电力市场结构及其运营模式PPT课件

1、第一节 引 言v不同国家电力市场的运营模式可以归纳为两大类： 发、供、用电沿用垂直一体化管理，只是进行有限和局部的改革。采用这种模式的国家有法国、日本、印度、苏格兰、巴基斯坦，以及美国的一些州。发、供、用电环节解除或放松管制。采用这种市场模式的国家和地区有英国、美国加州、新西兰、澳大利亚、挪威、阿根廷、秘鲁、智利等。第1页/共60页第一节 引 言v各国电力市场的结构的共同点：（1）电价改革是关键。 （2）规模效益日渐消失。 （3）发电侧首先引入竞争，现货与合同交易并举。 （4）供电领域逐步开放，先从大用户再到所有用户均可自由选择供电商。 （5）输电网垄断经营，挖掘和发挥其自然垄断的潜力。 （6

2、）用经济和法律手段管理市场，避免简单命令式的调度方式。 （7）实施有限但严格的监管。第2页/共60页第二节 电力工业重构产生的新实体及其应用组合 新实体包括：1）发电商G（Generator）；2）发电经纪商PM（Power Marketer）；3）电能交易中心PX（Power Exchange）；4）独立系统操作员ISO（Independent System Operator）；5）辅助服务供应商AS（Ancillary Service Provider）；6）电网拥有者GC（Grid Company）；7）计划协调者SC（Scheduling Coordinator）；8）零售商R（Ret

3、ail Service Provider）；9) 配电商D（Distribution Service Provide）。第3页/共60页第二节 电力工业重构产生的新实体及其应用组合 图3-1 各种实体在电力市场中的位置 IPX SC AS GC ISO R D G PM T 第4页/共60页第二节 电力工业重构产生的新实体及其应用组合 不同国家应用这些实体的组合方式有很大差别。其典型应用情况如下： 1）英国Power Pool模式。 2）美国PJM电力市场。 3）美国加州电力市场。 4）挪威电力市场。 第5页/共60页第二节 电力工业重构产生的新实体及其应用组合 在竞争性的电力市场中，各个实体

4、对软件的具体要求可归纳为：1）GC：需要高水平的规划和分析工具，潮流及稳定分析软件。2）PX： 带安全约束的UC程序，交易评估及结算软件，电子公告发布与信息交互处理系统。3）ISO：预调度和实时调度软件，OPF，预想事故分析，辅助服务交易软件。4）SC：系统优化软件，市场评估与合同优化，投标策略和计量软件第6页/共60页第三节 英国的电力市场 装机容量（万kW）年发电量（亿kWh）最高负荷（万kW）英格兰和威尔士 6200 5000苏格兰电网 969 585北爱尔兰电网 230 152合计 74003379 5631表3-1 2000年英国电力工业的现状第7页/共60页第三节 英国的电力市场一

5、、改革前的基本情况1989年以前，电力由国家经营，为公有制。 二、第一阶段的电力市场改革 1. 改革背景 2. 改革后的电力市场结构 3. 电力市场的交易方式 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 第8页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 2. 改革后的电力市场结构（1）发电侧。 将原有中央发电局（CEGB）重构为四部分： 国家电网公司（NGC） 国家电力公司（NP）， 国家发电公司（PG）， 核电公司（NE）。 （2）配电侧。 （3）用户开放。 （4）市场监管。 （5）电力库（Pool）。第9页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 2.

6、改革后的电力市场结构第10页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 3. 电力市场的交易方式第11页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算（1）市场运作时序。第12页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算（2）定价过程。每天发电商申报发电价格和可用容量；负荷预测； 排 序 ， 安 排 “ 无 约 束 发 电 计 划 ”（Unconstraited schedule），满足负荷和备用需要；计算电力库的购电价格PPP（Pool Purchase P

7、rice）；计算电力库的销售电价PSP（Pool Sale Price）；计算终端销售电价。第13页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算（2）定价过程。【PPP的计算公式】 (3-1)SMPSystem Marginal Price，系统边际运行电价（电量电价），英镑/kWh。 CE基本电价（容量电价），英镑/kWh (3-2)LOLP：Loss of load probability，容量不足概率，由电网公司计算。 VOLL：Value of lost load，停电损失值，每年由政府确定一次。 CESMPPPP)(SMPV

