华南理工大学陈皓勇：研究建立适应新形势的电价形成机制

改革开放以来，我国电价形成机制经历了一系列的变革与探索，先后实行了“还本付息电价”“燃运加价”“经营期电价”“容量电价”等多项电价政策，对扭转我国长期存在的缺电局面，支持国民经济持续快速增长，促进电力企业加强管理、提高效率起到了积极作用。随着可再生能源大规模并网、占比超过传统能源，当前电价机制面临哪些挑战？应做哪些设计？结合这些问题，中能传媒记者采访了华南理工大学电力经济与电力市场研究所所长陈皓勇。

中能传媒：在构建全国统一电力市场的过程中，电价机制面临哪些挑战？应如何应对？

陈皓勇：在构建全国统一电力市场的过程中，我国省间、省内市场协同特征愈发明显，电力平衡格局已从分省分区就地平衡向全网统一平衡转化。2020年，从国家电网经营区省间外送外购交易情况来看，有27个省向省外送电，26个省从省外购电，部分省的省间交易电量规模已超过1000亿千瓦时。“双碳”目标下，随着新能源快速发展、火电利用小时数下降，高比例新能源出力的随机性和波动性频繁影响着各省电力供需形势，加大了全网电力平衡难度，给电网运行带来前所未有的挑战。因此，迫切需要设计有效的省间电力市场交易和价格形成机制，以“保供应、促转型”作为市场设计的主旋律，通过市场化方式匹配省间电力盈余和缺口，充分适应新能源占比不断提升的电力系统，保障电网安全稳定运行。

同时，我国幅员辽阔，各地区要素水平和资源禀赋差异很大。若在差异显著的区域建立完全自由竞争的统一电力市场，在市场机制作用下，其结果是经济欠发达、电价水平相对较低的地区拥有的电力资源流向经济较发达、电价水平相对较高的地区，欠发达地区的电价将被抬高，而且可能失去使用电力资源的权利；发达地区则可能利用其电价较高、购买力较强的优势，不仅通过市场机制与欠发达地区争夺资源，而且自身电价水平也趋于降低。很明显，这种结果有悖公平原则和区域协调发展战略。此外，由于电厂类型、投资运行时间不同所带来的发电成本差异也可能导致不公平竞争。

应对不同地区购售电主体市场竞争力差异的基本原则，是在公平的基础上引入“适度竞争”。有专家提出的基于国际贸易理念（或关税原理）的电力市场竞争机制，从原理上能较好处理不同地区用户、不同成本电厂的公平竞争问题，值得进一步深入研究。

中能传媒：电价政策如何平衡传统能源与新能源之间的关系？怎样的电价机制更适合大规模消纳新能源？

陈皓勇：“双碳”目标下的电力系统面临电源结构的重大调整，其内容包括淘汰和改造现有化石能源发电机组、新建配备CCUS（碳捕获、利用与封存）装置的高效率低排放化石能源发电机组，以及提高清洁能源（特别是风、光等可再生能源）装机占比等。由于“双碳”目标下的电力系统包括高比例的风电、光伏发电在内的多种可再生能源，出力具有极强的不确定性，在进行规划、运行决策时要确保系统的发电资源能适应各种风力、光伏出力场景。此外，还应维持系统备用、调频能力、惯性水平、安全稳定裕度等以确保电力系统安全可靠运行，并有足够的灵活性资源提供调峰和各种辅助服务。这些问题都给电价政策和电力市场设计带来重大挑战。

随着高比例、间歇式可再生能源的接入，电力市场面临着更新换代。传统的基于实时电价理论的电力批发市场设计忽略了电能生产和消费的时间连续性这个十分重要的特征，也无法根据功率的时间动态特性分辨不同品质的电能商品并进行合理定价。在这种定价方式下，由于光伏、风电近零边际成本的特点，使得市场出清价格降低，甚至出现负值，将传统火电、核电从以边际成本为准的竞价交易中挤出，导致火电、核电难以生存，造成电源结构失衡，并降低电力系统的安全性和灵活性。与此同时，光伏和风电的随机性、波动性给电力系统的运行和控制带来重大挑战，对系统灵活性的需求急剧增加，因此需要为灵活性资源提供足够的经济激励。在“双碳”目标下，设计正确体现不同品质电能价值的新市场机制十分关键。

