电力系统经济学原理第一章的课件

1、电力系统经济学原理0课程简介一门跨学科的知识课程，既要求了解经济学原理，又要了解电力系统运行原理，适用于电力工程与管理专业。主要内容：系统地从经济和技术两方面总结了电力巿场基本知识，包括电力市场历史演变、经济学原理、电能市场类型、电网安全与经济协调、市场化的发电厂与电网投资等。深人浅出地讲解了电力市场引出的新概念，例如成员间的利益分析、辅助服务、网损修正、输电阻塞、节点电价等。解释了抽象的原理，用具体经济价值表现了枯燥的数学模型。介绍电力市场建设中的关键问题：辅助服务、发电与输电协调、阻塞处理、节点电价、输电权和电力投资等。1引言课程简介课程性质：专业基础课，3学分，48学时先修课程：高等数学

2、；专业认知；电力系统概论等掌握知识： 认识电力市场，掌握深入分析电力市场所需的理论与技能2引言内容简介第1章 引言第2章 经济学基础第3章 电能交易市场第4章 电能市场成员行为第5章 系统安全与辅助服务第6章 输电网络与电力市场第7章 发电投资第8章 输电投资3引言第一章 引言1.1 为何引入竞争1.2 电力市场成员构成1.3 竞争模式1.4 尚待解决的问题1.5 推荐阅读材料4引言1.1 为何引入竞争20世纪的大部分时间里，用户的购电选择对象唯一：垄断他们所在地区电力供应的公用事业公用事业供电方式：垂直一体化：发出的电力从电厂输送到负荷中心，然后向单个用户配送。非垂直一体化：仅负责局部地区的

3、电能销售与配送，为此需要向垄断区域更大的发电与输电公用事业购买电能。电力公用事业受监管单位：一部分国家是私营公司；一部分国家是公众公司或政府机构。5引言我国电力监管机构的沿革我国政府对电力的监管起步较晚，随着电力行业的改革由传统的电力监管逐步发展完善。大体可分为三个阶段：第一阶段：传统意义的电力监管机构 主要由国家计委、经贸委、财政部等部门进行。第二阶段：政企分开后的电力监管机构 1997年开始的电力改革，随着行政企分开，国家电力公司宣告成立，一年后，撤销电力部，组建国家经贸委电力公司，履行原电力部拥有的行政管理职能。第三阶段：电力体制改革后的电力监管机构 2003年3月中国电力监管委员会正式

4、挂牌成立，派出机构在授权范围内履行电力监管职责并接受国务院财政、监察、审计等部门的监督。6引言为何引入竞争如果不考虑所有权和垂直一体化水平，地域垄断是电力公用事业的最常见特征。在上述运营模式下，电力公用事业在促进经济增长、改善人们的生活质量方面都作出了巨大的贡献。大多数人实现了与配电网络的连接，享受着电能带来的便利生活。几十年来，通过电力网络输送的电能每八年翻一翻。供电可靠性提升到相当的水平，一般居民的年均停电时间不超过2min。7引言为何引入竞争在上述模式下，电力技术取得的重大发展：电压等级超过1000kV；绵延数千里的输电线路的发展与建设；发电能力超过1000MW电厂的建设；电力网络的在线

5、控制技术等。尽管如此，一些经济学家还是提出要对这种垄断模式改革？8引言垄断模式的不足经济学家认为垄断模式已过时：垄断难以鼓励电力行业实现有效运营容易导致过度投资公众公用事业则往往与政府联系过于紧密，政治家可能会干预电力经济的良好运行 例如：有些公众公用事业被当成不吃草就能生钱的奶牛；而另外一些公用事业的经营则受到严格限制，价格设置不能反映实际的成本水平，或者根本就提供不了进行必要投资所需要的资金。9引言引入市场机制经济学家们建议在电力行业引入市场机制，以取代垄断监管或政府计划，从而降低电能价格，提高整体经济效率。背景： 20世纪70年代后期，西方国家在经济领域开始进行大规模的放松管制改革。在电

