深度文章 | 适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践-北极星售电网

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摘要：不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网，中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点，故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异。首先，从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制；然后在此基础上，提出适应四川现货市场机制的功能架构，以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处；最后，结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议。

（来源：电力系统自动化作者：路轶胡晓静孙毅张传成代宇涵肖畅邓扶摇蔡帜）

0 引言

随着《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》［1］及其配套文件的出台，拉开了中国新一轮深化电力体制改革的序幕。按照《国家发展改革委办公厅国家能源局综合司关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》［2］要求，选择南方（以广东起步）、蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等 8 个地区作为中国电力体制改革综合试点单位，进一步加快推动了电力市场体系改革建设。

试点省份结合各自网源特色、市场基础条件等开展各自市场建设［3-13］，但不同于广东、浙江、山东、蒙西等试点单位以火电为主的能源特点，四川能源结构以水电为主［14］。截至 2019 年底，四川水电电力消纳量为 199.1 TW·h，占本省全社会用电量的比重高达 75.5%［15］。在实际运行中，水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架输电安全约束多、流域梯级关系耦合复杂、各市场主体竞争能力差异大等［16-18］给四川电力现货市场建设带来了巨大挑战。

水电作为中国第二大常规能源，在国内电力系统格局中占有极其重要的地位。通常情况下，国内以火电为主的电力现货市场中，水电不参与集中竞价或报零价参与市场。对于水电占比高的地区，其上下流域关系、水电耦合复杂约束等使得这些处理方式不再适用。国外水电资源丰富的地区如巴西［19-23］、北欧［24-26］在水电参与市场方面各有特点。巴西电力市场由中长期市场和短期市场构成，中长期合同交易基本覆盖了全电力需求，短期市场实现的是水力资源经济调度，短期市场不报价，价格也不由竞争确定，而是每周提前计算下周不同区域、峰平谷时段的电价水平，因此巴西短期市场并不是严格意义上的电力现货市场，这在一定程度上限制了市场主体自主性和交易灵活性。得益于挪威水电具有优良的调节性能及北欧各国资源互济协调需求等，北欧电力市场并没有针对水电、火电等不同成本机组同台竞价进行特殊处理，水电机组可通过“低储高发”和“丰蓄枯补”获益。同时，北欧金融市场已相对成熟，可有效管理来水不确定性风险。但四川水电以径流式为主及送端省份定位、市场成熟度一般等市场建设环境与挪威不同，不适于直接应用北欧电力市场模式。因此，巴西、北欧水电参与市场方式在一定程度上为中国高水电占比市场建设提供了参考，但仍需结合中国的实际情况，积极稳妥地推进水电大省的市场建设。

为此，作为全国首批电力现货市场建设试点省份中唯一的水电大省，四川省以国家电力市场改革方针政策为纲领，从实际情况出发，结合自身能源特色，借鉴其他试点省份建设思路，构建了水电大省现货市场样本，是国内首个采用丰枯分期电力现货市场建设模式的试点省份。2019 年 6 月 20 日，四川电力现货市场启动模拟试运行，标志着水电大省电力市场化改革又迈出了坚实的一步。

本文结合四川源网特点，重点说明适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异的电力现货市场机制设计，以及适应四川现货市场机制的功能架构和四川电力现货市场的特色之处，并结合四川电力现货市场建设及运行实践提出了若干建议，为后续具有类似特点的水电富余省份推进电力现货市场建设提供了有益参考。

1 四川电网主要特点

不同于其他水电规模占比较小的省份，四川高水电占比网源结构呈现出其独有的特点。

1 水电装机占比高

截至 2019 年 12 月底，四川电网统调直调装机容量为 59.14 GW ，其中水电装机 41.92 GW，占比达 70.9%。四川水电以日调节和径流式为主，调节性能较差，年调节及以上水电站水电装机仅 3.32 GW，占比不足 8%。风电、光伏、生物质等优先发电，燃煤火电全年大部分时间保持最小开机方式、最小出力运行，电力电量平衡任务主要由水电厂承担。在实际运行中，来水预测困难、流域梯级水力关系复杂，成为困扰发电调度的主要矛盾之一。

2 丰枯水期发电差异大

四川电网枯期各流域来水不足，最枯水期时来水仅占丰水期的约 1/3，水电站发电能力直接受制于来水量和上游水库电站出力，应按照节能调度原则根据来水量发电（不弃水）。丰水期各流域来水充足，水电发电能力较强，在当前供大于求矛盾突出、水电消纳空间有限被迫大量弃水的情况下，应按照公开、公平、公正的“三公”调度原则根据电量指标（包括优先和市场电量）安排发电。

3 网架安全约束多

四川电网网架薄弱，“强直弱交”稳定特性突出，主网架“大而不强、大而不优”特征显著，交直流电网耦合特性复杂，水电通道运行能力与区外开机、断面限制因素紧密耦合，在实时运行中控制断面多、控制难度大。水电通道外送需求与通道输电能力不足的矛盾突出，重要通道及断面长期大功率运行。 2019 年丰水期，康甘、攀西等水电通道送出存在不同程度受限，整体受阻约 6.80 GW，水电通道内的电厂参与市场受到较大限制。

4 发电调度策略分散

按照消纳范围不同，四川并网发电厂由国家电网有限公司五级调度机构和地方电网调度机构分别行使调度管辖权。跨省消纳的大型电站由国家电力调度控制中心（简称国调中心）、国家电网有限公司西南分部负责调度，省内消纳的电厂由省调负责调度，地区内消纳的电厂由地县调（含地方电网调度机构）负责调度。在实际运行中，跨省消纳电厂按国家计划发电，地区内消纳电厂按照本地用电需求发电，全省消纳电厂参与省内中长期市场运营，按发电指标发电，并按“预招标月平衡”方式处理偏差。

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联系人：乔老师手机/微信：13383650417

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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