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分时上网电价:无现货市场省份的一种选择

国家发改委最近发布的《关于进一步完善分时电价机制的通知》中(以下简称“通知”),包括了对尚未建立电力现货市场省份的指示。对于这些省份,通知要求签订的月度和年度合同中的购电价格可在一天内甚至在不同季节有相应变化。 该政策提供了一个可以改善对非现货市场省份发电机组激励措施的机会,让这些省份发电机组的补偿能够随着一天各时段甚至季度而变化——也就是说,根据预设的时间段和价格水平为发电机提供“随时间变化”的发电上网价格,这样的政策将有助于提高系统效率、降低成本并支持可变可再生能源并网。 本文简要概述了对发电机组的分时上网定价,以及在当前非现货市场省份的监管和市场环境下,分时上网电价如何在实践中运作。本文认为,在那些尚未实施电力现货市场的省份,实行分时上网电价的改革可能为过渡到更有效的金融合同和更高效的电力调度提供了机会。最终,实施精心设计的现货市场可能是所有省份的最佳选择,但这里讨论的分时上网定价会是一个有用的渐进步骤。 简述 中国在21世纪初提出过分时上网电价理念,但并未得到广泛实施。2005年,由于实施竞价上网政策的挑战,国家发改委发布了《上网电价管理暂行办法》(以下简称“暂行办法”)其中提到将行政设定的上网电价作为临时手段[1],逐步实行峰谷分时、丰枯季节上网电价等制度。 2015 年颁布的电改“ 9 号文”促进了多个省份开展现货市场试点。对于未开展现货市场的省份,无论何时发电,电网公司通常都以相同价格支付发电商。这意味着发电商(和其他资源)并没有根据系统需求获得发电补偿,极大地限制了系统效率的提升和波动性可再生能源并网。 近十年来,随着中国发电结构的变化,每小时发电的边际成本发生了显著变化。在水电、风电和太阳能发电处于边际发电的时间段,边际发电成本通常很低。在傍晚时分,用电需求高,太阳能发电量低,边际成本通常会很高。在边际成本变化很大的电力系统中,向发电商支付一个统一固定价格,并不能为其提供强大激励以支持高效调度或做出高效投资决策。向分时上网定价转变(最终目标是设计良好的现货市场) 可能有助于改善这些激励措施。 分时电价如何运作? 原则上,设计良好的现货市场代表了发电上网定价的最高效形式,并允许上网电价根据当前情况而变化。我们在这里讨论的分时上网电价将适用于那些还没有现货市场的省份。 对于尚不具备小时和15分钟现货市场定价的省份,可以采用与零售用户分时电价类似的机制,实行分时上网电价。在这一机制下,电力交易中心将利用基于对发电成本估计得出的因子,将月度和年度合同中的购电价格转换为各个特定时段的价格进行结算。 为了计算这些分时因子,省级定价部门可以基于电网公司历史或预计系统边际成本和平均成本,使用一个价格区间(如高峰时段)的平均边际系统发电成本与所有价格区间(如一个月)的平均系统发电成本之间的比率。例如,当月平均发电成本为0.30元/千瓦时,高峰期边际发电成本(平均)为0.40元/千瓦时,非峰期边际成本(平均)为0.25元/千瓦时,则峰期因子为1.33,非峰期因子为0.83。假如某发电商的有效合同价格为0.28元/千瓦时,则峰时发电为其支付0.37元/千瓦时,非峰时发电支付0.23元/千瓦时[2]。 分时上网定价与国家发改委的分时电价政策中的有关原则相一致。发电商在电力系统面临供电限制的高峰时段得到的发电补偿应高于非高峰时段。这种方法将支持向经济调度的转变,在经济调度下,成本较低的发电机组在系统价格较低的时期运行,成本较高的发电机组在系统价格较高的时期运行。如果不配合调度的变化,成本较高的发电商可能在上网电价低于其运行成本的时段运行。 这种向经济调度的转变要求电网公司根据热效率和估计的燃料价格来进行机组安排,调度火电和核电机组,根据预测来调度风能和太阳能发电,使用算法或优化来调度水力发电。