电能价值（或成本）分析是电力经济与电力市场的核心基础理论，而且是由计划经济模式通往市场经济模式的一个桥梁。电价不但影响电力工业本身的健康发展和电力资源的优化配置，而且影响到全社会各行各业的发展和人民群众生活水平的提高。在计划经济模式下，最理想的电价水平应等于电能的真实价值。在市场经济模式下，市场电价应围绕电能真实价值上下波动。价格与价值相匹配是一个良性运作的市场的基本要求，在新能源大规模接入的背景下，电能除了容量价值、电量价值，还具有灵活性、安全性和弹性等多种不同的价值，其分析和研究需要建立在对新型电力系统运行特性深入认识的基础上并紧密结合相关经济学理论而开展。由此可见，适合新型电力系统的电价形成机制和市场交易机制应建立在电能价值分析的基础之上。

中能传媒：要适应“电从身边取”和“电从远方来”，需要在电价形成机制方面做哪些不同设计？

陈皓勇：电力系统的一个基本特征是电力供需必须实时平衡，这对电力市场的设计提出了特殊要求。因此，电力市场需要具备快速响应的现货交易机制（包括日前、日内和实时市场等），以适应电力生产和消费的即时变化和确保电网稳定运行，现货市场设计与电力系统的调度运行模式密切相关。传统电力系统都是采用自上而下的统一调度模式，这种模式反映了电力系统规划、运行的集中化特征。在这种调度模式中，电力的生产、传输和分配是由调度控制中心通过一个集中的调度系统来管理的。与之相适应，传统电力现货市场也是在各级电力交易中心采取集中交易的方式进行。

随着可再生能源在电力系统中的比重逐渐增加，这些能源的随机性、间歇性和波动性给电力系统运行带来新的挑战。电力市场需要适应这些特性，通过灵活的交易机制、需求响应和储能等手段来消纳和利用这些能源。分布式能源的发展改变了电力系统的形态，由传统的集中式发电转向更加分散和去中心化的结构，形成“电从远方来”和“电从身边取”并存的局面。电力市场也需要创新，例如通过端对端交易、虚拟电厂等方式，以便让这些小规模且分布广泛的资源有效参与市场交易。

电力市场形态与电力系统结构形态之间的密切关联要求市场设计者和运营者深入理解电力系统的运行机制和发展趋势，以便设计出既能促进经济效益最大化，又能保证电力系统安全、稳定运行的市场交易机制和电价形成机制。针对新型电力系统海量分布式资源参与交易的场景，集中式交易市场难以承载大规模、随机、高并发的交易请求，这对中心化交易系统要求极高且难以实现。因此，可考虑引入基于区块链等技术的端对端交易模式和聚合商等新型市场主体。

需研究建立含多聚合商的分布式交易市场模式。根据分布式资源的调峰、调频、调压、备用、阻塞消除等辅助服务和电能量交易等不同交易品种的需求，研究多聚合商的集中式、分散式、分布式模式相结合，包含多种交易机制的分布式交易市场模式，多聚合商之间、聚合商内部资源之间相互协调的分布式交易市场。

需研究建立聚合商内分布式资源的点对点交易机制。针对分布式交易频次高、主体多元的特点，基于博弈论、机制设计理论、行为经济学等理论，研究分布式资源协调互补的点对点交易机制。综合电网容量、线路阻塞、电气距离等网络参数与交易主体、交易场景相适应的过网费动态计算方法，保障交易效率与激励相容性，合理分摊运行成本。

需研究建立多聚合商参与电力市场的交易方式。根据电力系统运行状况及电能量、辅助服务等市场交易需求，研究多聚合商参与电能量与辅助服务市场等交易机制与策略。研究考虑碳市场影响的聚合商参与电力市场交易策略，探索分布式资源的电—碳协同机制。考虑碳排放因素，实现多聚合商参与电力市场的经济最优，底层分布式交易与顶层集中式交易的整体协调，提升多方参与者的整体社会福利，保障激励相容性。

在新能源多层级、大规模接入的背景下，既有“电从远方来”，又有“电从身边取”，未来电力市场体系也必定是分区聚合、分层调度、集中式与分布式有机融合的新型电力市场体系，需要加强市场机制创新和商业模式创新，为“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”的新型电力系统的发展提供体制机制保障。