6、力行业实施改革之前，放松管制运动已经波及到航空、交通和天然气等领域。放松管制改革的支持者：如果允许电力企业开展市场竞争，它将实现经济效率的增长，最终会让用户受益。用户在传统体制下面临相当大的、不合理的投资风险，而竞争性电力企业可能会采取多种类型的技术方案，在一定程度上会减少此类风险。10引言引入市场机制电能不是普通商品，它不能像其它商品，如面粉和电视机一样可以储存。尽管电能储存和微型发电技术得到了一些发展，但大规模电能储存还不具备技术和可行性。建立输配网络来使大型发电厂与用户相连接仍是实现大规模电能可靠和连续输送的唯一途径。从原理上研究如何实现电能生产、交易与电力系统运行的分离，使电能成为在电

7、力市场中进行交易的商品。11引言1.2 电力市场成员构成电力市场中可能出现的各类企业与机构：垂直一体化公用事业发电企业配电企业零售商市场运营商独立系统运营商输电企业监管组织小用户大用户12引言电力市场成员构成垂直一体化公用事业（vertically integrated utility)： 拥有电厂以及输配电网络。 在传统的监管体制下，此类企业垄断了某一给定地理范围内的电力供应。 随着电力市场的建立，它的发电与输配电网络业务可能会分离。发电企业（generating company, Genco）：生产和出售电能。它们可能还会向系统运营商出售辅助服务，如自动发电控制、电压控制 与备用，在于保证

8、电力供应质量与安全。一个发电公司可能只拥有一座电厂，也可能拥有一组不同技术类型的电厂。发电企业有时会与垂直一体化公用事业并存，此时它又被称为独立发电商 (independent power producer, IPP)13引言电力市场成员构成配电企业（distribution company，Disco）：拥有并负责运营配电网络。在传统体制下，它们垄断了连接在其网络上所有用户的电能销售业务。但在完全市场化的环境里，电能销售业务会与配电网络运营、维护及建设等业务分离开来。诸多电力零售商可以开展电能销售竞争，而此类零售商中的某一个也许就是区域配电公司的下属子公司。零售商（retailer)：在批发

9、市场上购买电能，然后转售给那些不愿或不被允许参加批发市场买卖的用户。零售商不需要拥有任何发电、输电与配电资产。零售商的所有用户也不一定非得全部连接在同一个配电公司的网络上。14引言电力市场成员构成市场运营商（market operator，MO）：负责匹配电能购买者与销售者所提交的电能投标（offer）和报价（bid）。市场运营商还需要负责结算中标的投标与报价，这意味着它会按照电能流动方向在购买者与销售者之间进行转移支付。独立系统运营商(independent system operator，ISO)：主要职责是保证电力系统安全。之所以说是“独立的”，原因是竞争性环境下的系统运营商不能偏向其中

10、某些市场成员，或者不利于另外一些巿场成员。ISO通常仅拥有监视与控制电力系统所必需的计算与通信设施，但它往往兼有系统运营与最终市场运营职能。15引言电力市场成员构成输电企业（transmission company，Transco）：拥有诸如线路、电缆、变压器和无功补偿设备等输电资产，它们需要按照ISO发出的调度指令运行输电设备。有些电力公司会同时拥有发电厂与输电公司，输电公司此时只是它们的下属子公司。独立输电企业（independent transmission company，ITC），则不允许拥有发电厂，同时兼有独立系统运营商的职能。监管组织（regulator)：是确保电力市场公正有效