8、OLLLOLPCE第14页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算（2）定价过程。实际算例1991年3月21日，01：0001：30时段的SMP=27.58/MWh，LOLP=0.0002，VOLL=2000/MWh。则： PPP= SMPLOLP*（VOLLSMP） =27.580.394 =27.974 （/MWh）第15页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算（2）定价过程。【PSP的计算公式】 式中UPLIFT为附加费或称上浮电价，反映输电成本的提升量，需另

9、行计算和考核。 【最终销售电价】 最终销售电价= PSP网损校正 UPLIFTPPPPSP第16页/共60页第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算（3）发电商的电费结算。序号 运行情况性质电费结算 1统调机组提供容量，已列入无约束调度计划，实际运行计划PPP=SMP+CE2统调机组提供容量，已列入无约束调度计划，但未运行调节备用（PPP-报价），即利润损失3统调机组提供容量，但未列入无约束调度计划，实际运行调节发电报价+容量费4统调机组提供容量，但未列入无约束调度计划，实际未运行停备容量费表3-2 发电商所得电费的结算规则第17页/共60

10、页第三节 英国的电力市场三、第二阶段的电力市场改革1. Pool模式存在的问题 （1）NGC的职能过于集中。（2）缺少物理合同，价格易变。（3）对用户开放缓慢。（4）发电竞争者数量较少，发电公司可以操纵市场。（5）由于利润空间受到限制，投资向海外转移。（6）现有交易机制复杂、有缺陷。第18页/共60页第三节 英国的电力市场三、第二阶段的电力市场改革2. 英国电力市场的新模式 新模式最突出的特点是： （1）细化市场，引入新的市场体系。 （2）削减NGC的功能。新的机制下，NGC只负责平衡市场。 （3）开放各类市场，扩大用户参与。第19页/共60页第三节 英国的电力市场三、第二阶段的电力市场改革3

11、. 平衡市场的机制及其运作过程（1）平衡市场的目的与实质。（2）设计平衡市场的原则。 （3）平衡市场的结算。第20页/共60页第四节 美国的电力市场第21页/共60页第四节 美国的电力市场一、加州电力系统结构及其监管体系 图3-5 加州电力系统运行和监管范围示意图 第22页/共60页第四节 美国的电力市场一、加州电力系统结构及其监管体系 加州电力系统主要由以下五个机构负责监管：（1）加州能源委员会CEC（California Energy Commission）。 （2）加州环境资源管理局ARB（Air Resources Board）。 （3）加州能源监察局EOB（Energy Oversi

12、ght Board）。 （4）加州公用事业委员会PUC（Public Utilities Commission） 负责配电侧和负荷侧的管理。 （5）联邦能源管制委员会FERC（Federal Energy Regulation Commission）。 第23页/共60页第四节 美国的电力市场二、加州电力市场的模式之争v 1994年提出了两种存在巨大差别的市场模式： “Poolco Model”电力库模式 “Bilateral Market Model”双边市场模式 第24页/共60页第四节 美国的电力市场二、加州电力市场的模式之争对电力库模式的批评集中在：1）垄断2）系统复杂、昂贵。3）唯一

13、的现货市场（Spot market）。4）CFD差价合同的市场特性比较模糊。5）优化排序调度的结果可能导致高电价。 第25页/共60页第四节 美国的电力市场二、加州电力市场的模式之争对双边市场模式的批评则集中在： 1）模糊（Vague），透明性差。 2）商品的合同流向与物理流向不一致。 3）缺乏价格发现机制。 4）产生市场进入壁垒。 5）在现货和实时市场中不存在。第26页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能图3-6 加州电力市场的主要实体第27页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能（一）电力公司与发电公司电力公司合计住宅商业工业其他1. So

14、uthern California Edison Co7,1052,7772,7261,526762. Pacific Gas and Electric Co7,0322,8913,138931723. Los Angeles Dept of Wtr & Pwr2,0746661,156215374. San Diego Gas & Electric Co1,52063764323385.Sacramento Municipal Util Dist711338633045总 计18,4437,3107,7273,209198占公司销售额的百分数9092938355表3-4 按年

