深度文章｜电力市场设计的目标、约束、环境及关键内容

④结算方式。按上述定价方式计算买卖双方的支出或收入，可能会造成市场盈余、无法保证全成本回收等问题，需要通过另外的结算机制解决。

市场盈余。一些定价机制下，所有买方支付的总费用等于所有卖方得到的总费用，市场总的收支平衡。比如表中的模式1，所有买方、卖方都按MCP定价，市场收支是平衡的。但在另外一些机制下，可能存在市场盈余。比如，模式2下，买卖双方都按PAB方法定价，考虑到买方的报价一定不低于卖方报价，市场将产生正的市场盈余。模式4下，卖方按报价定价，买方按MCP定价，也将产生正的市场盈余。对这些情况，市场规则中需要规定相应的结算机制，对市场盈余进行分配。可以将市场盈余分配到相应交易的买卖双方，也可以将多个时段、多个市场的盈余累加到一起按相关规则进行分配。

全成本回收。市场中的定价机制需要满足的一个基本条件是：卖方的出清价不低于报价，买方的出清价不高于其报价。在简单系统中，这个条件是一定满足的。但在出清中包含非线性、非凸约束的情况下，该条件在一些情况下可能不满足。因此需要通过“全成本回收”机制进行补偿。简单的说，就是在原来的出清价基础上增加一个补偿价格，使总价格不低于报价。

如果卖方是多部制报价，定价机制的条件变为：卖方的总收入不低于总报价成本，买方的总支出不高于报价收益。比如，某市场规定发电需要申报启停成本、空载成本和微增成本。市场出清后，如果按“出清价*出清量”得到的总收入小于总成本：“启停成本+空载成本+微增成本”，则将差额部分进行补偿。很多现货市场中这种机制，一般按小时出清，但按日进行全成本的补偿。

【讨论】在不考虑市场主体的策略的动态变化时，不同的结算的方式会直接影响社会福利的分配。比如，发电按报价结算、用户按平均价结算的方法下，相对发电和用户全部按照统一出清价结算的方式，发电的收入会减少。但市场是一个动态变化的过程，市场主体的策略会根据规则变化。从长期看，考虑市场主体策略的动态变化，但不考虑市场力的影响，不同结算机制下的市场均衡结果一致[28]。实际很难达到完全的均衡，但是良好的结算方式能够提供有效、直观的市场信息，从而减少电力市场在达到均衡前的交易成本、加快市场的均衡速度。

【对电力市场一些特殊问题的处理机制的讨论】

考虑到电力的实时平衡和输电阻塞的技术特性，交易规则的设计还有机组组合、阻塞管理等关键问题。

简单的说，机组组合是确定机组启停的问题。机组组合可以由电网或市场运营机构集中统一安排，也可以由市场主体自分散式行决定。两种方式各有优劣：集中式方法容易保证电网对系统的把控和系统安全的实现，可以实现整体的优化，安全风险小；存在的问题是优化模型复杂、定价方法存在非凸性问题产生高设计成本，不透明、不易监管。分散式方法交易规则、出清、结算简单，不存在非凸性问题，但较难保证市场个体决策的最优性，带来的安全风险大。两种方法没有绝对的优劣，需要根据具体情况选择。当前的很多电力市场都允许两种组合方式同时存在，即混合式市场：整体上采取集中统一进行机组组合的方式，但允许机组选择采取自调度/自启停的方式[32]。

阻塞管理反映在出清和结算两个方面。前面一节已经对无约束和有约束两种出清方式进行了比较，实际上就是对应两种阻塞管理的方式[29]：事前阻塞管理和事后阻塞管理。事后阻塞管理需要两次出清：无约束出清和有约束出清，事前阻塞管理仅需要进行一次有约束出清。阻塞管理机制的最根本的区别是结算机制的不同。在事后阻塞管理中，对无约束出清电力按无约束出清价格结算，而对由于阻塞上调、下调的电力按报价或上调、下调的统一价结算。在事前阻塞管理中，所有的发电或负荷按所在节点的报价结算。其本质区别，如前所述，是对电网使用权的定义的不同，相关机制的选择需要与输电定价机制相协调[27]。

3.4 市场监管

市场监管是保证电力市场平稳、高效运行不可缺的环节，属于相关政府或监管机构的责任。市场监管不是一个独立的部分，相关规则、参数的选择与市场结构与环境及相关市场交易体系的设计密切相关。从可靠性要求和市场力控制两方面进行讨论。

（1）可靠性要求

这里所说的可靠性是广义的角度，与系统安全、可靠相关的各种规定，包括直接与可靠性相关的规定，如短期可靠性、长期可靠性和价格稳定性，也可是为了实现可靠性的一些具体的要求，如关于各种备用的要求[1]、黑启动的要求、电压要求等。

从一般商品的角度看，可靠性要求实际上是从用户角度对产品质量的一种要求。对电力来说，由于用户缺乏弹性，特别是在实时缺乏弹性，而与供电相关的质量、安全问题又会有很大的社会影响，一般由一个代表全体用户利益的机构来设定相关的标准。相关标准的制定相当于影响了需求的特性（如需求水平、需求弹性等）——市场环境的一部分，进而会影响系统的成本、价格。比如，备用水平的设置，过高的备用水平可能会带来过剩的发电投资，使得电力系统供需水平大于资源最优值，进而增加系统成本，而过低的备用水平又可能增加停电损失，造成大的事故，进而引发社会问题。