11、运营的政府机构。决定或批准电力市场规则，调査可能出现的市场力滥用情况。负责设定垄断型电力企业所提供的服务与产品的价袼。16引言电力市场成员构成小用户（small consumer）：可以向零售商购买电能。为了连接到电力网络，通常需要向区域配电公司租赁相关设备。在大多数情况下，只能从许多零售商当中挑选一个进行电力零售交易。大用户（large consumer)：往往会直接通过巿场购电，积极参与批发电力市场竞争。有一些大用户还能够对负荷进行控制，ISO可以将其当成一种能调用的系统运行资源，在需要时对其进行调控。少数规模极大的用户有时候会直接与输电系统连接。17引言1.3 竞争模式1996年,亨特（

12、Hunt）与舍特尔沃斯（Shuttleworth)定义了四种市场模式：垄断购买代理批发零售竞争揭示了电力行业从监管垄断到完全竞争的发展历程18引言竞争模式1. 垄断：对应于传统的垄断公用事业亨特与舍特尔沃斯1996年提出的电力市场垄断模式(a) 公用事业完全垂直一体；(b) 配电业务由一个或多个独立公司经营所示的子模式与发、输、配电一体化的公用事业相对应；所示的子模式中，公用事业垄断了发电与输电，并向地区性的垄断配电公司销售电能在垄断模式下，不同地区公用事业之间也可以开展双边电能交易，但此类交易仅发生在批发层面19引言竞争模式2. 购买代理亨特与舍特尔沃斯1996年提出的电力市场购买代理模式图

13、(a)显示了在电力行业引入竞争之初的组织模式。一体化公用事业此时不再垄断系统中的全部发电容量，独立发电商可以直接与电力网络连接，并向作为购买代理的公用事业出售电能。图(b)显示了这一模式可能的演化方向，即公用事业不再拥有任何发电公司，它需要向独立发电商购买所需的全部电能。分散模式优点：即使不引入类似于后面将要介绍的电力市场复杂竞争模式，在发电商之间实现一定程度的竞争。20引言竞争模式批发竞争模式的特点：不存在负责电能供应的集中性组织配电企业直接向发电企业购买电能极大地促进了发电企业间的竞争，此时的电能批发价格是供应与需求相互作用的结果。小用户即使感觉到价格不合理，他们也没有办法选择竞争性的供应

14、商，所以电力零售价格仍然必须受到监管。亨特与舍特尔沃斯1996年提出的电力市场批发竞争模式3. 批发代理在批发竞争模式下，配电企业将会面临电能批发价格突然激增的风险。21引言竞争模式是竞争性电力巿场的最终形式，即所有的电力用户均可选择自己的供应商。4. 零售竞争亨特与舍特尔沃斯1996年提出的电力市场零售竞争模式22引言竞争模式_零售竞争在该模式下，配电公司再也不能对其网络覆盖范围内的电能供应业务实施区域性垄断；电力市场此时仅有的垄断业务是输、配电网络服务的提供与运营；零售竞争（tetail competition)是最令人满意的市场模式，此时的电价完全由巿场竞争决定；零售竞争的实施需要相当多

15、的计量、通信与数据处理设施，这将是一项巨大的费用；输、配电网络的成本仍然由它们的全部用户承担。由于这些网络依旧保持垄断经营，因此它们的投资成本回收需要受到严格的监管。23引言竞争与私有化在许多国家，电力竞争的引入往往伴随着电力行业的部分或全部私有化。在私有化过程中，政府会将公众性的公用事业出售给私人投资者，它们因而将变成私营的盈利性公司。私有化并不是引入竞争的必要前提，上面介绍的四种模式均没有特定的所有权要求。在许多情况下，公众化公用事业能够与私营企业展开竞争。24引言1.4 尚待解决的问题竞争的引入意味着放弃集中控制和协调规划。证明竞争性系统运行效率高于集中性系统是一件更困难的事情从长期发展

16、角度看，市场竞争的支持者认为中央计划者总是会不断出现预测错误。自由市场上的竞争性企业如果不能充分地最大化投资效益，那么将给自身带来风险。在竞争性条件下，输电企业不可能提前几年就知道新电厂将在何时何地建成，这种不确定性使输电规划变得更加困难。输电与配电网络在很长一段时间里会继续保持它们的自然垄断性。25引言1.5 推荐阅读教材 Hunt S, Shuttleworth G. Competition and Choice in Electricity. Wiley, Chichester, 199626引言中国南方电网简介中国南方电网公司于2002年12月29日正式挂牌成立并开始运作。公司属中央管