我们的理解是,电网公司拥有经济调度的技术实力,并且这些年朝着这个方向有着显著的进展,但是发电商补偿(特别是固定的发电上网电价)内在的激励,将继续成为在非现货市场省份实现经济调度的绊脚石。通过为仅在峰值时段和季节运行的发电商增加补偿,分时上网电价能够帮助缓解这一阻碍。 转型机制 2005年国家发改委出台的“暂行办法” 将分时上网电价作为向竞争性电价转变的桥梁,与之类似,分时上网电价可以成为非现货市场省份向现货市场价格过渡的机制。实行分时上网电价还可以让发电商获得管理分小时电价的经验。 分时上网电价也将提供一种有用的储能补偿电价机制。回到上一节的例子,基于成本的储能价格可以使得储能在高峰期放电获得0.40元/kWh的电价补偿,在非峰时支付0.25元/kWh的电价进行充电。这使得尚未实行现货市场定价的省份,能够采取一致的办法,根据系统成本对发电和储能进行补偿。 从西北电力市场开始 西北电网地区可以率先试点分时上网电价。到目前为止,该地区的现货市场尚未成熟,大多省还没建立现货市场,中长期电力市场的参与度相对较高,且西北地区对发展储能的电价机制越来越感兴趣。在还没建立现货市场的省,分时上网电价可以作为西北地区向现货市场过渡的桥梁。 本文首发于南方能源观察(2021年10月20日)   [1] 国家发改委关于印发电价改革实施办法的通知,发改价格[2005]514号,附件一《上网电价管理暂行方法》https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/200506/t20050613_965813.html?code=&state=123. [2] 有效的合同电价,是指在中长期合同市场竞价时,基于发电商可接受的价差范围,最终支付发电商的价格。本方法假定月度和年度发电合同价格可覆盖平均发电成本。

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国际电力改革和气候变化季报-Q3-2019

国际电力改革和气候变化季报回顾近期全球电力行业和气候变化政策和监管的最新进展,并摘选一些我们认为对中国特别相关的进展,以供参考。 1) 美国得克萨斯州:德州“ERCOT”批发电力现货市场价格飙升。8月13日和15日,实时节点边际电价达到每兆瓦时9,000美元(人民币640元/千瓦时),并保持了几次15分钟的定价间隔。8月份,ERCOT现货价格平均约为180美元/MWh,但全年平均价格预计不会远高于30美元/MWh。推高电价的主要因素是高温期间的空调需求。但行业内也广泛认为,价格飙升可以被视作ERCOT正常运作的一部分。ERCOT与PJM和其他几个美国批发市场不同,它没有单独的容量支付(固定成本支付)。也就是说,ERCOT是一个“单一电量”市场,这意味着发电商必须通过竞争,从现货市场价格中收回电量成本和容量成本(“固定成本”),这通常在很大程度上取决于一年中每千瓦时市场价格达到最高水平的几个小时。同时,ERCOT有一个强化的市场监测方案,以确保任何价格飙升都是市场公平和竞争的结果,而不是单个发电商(或一些串通的发电商)操纵市场的结果。 这种“单一电量”模式一直是美国其他地区(以及世界其他地方)的争论话题。容量支付,就像它们存在于其他市场一样,无形中支持了高排放和不灵活的资源,给消费者和社会带来了不必要的成本。同时,“单一电量”的市场,如果设计得当,可以起到强烈激励供需双方灵活性的作用,并支持可再生能源并网。在中国国内也有关于容量市场问题的辩论。如果要将容量支付纳入省级现货市场,我们建议在设计时一定要谨慎,如果实行容量支付,就应严格遵守这个准则:只有达到经济、环境标准和被实际需要(提供可靠性或灵活性服务)的发电机组才应得到容量补偿,且这些发电机组是通过合理的规划程序确定的。 