15、销售额排名的前5家电力公司（百万元）第28页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能（一）电力公司与发电公司发电厂使用能源所属公司净装机容量(MW)运行年限1 . D i a b l o Canyon核能PG & E Co2,160132. San Onofre核能SCE Co2,150153 . A E S A l a m i t o s LLC天然气AES Southland LLC2,031424. Pittsburg天然气PG&E Co2,022445. Haynes天然气Los Angeles City1,57036表3-5 加州最大的5家发电厂

16、第29页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能（二）电网公司（GC） 电网公司拥有加州75%的骨干输电网络，覆盖加州面积的3/4，规模居美国第二和世界第五。其任务是输电规划、电网运行和收取过网费。第30页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能（三）计划协调员（SC） 协调员的职责是： 1）负责协调和安排发电调度、输电通道预留、为市场成员提供相应容量的电能。 2）提交负荷预测结果及用户委托的次日或下一小时的交易计划（含网损调整）。 3）提供辅助服务支持。 4）负责支付ISO的费用以及与其它SC间的交易结算。 第31页/共60页第四节 美国的电力市场

17、三、加州电力市场及各实体的职能（四）CalPX 其任务是：1）进行次日短期、超短期负荷预测。2）根据成员报价确定市场清算价MCP（Market clearing price），制定可行的提前（次日或下一小时）交易计划，并管理提前市场。 3）提交减轻或消除网络拥塞的电能调整量报价。4）负责双边市场和期货交易。5）市场结算（Clearing）或清算（Settlement）。6）市场信息的管理。 第32页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能（五）CaISOCal-ISO的主要职能有： 1）系统调度、保持发供电实时平衡和系统安全。 2）执行PX制订的现货市场（日前市场、当日市

18、场和1小时提前市场）交易计划。 3）协调网络可用传输容量ATC的使用，负责拥堵管理。 4）根据SC和PX提交的预测计划，对辅助服务实行单一竞价拍卖，安排和运行交易计划 。第33页/共60页第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能（六）配电公司（UDC） 配电公司的主要职责是： 1）通过SC或PX批发电量，向用户供电。 2）提供本地输配电服务，为用户供电。 3）负责电能计量、收取电费和输配电费用。 （七）用户 （八）电力服务提供商第34页/共60页第四节 美国的电力市场四、加州电力市场的交易通道与机构间的协调1. 加州电力市场的交易通道SC双 边 合 同SC多 边 合 同SC电 子

19、贸 易ISO独 立SC、PX（ 现 货 市 场 ）发 电 商消 费 者第35页/共60页第四节 美国的电力市场四、加州电力市场的交易通道与机构间的协调2. PX与ISO之间的协调第36页/共60页第四节 美国的电力市场五、加州电力危机的根源与启示 自2000年夏到2001年上半年，加州出现了严重的电力危机，其表现为： FERC颁布紧急令。ISO频繁宣布能源警报，并经常大面积实施轮流断电。2001年1月30日PX宣布停牌交易，终止日前市场和当日市场的运营。从2001年3月起大幅度提高电价，以弥补巨大的趸售和零售电费差额，试图启用垄断条件下的解决方式挽救电力公司的破产。2001年4月6日PG&am

20、p;E和SCE正式申请破产保护。第37页/共60页第四节 美国的电力市场五、加州电力危机的根源与启示加州电力危机的主要根源在于：1）负荷急剧增加，但备用容量不足。2）电力设施利用率过高，调节裕度太小。3）一次能源价格持续飚升，使发电和购电成本迅速上升。4）AB1890法案凸现其潜在的负面影响。 第38页/共60页第四节 美国的电力市场五、加州电力危机的根源与启示加州电力危机给我们的启示 ：1）仅靠竞争不能解决电力市场的所有问题，如能源短缺、环境保护等。2）监管机制要灵敏和灵活。 3）重视系统规划、鼓励中长期电源和电网投资。4）重视区域电力市场的发展，实现资源统筹配置。第39页/共60页第五节

