国外电力市场之英国电力市场改革下的平衡机制

    我国电力体制改革盛行，需要综合别国相关电力市场进行参考。最近仔细研究了英国监管机构ofgen 的一个关于不平衡结算方法改进的一个报告，受益匪浅，感觉对我国目前的电力市场改革很有启发。现在分享给大家。为了方便理解，首先简要介绍英国Pool模式和NETTA模式下的平衡机制。

    一、POOL模式下的偏差处理机制

英国1989年开始进行第一次电力市场改革，其核心是电力库POOL。这里对POOL模式下的偏差处理机制进行简要介绍。

1、报价

POOL模式是一种发电单边市场，用户不参与报价。发电商在交易日前一天的10:00前申报交易日内每个时段(半个小时)的报价。

2、日前无约束出清

电力库根据负荷预测情况进行无约束出清计算，得到无约束调度结果，包括：每个时段的系统边际价格SMP(System Marginal Price)及每台发电机组在每个时段的出力水平。其中这里“无约束”中的约束主要是指网络约束，即出清时不考虑网络约束。

3、实时约束出清

在交易日的每个时段，考虑实际的负荷及网络约束等情况进行约束出清。由于预测误差、网络约束等的存在，部分发电机的出力与无约束相比会有所变化。相对日前无约束出清结果出力增加的容量称为“限上”，出力减少的容量称为“限下”。

4、发电机结算

发电机的结算价格包括两部分：电量电价和容量电价。

容量电价：所有可用容量无论有没有发电都可以得到容量价，根据容量不足概论LOLP及停电损失VOLL计算：CE=LOLP*(VOLL-SMP)。

电量电价分四种情况：

1)列入无约束出清调度计划且实际运行的：按SMP结算;

2)列入无约束出清调度计划但未运行的(限下)：按照(SMP-报价)进行结算;

3)未列入无约束出清调度计划但实际运行(限上)：按照报价进行结算;

4)未列入无约束出清调度计划且实际未运行：结算价为零。

5、用户结算

英国电力市场中未采用分区或节点电价，所有用户的电价相同。需要将上述付给发电机的容量电费、电量电费均按邮票法分摊给所有用户。其中，电量电费为在SMP基础上增加一个上浮UPLIFT，UPLIFT包括因“限上”和“限下”而增加的费用。

6、分析讨论

不平衡结算包括两个方面：支付给平衡服务提供者的价格和向平衡服务使用者收取的价格。在英国的POOL中，平衡服务由发电机提供，而且不另外报价，日前能量市场的报价也同时作为平衡服务的报价。对上调部分，按报价结算，下调部分，按报价和市场统一出清价的差价结算。

由于POOL是仅发电机报价的单边市场，用户仅为价格接受者，平衡服务费用由所有用户平均分摊。

约束出清下发电功率的调整一方面是要解决负荷预测误差的问题，另一方面更重要的是解决网络阻塞的问题。英国的这种方法，是首先用简化的模型(无约束模型)进行出清，实时再用详细的模型(有约束模型)进行出清。可以认为详细模型出清是在无约束出清结果上对其结果进行再调度。这是电力市场中处理网络阻塞问题的一大类方法。一些分区定价的方法，如加州早期的电力市场对阻塞也是采用类似的思路，只不过其第一次出清不是采用完全无约束模型，而是采用包括一些简单的区间联络线约束的简化模型。另外一个差别是在进行再调度时需不需要市场成员重新报价。英国POOL模式中，发电商只需进行一次报价，相当于日前的能量市场报价也作为上调下调报价。而目前大多数采用这种阻塞处理的市场中都允许市场成员重新报价。

   二、BETTA模式下的偏差处理机制

英国在2000年推行了NETA模式，2010年推行了BATTA模式，其平衡处理机制是类似的。新的模式的主要特点如下。

1、合同市场

新模式下，大量的交易通过合同市场进行。包括交易双方自行签订的双边合同和其通过经纪人、电子平台签订的合同。合同的类型包括远期合同(Forward Contract)、期货合同(Futures Contract)及期权(Options)。合同交易可以从若干年以前一直到交易前若干小时。市场成员可以选择在哪里、以什么形式、签订多少交易合同。电子交易平台在以前开启，可以同时有多个电子平台。

2、平衡机组单元BMU

建立了平衡机组单元(Balancing Mechanism Unit,BMU)的概念，BMU可以由一组发电机或负荷组成，所有BMU必须在关闸(Gate Closure)前(目前为一个小时)向市场运营机构提交该交易时段的出力(消费)计划(Final Physical Notification，FPN)。除此之外，市场成员还要在关闸前提交合同交易情况(Contract Notification，CN)。CN主要用来结算，市场成员在FPN的出力和CN中的出力可以不一样。也就是说，在合同市场签订的合同是一种金融合同，与FPN可以不一致。但是，如果FPN与CN中的出力水平一致，则可以规避市场实时价格的风险。

3、平衡机制

通过平衡机制解决电量不平衡及各种网络约束问题。BMU单元申报在FPN基础上的Bid/Offer。其中Offer表示机组增出力或负荷单元降低负荷水平，Bid表示机组降低出力或负荷单元提高负荷水平。市场运营机构基于总调节成本最小的目标选择调用哪些Bid/Offer。除了Bid/Offer，市场运营机构还可以通过事先通过合同方式购买的辅助服务解决不平衡和网络约束问题。

4、不平衡结算

不平衡结算同样包括对平衡服务提供者的结算和对平衡服务使用者的结算。平衡服务提供者主要是提供Bid/Offer的市场成员，对其按报价计算。对发电来说，Offer表示其增加出力的发电价格，Bid表示减小其出力希望获得的补偿。平衡服务的使用者主要是不平衡电量。其中，BMU的不平衡电量=实际量测量-合同量。其中，实际量测量在不考虑虚报FPN和不执行调度指令的情况下，应等于FPN加上中标Bid/Offer的调整量。

从这里看到，双边合同是一种金融合同，本质上与POOL模式下的差价合约类似，POOL模式下的价格基准是POOL的出清价，而这里的基准价是不平衡结算中的不平衡价格。FPN是市场成员期望的缺省运行点，其在这点愿意作为市场价格的接受者，在这个点之外，价格合适的话可以调整出力。市场成员可以参考双边合同的情况确定FPN，但FPN可以与双边合同中确定的出力水平不一样。FPN类似澳大利亚、美国市场中的自调度水平(self-schedule)。

对不平衡量采用Bid/Offer的某种加权平均价，并采用双结算机制，即BMU的偏差方向与系统偏差方向相同及不同时，采用不同的价格体系：相同时价格较高，不同是价格相对较低。

    三、电力平衡机制评估及改进

2014年5月15日，英国能源监管机构Ofgen发布了一个文件：“电力平衡机制评估-终稿方案”(Electricity Balancing Significant Code Review(EBSCR) - Final Policy Decision)，提出了对不平衡价格计算的一些改进意见。该方案分为若干步骤，从2014/2015年度开始，2018/2019年度结束。目前前两步已按计划实施。

该方案的主要决定包括以下四个方面：计算不平衡价格采用边际成本法;计算不平衡价格时包括用户停电及降压造成的社会成本、改进备用定价方法以反映系统在恶劣情况下的价值、将双结算机制改为单结算机制。