2) 美国电力批发市场: “ISOs/RTOs”发布年度市场监测报告。美国联邦能源监管委员会要求美国的每个批发“现货”市场制定一项市场监测计划,包括指定一个独立的市场监测机构。在每年年中,独立的市场管理机构应公布前一年市场运行的详细报告,以及季度报告。例如,MISO(美国中部独立系统运营商)的独立市场监测机构目前由一家咨询公司Potomac Economics担任,Potomac Economics在6月份发布了2018年MISO年报。除其他主题外,报告详细分析了市场的竞争功能,讨论了为应对特定情况而采取的市场缓解措施(这些措施在2018年非常有限),分析了需求响应参与市场的情况,并详细介绍了为提高市场效率而改变市场规则的若干建议。 长期以来,睿博能源智库建议成立独立的市场监测机构,以促进中国省级现货市场的高效发展和运营。南方电网开始建立独立的市场监测机构,向前迈出了重要一步。下一个挑战将是确保独立的市场监测机构有足够的机会获取信息,以帮助打击市场操纵,并确保其有足够的独立性和分析能力提出有意义的市场设计建议。 3) 美国加利福尼亚州:“CAISO”考虑制定新的规则,允许光伏/储能混合项目参与电力市场。分布式能源(包括分布式太阳能光伏、分布式储能和需求响应资源)为电网提供服务,但这些服务的价值取决于分布式能源资源的技术特性、位置和运行时间。正确地反映分布式能源资源的价值,并对每个项目进行公平的补偿,是世界范围内的一个热门话题。这些评估和补偿问题解决的好,可以为分布式能源项目投资和运营提供正向的激励,也可以节约电网成本。这一点对于混合能源项目来说特别重要,同时也特别有挑战性,比如光伏和储能混合能源项目在加州这样的系统中尤其有用,因为夜间的批发电价比白天要高。加利福尼亚独立系统运营商(CAISO)负责经营所在区域电力“现货”市场,最近CAISO发起了一项倡议,探讨可能需要改变哪些市场和操作规则,以确保这种混合资源项目能够充分参与市场,并确保它们的价值得到重视和应有的补偿。 在中国,我们建议从一开始设计市场时,根据各种技术的性能提供一个公平的竞争环境。换言之,市场的设计不应只考虑煤电项目的技术能力。相反,任何能够提供服务(包括能源或任何辅助服务)的资源都应该有机会参与市场并得到相应的补偿。这应该包括分布式资源能源(包含混合分布式资源)。要使这些规则“正确”,需要持续的考虑市场结果,并在需要时不断调整市场规则。此外,应修改规划过程,并通过建模确保分布式资源能源的价值能够得到适当的体现。 4) 荷兰:政府推出新“车辆–电网”充电收费模式。荷兰基础设施和水资源管理部宣布了一项支持车辆对电网(V2g)充电的计划和补偿模式,在此模式下,电动汽车车主可以通过允许电网系统运营商在需求高峰期自动调整收费来赚钱。该计划支持的第一个“智能”充电站预计将在2020年投入使用。电动车向电网提供灵活服务可以实现一定的成本节约,因此世界各地对于V2G补偿模式的兴趣正在逐渐增长。例如,加州最近的一项研究发现,与使用传统的峰值资源(如燃气发电机)相比,开发V2G资源可以节省大量的成本和减少排放量。 中国在电动汽车发展方面处于世界领先地位,也有可能成为V2G领域的领先者。中国已经在几个地区建立了电动汽车充电的分时电价。通过与电网直接通信,向智能收费系统发送信号,可以进一步开发V2G资源,以揭示在输配电层面上与电网情况波动有关的费用。新的省级现货市场应及时帮助发现这些成本 – 至少在输电层面,而且不必等到现货市场在全国范围内的全面发展后才开始行动。在发展的过程中,从估计不同时间和地点的电网成本,到建立新机制及补偿措施,将信号传送给电动汽车等方面,均可以取得很大的进展。  5) 英国:大停电的经验教训提示了配电侧资源的重要性。