21、澳大利亚的电力市场一、电力市场的构成 第40页/共60页第五节 澳大利亚的电力市场二、电力市场的贸易1. 零售贸易 2. 批发贸易3. 实时贸易与合同贸易第41页/共60页第五节 澳大利亚的电力市场二、电力市场的贸易2. 批发贸易 批发贸易必须经过电力库，它有两种表现形式：1）长期双边合同（期货）。 2）短期提前市场。 短期提前交易市场的报价和贸易第42页/共60页第五节 澳大利亚的电力市场三、电费结算【电费结算实例】某用户，总需求110 MW，与某发电厂签订了长期双边物理合同，合同电量80 MW，价格50/MWh；另外以短期提前合同的形式，从现货市场购买10 MW电力，价格为40/MWh。第

22、43页/共60页第五节 澳大利亚的电力市场三、电费结算 设某时段该发电厂的实际出力为150 MW，则各主体的电费帐单为：交易中心：付给电厂（150-80）30=2100从用户收取：（2030+1040）=1000差额：2100-1000 = -1100用户：付给市场 1000付给电厂 8050 =4000总支出 4000+1000 =5000电厂：营业额 4000+2100 =6100第44页/共60页第五节 澳大利亚的电力市场三、电费结算 电费结算的资金流向第45页/共60页第五节 澳大利亚的电力市场四、输电费用 在进行费用结算时，需要考虑以下两种情况： 1）若网间功率交换出现拥堵，则需考虑

23、堵塞费用。 2）若电网未能满足用户的要求，则交易中心应对用户给予经济上的补偿。第46页/共60页第六节 挪威与瑞典的电力市场一、挪威电力工业的现状 v挪威发电量的99.7%是水电。2000年，挪威政府准备上马新的能源发电项目，如天然气发电等。挪威中央电网的电压等级为300420 kV，区域电网的电压等级为220、154、110、66 kV，配电网的电压等级为220.22 kVv挪威的电力系统与瑞典有AC联络线，北部通过220 kV和132 kV AC线路与芬兰和前苏联连接，南面有3条海底UHV电缆线路与丹麦相连，构成了世界上覆盖国家最多的电力市场-北欧电力市场。1991年，挪威颁布新能源法，要

24、求输电网开放。v改革后的市场格局为：国家能源联合公司拥有30%的发电容量，市政拥有55%，私人拥有15%；国家电网公司重组为电力市场公司和国家控制中心两部分，拥有全国80%的输电主网；其他电力公司约100家，配电公司110家。第47页/共60页第六节 挪威与瑞典的电力市场二、挪威电力市场的种类1. 市场种类 日前市场。 周市场 。 调节市场 。 对外贸易 。第48页/共60页第六节 挪威与瑞典的电力市场三、输电价格挪威的输电服务实行点费率（Point rate）制度。其内涵是：输电费由功率注入或流出点的位置决定。不同地点（节点），输电价格不同。 第49页/共60页第六节 挪威与瑞典的电力市场四

25、、联合运行、控制及支持服务1. 联合运行与控制 1）网络潮流不越限。2）频率偏差在限值之内（500.1Hz）。3）与临国按协议交换电量，联络线路的ACE在允许范围之内。2. 电力市场的“系统支持服务” 1）安全支持服务 2）与运行方式有关的支持服务 3）强制型服务。第50页/共60页第六节 挪威与瑞典的电力市场五、联合电力交易所1、挪威-瑞典联合电力交易所的建立 v挪威和瑞典两国有很长的边境线和许多联网点，最大可交换功率达270万千瓦。1996年，挪威国家电网公司与瑞典斯文斯卡国家电网公司联合建立了“挪威-瑞典联合电力交易所”。v后来，挪威国家电网公司和瑞典斯文斯卡国家电网公司签约，给斯文斯卡50%的挪威电网公司电力市场的股份，并将交易公司更名为“诺特勃尔-北欧电力交易所”。首府设在奥斯陆，在斯德哥尔摩有服务处。挪威参与者在奥斯陆交易，瑞典参与者在斯德哥尔摩交易。交易货币为挪威克郎和瑞典克郎，货币兑换完全有保证。 第51页/共60页第六节 挪威与瑞典的电力市场五、联合电力交易所2、现货市场的运作v 每天上午，参与者递交他们第二天（0点0点）每小时的买卖投标，建立买卖曲线，其交汇处就是成交电价和交易电量。中午关闭市场。v 下午14：00前，交易所通知参与者第二天的交易电价和交易电量。若不满意，16：00以前可以提出调整，必要时可重新计算电价和电量。第