（2）市场力监测和防范

市场力监测和防范是保证市场运行效率、公平的重要方式。发电环节是寡头竞争型的市场结构，加上输电环节阻塞的技术特性，一些发电企业具有操纵市场价格的能力。因此，发电企业的市场力需要被监测，并受到一定程度的控制。

市场力的监测首先要定义市场力的监测标准：比如，发电企业行使市场力的报价特征。市场的基本理论是边际成本报价，其中的边际成本是指边际机会成本，不仅仅反映其自身的燃料、人力成本，还与系统的整体供需形势有关。在系统供大于求的情况下，边际成本主要反映短期生产成本；而在系统供不应求的情况下，边际成本还可以包括稀缺成本（反映用户的停电损失），发电企业可以获得短期成本之外超额的利润，从而可以积累资金进行新的投资。

市场力的控制包括事前、事中和事后的方法。事前主要侧重于市场结构方面。可以通过企业重组、拆分等降低市场集中度，电力市场的相关指标包括HHI、关键供应商指数、剩余供应指数等。对拆分后仍然具有较大市场份额的企业，也可以通过强制性合同的方式限制其市场力。比如新加坡推出的限定合同（vesting contact），强制前三大电厂签订一定比例的固定电价、固定电量的限定合同，这样消除了发电企业通过持留发电容量来推高现货市场价格的动机[30]，从而减少发电侧在短期市场中的单边市场力[31]。

事中的控制方法主要是对报价的控制。最常用的方法是设置价格帽。但价格帽的设定要考虑市场的具体情况。过低的价格帽从短期来看可以限制价格波动，达到“降低电价”的路径目标，但长期来看不合理的价格帽可能会导致发电成本无法收回，从而造成未来的容量不足的安全风险[33]。若为了减少价格波动风险而降低价格帽，那么市场设计需要考虑增设容量市场或采取价格增量、提高能源市场价格上限等方式，以保证发电投资成本的回收。以美国为例，美国东部电力市场（如PJM）具有容量市场，报价价格上限为$1000/MWh，而没有容量市场的ERCOT电力市场价格上限为$9000/MWh[34]。

事后的控制方法包括事后评估、可疑事件调查等。事先需要对企业相关行为的标准、规范做出清晰的表述，以在事后评估、调度、认定时作为依据。比如，欧盟对所有市场成员有一整套行为规范，包括开放的道德标准、有关市场诚信的具体规定、关于透明度和信息披露的规定等，与相关的市场规则一起对市场成员的行为进行规范[9]。

4总结与启示

如前所述，电力市场设计必须明确电力市场改革的目标与约束，并在设计中权衡不同目标之间的关系。具体的设计需要充分考虑各种市场环境对市场设计的影响，同时市场设计也会反作用于市场环境。改革目标、市场环境与电力市场设计之间的关系如图1所示。蓝色虚线箭头表示市场设计对改革目标的影响，黑色实线表示市场环境与市场目标的相互影响。圆圈表示总体市场目标及约束，白底矩形框表示市场设计的具体元素，绿底矩形框表示市场环境的具体元素。

图1电力市场设计与电力市场改革目标和市场环境的关系

1）市场目标总的来说，电力市场设计的目标包括效率和公平两大方面，效率可以分为短期与长期，还可以包括安全、环保等约束类目标。还可以将目标分为终极目标和路径类目标，电力市场设计中对路径类目标需要特别关注，及时根据相关环境的变化而进行调整。当前我国需要特别注意的一些路径类目标包括：可再生能源比例、降低电价、发用电计划放开等。各地要根据具体情况确定这些目标的具体实施办法和条件，尽量避免或减小对长期、终极目标的不利影响。特别的，是要考虑相关短期目标对电力系统长期的容量充裕度的影响。2）市场环境市场环境是影响市场竞争情况、价格的非常重要的因素。从市场设计的角度，市场环境是系统固有的参数，可以看为一种约束。但是，通过一些监管方式可以间接减小市场环境的不利影响。我国电力市场中要特别关注的一些市场环境问题包括：当前供大于求的供需形势、发电的集中度、改革前电价结构情况、相关法律法规的不健全、整体经济意识的不足等。3）市场体系设计产品的设计包括两个大的方面：一个是产品的粒度，包括空间的粒度和时间的粒度，主要是需要进行成本效益的分析和比较；另外一个方面是多个具有耦合关系的产品之间关系的设计，如多市场还是多产品，联合出清还是序列出清等，主要需要考虑不同产品的供给/需求之间的耦合成都及联合出清的复杂度。这方面的设计主要影响市场的效率，在我国电力市场改革初期，可以采取一些简单的方案。交易组织方式的选择一方面考虑尽量降低市场成员的交易成本，另一方面考虑尽量增加市场的流动性。市场在准入、交易顺序等方面的一些规定可以改变社会福利的分配，一般会降低社会的总福利，我国电力市场改革中要特别关注这方面规定的影响。定价/结算机制的选择一方面需要考虑价格信号的有效性，另一方面考虑实现相关价格信号的成本。另外，价格信号的效果需要考虑系统的动态性。电力市场设计中的一些特殊问题包括机组组合、输电定价和阻塞管理等，这些问题的一个关键是相关权利和义务的定义。在我国电力市场设计中需要特别注意的一个问题是历史权利和义务，搁浅成本的处理。4)监管体系需要尽快建立、完善电力市场监管体系。我国监管中需要特别注意的问题包括：信息披露制度的完善；价格上下限的设置及市场力监测中对长期投资成本的考虑；规划、成本监审体制的改革。