8月9日,英国经历了严重停电,随后的电网公司报告称,雷电击穿了高压输电线路,主要发电资源严重缺乏,包括大量配电侧发电资源的短缺,事故是由多种因素同时发生导致的。睿博能源智库驻英国的一位专家认为,由于保护设备过于敏感,这些配电侧发电资源发生跳闸(tripped),电网公司需要更多地整合分布式资源,随着电网的脱碳化,预计分布式会持续增长。事实上,这些分布式资源如果整合得好,就有可能增强电网弹性。例如,电网公司可以更好地提高分布式资源对系统操作员的可见性。也就是说,需要改进系统操作员关于分布式资源的容量、操作状态和能力的信息。分布式资源的可见性已成为世界各国的热门话题,不仅是因为可靠性的原因,也是为了确保电网和电力市场能够获取分布式资源所能提供的各种电网服务的全部价值。 6) 全球:空气污染措施评估流程。许多国家都有定期审查排放标准和最佳可用技术的评估程序。2019年6月,经济合作与发展组织(OECD)发布了一份相关报告,对这些评估程序在欧盟、智利、韩国、美国和中国的实践进行了分析。例如,欧盟和美国都有确定的程序,每7-8年更新一次排放标准和实践,以及评估这些标准在改善空气质量和公共卫生方面的影响。中国的大气法也规定了类似评估流程,如果得以全面实施,可在提高中国排放标准的有效性方面向前迈进一步。尤其是在排放标准的有效性及其对公共卫生的影响方面。阶段性评估的结果还可用于修订标准,推动实施。这一流程可以纳入生态环保部目前的排放许可制度,并将有助于指导省级和市级空气质量管理机构的工作。

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国际电力市场改革季报

国际电力改革季报回顾近期全球电力行业政策和监管的最新进展,并摘选一些我们认为对中国电力市场改革特别相关的进展,以供参考。   纽约:将碳成本纳入电力批发市场和调度过程:负责监管批发市场并在该州扮演“调度中心”和 “现货市场交易中心”角色的纽约独立系统运营商(NYISO)正在开发一种机制,将碳成本纳入系统运营。新机制将建立在已经使用的“经济调度”方法的基础上。和以前一样,NYISO将收集与每个可用资源相关的可变成本的信息,进行实时更新调度的“优先顺序” – 但现在NYISO将基于“社会的全部成本”,通过估算碳成本来增加每个化石能源发电机组的出价。如果该提案获得批准,纽约ISO市场将是第一个采用这种具体方法的区域批发市场。然而,作为碳排放限额和贸易计划的一部分,东北部许多州和加利福尼亚州已经在调度决策中包含了碳成本。从这个角度看,这与中国改革电力调度工作高度相关,实施现货市场的工作应以经济调度为中心。经济调度的核心逻辑是按照可变成本(理想的算法是可变成本包括社会排放成本)来安排调度。 英国:更新电网公司的商业模式:英国监管机构OFGEM最近一直在就输配电监管征求公众意见。多年来,英国已经开发了一个名为RIIO(收入=激励+创新+产出)的框架,其中包括几个重要的指标,如客户服务,网络拥堵成本和减排,激励电网公司通过良好绩效来盈利。现在, RIIO-2包含了额外的机制,鼓励电网公司追求终端用户能源效率项目的投资,作为“电杆和电线”投资的低成本替代方案。这种方法也在包括美国各州在内的世界其他地区采用,在输配电电价改革不断取得进展的中国也值得考虑。 美国西部:区域批发市场发展:美国西部有超过35个传统上独立的平衡区域,而且许多区域相当小。从2014年开始,这些平衡区域逐渐融入新的区域“能源不平衡市场”(EIM),实现了在更大的地域范围内平滑可再生能源出力波动性及消纳可再生能源。到目前为止,EIM已经是一个实时(小时内)市场,但最近几个月,政府机构和利益相关方也一直在努力建立一个日前区域市场(可能会在15分钟内进行)。在中国,开展广泛的区域(多省)综合现货市场也可能降低成本并促进可再生能源的消纳。 