17、理，由国务院国资委履行出资人职责。公司经营范围为广东、广西、云南、贵州和海南，负责投资、建设和经营管理南方区域电网，经营相关的输配电业务，参与投资、建设和经营相关的跨区域输变电和联网工程；从事电力购销业务，负责电力交易与调度；从事国内外投融资业务；自主开展外贸流通经营、国际合作、对外工程承包和对外劳务合作等业务。27引言中国南方电网简介南方电网覆盖五省区，面积100万平方公里，供电总人口2.3亿人，占全国总人口的17.8%；2010年GDP总量68841亿元，占全国GDP总量的17.3%；2010年全社会用电最高负荷11250万千瓦，全社会用电量7093亿千瓦时。南方电网东西跨度近2000公里

18、，网内拥有水、煤、核、抽水蓄能、油、气、风力等多种电源，截至2010年底，全网总装机容量1.7亿千瓦，220千伏及以上变电容量3.6亿千伏安、输电线路总长度8.4万公里。目前西电东送已经形成八交五直 13条500千伏及以上大通道，每条都在1000公里及以上，最大输电能力达到2415万千瓦。28引言中国南方电网简介南方电网远距离、大容量、超高压输电，交直流混合运行，既有电触发直流技术，又有光触发、可控串补、超导电缆等世界顶尖技术。南方电网是国内结构最复杂、联系最紧密、科技含量最高的电网，也是西电东送规模最大、效益最好、发展后劲最强的电网。南方电网是国内率先走出去的电网。29引言中国南方电网发展公

19、司成立以来，八年累计完成电网建设投资3882亿元，超过了建国以来到2002年底的总投资。售电量年均增长13.7%，累计达到34192亿千瓦时；营业收入年均增长16.3%，经济效益大幅提升。西电东送电量年均增长23.8%，八年累计达到6087亿千瓦时；西电东送对保证广东、广西电力供应，促进东中西互联互动、经济社会协调发展发挥了重要的作用。年度完成售电量(千瓦时)西电东送量(千瓦时)营业收入完成固定资产投资500强(公司排名)20106027亿1117亿3696亿元993亿元第156位20095239亿1156亿3136亿元1051亿元第185位20084826亿1056亿2836亿元647亿元第

20、226位20074597亿863亿2563亿元537亿元第237位20063973亿678亿2221亿元471亿元第266位30引言组织架构31引言监督保障体系纪检监察 公司纪检监察工作包括：监督检查党的路线、方针、政策和决议的执行情况；监督检查公司党组重大决策部署在公司系统的贯彻落实情况；协助公司党组加强党风建设和组织协调反腐败工作，从整体上推进惩治和预防腐败体系建设，督促落实党风廉政建设责任制；对公司系统党员干部和员工进行遵纪守法的教育，作出维护党纪的决定。审计保障公司审计工作旨在为企业发展服务，为规范经营保驾护航。公司审计工作的定位是“控风险、促规范、增效益”，全面发挥审计的监督职能，在强化合规性检查的同时，向增加企业价值转变，提供包括管理咨询、内控评审、风险防范在内的增值服务。在公司党组的正确领导下，审计部全力落实贯彻“大审计”理念要求，着眼于服务公司快速稳健发展。32引言南网发展历程2002年12月29日 中国电力新组建(改组)公司挂牌仪式在人民大会堂举行，公司正式挂牌成立。2003年4月7日 中国南方电网有限责任公司电力交易中心成立。2005年11月8日，更名为“南方电力交易中心”。2004年9月23日 南方电网历史上最大规模的西电大负荷送电广东系统500千伏贵广直流输电工程双极送