可以按不同的机制定价[7]。