印度:全国电力现货市场的新推动力:中央电力监管委员会(CERC)已着手重建国家电力现货市场。 CERC的提案旨在优化现有国家资产的使用,如发电厂,输电线路和可再生能源发电,从而降低电力采购成本,提高效率,并整合更高的可再生能源发电份额。印度的市场改革工作对解决中国的问题有着启示作用,包括转向经济调度的需求和避免依赖“物理”性长期合同而阻碍电力部门的运营灵活性。 美国:照明能效标准的潜在挫折:2月,美国能源部(DOE)发布了一项计划,要求撤销之前扩大灯泡能效标准的计划。提高照明效率的措施通常可以为客户节省资金,并为整个社会带来净经济效益。美国能源效率经济委员会批评了这项新计划,并预估这种倒退将使每个家庭每年支出约100美元,还将产生由空气污染造成的健康问题,以及由此带来的碳排放量约等于700万辆汽车的典型排放量等负面影响。能源部的新计划可能会面临美国法院的挑战。与此同时,中国的节能标准和能效项目的持续改进彰显其全球领导地位,且已经看到显著节能成果。 弗吉尼亚州:综合资源规划检验最低成本资源选择:在美国,综合资源规划(IRP)始于20世纪80年代,许多州现在以各种形式开展IRP。在IRP下,“公共事业单位”(电力公司)通过在平等的基础上评估可用的供给侧和需求侧资源,为满足客户能源服务需求制定了具有成本效益的计划。将需求侧资源(尤其是终端能效)纳入流程至关重要,因为用户节能项目通常是新建发电厂的低成本和更清洁的替代方案。去年12月,弗吉尼亚州政府电力监管委员会拒绝了该州主要公共事业单位的IRP草案,并要求该单位对“最低成本”方案进行更细致的分析,包括能效资源。这只是一个IRP流程的例子而已,我们提出这个例子是因为IRP 逻辑是一个电力改革的基本原则。中国国家能源局于2016年发布的《电力规划管理办法》为中国的规划工作指明了这些原则。 PJM:市场监测机构要求联邦能源监管委员会修改市场规则:2月,PJM的独立市场监测机构向FERC正式提出修改市场规则的具体要求,以减少发电商操纵市场(市场力)的特定手段。市场监测机构在PJM和其他“RTO / ISO”市场(大致类似于中国正在开发的现货市场)中发挥着重要作用。这条新闻展示一个典型例子:在市场监测机构的所有权力和责任外,他们可以直接要求某些市场流程和规则的改变,以保证市场具有竞争性且运作良好。 监测机构通常以公开报告,与“RTO / ISO“官员和利益相关者的讨论或对FERC的正式请求的形式进行此操作。中国目前正在建设现货市场,可以考虑建立独立的市场监测机构。 3月14日, Monitoring Analytics 有限责任公司(PJM独立市场监测机构)发布了2018年PJM市场状况报告。该报告是独立市场监测报告对PJM在13个州和哥伦比亚特区管理的批发电力市场竞争力的评估。该报告包括对每个PJM市场的市场结构,参与者行为和市场表现的分析。年度“市场状况报告”包含关于PJM市场运作的海量数据,它解释了数据透明度对于市场成功运作至关重要,这一点对于中国建设电力市场有重要的参考意义。美国所有的区域“ISO/RTO”批发市场都有内部或者外部的市场监测机构,负责发布季度或年度分析报告。 欧盟:欧洲理事会支持使欧洲的电力市场更具竞争力和以消费者为中心:欧盟正在更新其电力市场规则,以改善市场的运作,赋予消费者更多的权利,并为清洁能源转型铺平道路。欧盟成员国于2019年1月18日批准了与欧洲议会就电力市场设计的指令和监管达成的两个协议。电力指令的主要内容包括为用户更积极地参与市场提供更多机会,价格准备金。储能参与市场和所有权问题。电力监管包含促进电力跨境贸易的电力交易规则,以及成员国建立共同容量机制的条件。中国也在开展电力零售市场竞争,欧盟在维护公平开放的市场竞争秩序的同时给消费者更多市场机会的做法对中国有借鉴意义。