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1欧洲电力现货市场建设进展
欧洲电力现货市场的发展核心在于实现更大市场范围内的资源优化配置,建立欧洲统一电力市场,实现多个国家电力市场的耦合和大范围的能量互济。为此,欧洲在市场协调、交易耦合、市场分区等方面进行了有效的探索。另外,欧洲还在积极探索容量充裕性机制和配电网侧主体参与市场的机制,以应对高比例可再生能源的挑战。
截至2019年,欧洲已实现26个国家日前市场耦合[8]和22个国家日内市场耦合[9],日前跨区交易电量约为450 TW·h[10],日内跨区交易电量约为26 TW·h[11]。与此同时,欧洲可再生能源装机容量达到574 GW,占总装机容量比例约为50%,发电量达到1.3 PW·h,超过总发电量的1/3[12]。
1.1欧洲统一电力市场的建设
欧洲统一电力市场由中长期交易和现货市场构成,其中现货市场是欧洲统一电力市场的核心环节,它又分为日前市场和日内市场[13]。日前市场采用统一出清的方式,在潮流上可完成跨区传输,在定价上可实现跨价区耦合。日前市场的统一出清模型内嵌了跨区输电权的隐式拍卖,实现了能量和输电权的联合优化,通过将跨区容量分配给社会福利最大的交易来增进市场效率[14]。日内市场的成交量较小,建设初期主要采用“连续撮合、先到先得”的交易方式。实时平衡市场不属于统一市场的环节,在各国范围内独立组织。
在运营管理上,欧洲统一电力市场由欧洲能源监管者联盟(European union agency for thecooperation of energy regulators,ACER)监管[15],由欧洲输电网运营商联盟(European network oftransmission system operators for electricity,ENTSO-E)进行市场运行和电网调度上的协同[16],由欧洲电力交易中心(European power exchange,EPEX)等交易机构完成日前和日内市场的出清[8-9],由各国输电网运营商(transmission system operator,TSO)负责组织实时平衡市场和电网调度。
在统一市场出清计算方面,欧洲统一市场中的中西欧区域(Central-Western Europe,CWE)开始用潮流耦合模型(flow-based model)取代可用传输容量(available transfer capacity,ATC模型,并计划于2021年推进到整个欧洲大陆核心区域[17]和北欧区域[18]。新模型能够更精细地考虑区域内电网的物理参数,提高资源优化配置的效率。为了确保跨区交易成交量,ENTSO-E要求各国至少将物理最大跨区传输容量的70%用作跨区交易,其余30%用作备用容量与区内电力交易等[19]。
在分区定价模式方面,以往除了北欧、意大利之外,其他国家和地区大多以国家行政边界为价区[20],这会带来2个方面的问题。一方面,价区面积过大,无法反映区域之内的电能空间价值差异,降低了资源优化配置效率;另一方面,价格分区与电网拓扑不一致,跨区交易后区内阻塞多,需要实时再平衡,增加了计算负担。目前,欧洲市场正在推进价区的拆分,并根据长期的电网阻塞情况来重新划定价区,以提升经济效率[21]在2018年,德国-奥地利价区已经被拆为2个价区,面积较大的瑞典被拆分为4个价区[22]。当前,欧洲共有39个价区,2019年的日前市场价格从37.7欧元/(MW·h)到63.8欧元/(MW·h)不等,各价区的示意图如图1所示[11]。需要说明的是,图1中仅给出数值,单位均是欧元/(MW·h)。
1.2计容量充裕性机制的设计
容量充裕性机制指,在能量支付以外,根据机组的可用容量给予发电机组额外支付。它作为现货市场的重要配套,在欧洲得到了格外关注。2019年,欧洲市场内的容量费用为39亿欧元,在爱尔兰,单位电量的容量费用高达日前市场能量价格的24.0%,在英国、法国、德国这一比例分别为9.0%、8.8%、5.0%[11]。
欧洲各国在容量充裕性机制上有不同的思路[23]。英国、意大利等建设了集中式容量市场,由容量拍卖确定容量补偿的单位价格;西班牙、希腊等则采用了固定价格的容量补偿;德国、瑞典等采用了战略备用方法,即在市场化机组之外保留一部分机组(一般为老旧待退役机组),给予其部分容量支付,保证在电力稀缺状态下的容量可用性;法国则将容量义务分散式地分配给各用电主体,要求其通过购买或自建完成容量义务;荷兰、罗马尼亚等国家尚未采用容量充裕性机制。各国采用的容量充裕性机制如图2所示[11]。
1.3配电网侧资源参与市场的推动方式
电力系统的发展使配电网侧资源参与市场的需求进一步放大。一方面,智能电表和自动终端装置的应用使用户侧拥有了灵活响应价格的能力;另一方面,高比例分布式资源(包含分布式光伏、储能等)使用户从单纯的消费者转为产消者,可以与电网双向互动。推动配电网侧资源参与市场,能充分挖掘它们的响应潜力,帮助平抑可再生能源的波动性。
欧洲电力市场主要通过3个方面的改革,帮助用户更好地参与市场[24]。第一,完善信息披露制度,积极发布市场数据,减少信息不对称;第二,加强零售市场竞争,引入动态价格机制,赋予用户自由选择售电公司和聚合商的权利;第三,加强用户数据的保护,减少用户对隐私泄露的担忧。此外,欧洲还出台相关政策,产消者自用电量不用支付网络服务费和系统运营费,这激励产消者安装分布式资源,并通过自发自用减少电费。
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