第一讲与第二讲电力市场概论

电力市场概论华北电力大学工商管理学院教师：黄辉单位：工商学院电力经济管理教研室邮箱：hh9719@263.net参考教材教材《电力市场》杜松怀主编中国电力出版社参考教材《电力市场竞争》萨莉。亨特中信出版社《电力市场基础》王锡凡王秀丽等西安交通大学出版社关于课程

概要介绍电力工业的市场化改革，分析和探讨其内在的经济规律。举例：计划经济与市场经济；垂直一体化与剥离；垄断、管制与引入竞争；价格机制；效率、利润与社会福利。从产业经济和管理的角度分析，不是技术的角度。举例：发电竞价技术：调度过程；如何制定发电计划，维持系统经济、稳定运行，如各类机组的位置；管理阻塞、调频和调压。

经济和管理：交易市场，价格和结算；竞价博弈，市场结构，市场势力。课程内容电力工业概况和电力需求侧电力市场改革模式和交易理论电力市场改革模式的案例分析电价概论博弈论与发电厂竞价上网电力监管和市场势力第一章电力工业概况

一、电力工业的功能

二、电力工业的传统组织结构三、电力工业特有的关键因素

四、电力需求侧---负荷理论10-110KV220-500KV锅炉汽轮机电力网电力系统动力部分热网G动力系统负荷10-0．4KV降压变压器降压变压器升压变压器发电机一、电力工业的功能电力系统示意图一、电力工业的功能1、电力工业的物理功能1．1发电（生产）一、电力工业功能1．发电总成本35％～50％石油的比较（一对多（汽油、柴油和煤油）、多对一）燃料（煤、油、天然气、铀）的动力水的落差、凤、潮汐动力基荷与峰荷：负荷曲线位置、机组开停和出力变化电厂特性（调节性能）启停和调节时间、费用和最小技术出力电力结构我国目前的电力结构为：火电占75%，水电占24%，核电仅1%秦山核电站30万千瓦，大亚湾核电站2×90万千瓦

燃气轮机发电机组装机1998年底，我国单机容量为50MW以上等级电站37套。其中，组成300MW等级4套。装机占火电总容量的３.５％，大部分由国外购进，国产机组只占９.４％

邹县发电厂是254万千瓦，100万以上有70座以上（2000年数据）

三峡电站共装设26台70万千瓦的发电机组，总装机容量为1820万千瓦，其规模相当于10座200万千瓦的大型火电站的容量功能。而北京市用电最大负荷1070万千瓦，浙江省电力公司最高网供电力负荷1200－1250万千瓦

一、电力工业的功能1.1.3各类电厂成本不同TCATCBQTC一、电力工业的功能1.1.3各类电厂成本不同发电机类型

固定成本$/kW可变成本$/MWh高级核动力发电机17294.16燃煤发电机

102111.77燃气轮发电机

31534.40高级联合循环发电机

53320.78风力发电机9190目前造价：火电

水电一、电力工业的功能1.1.4电厂在负荷曲线中的位置

一、电力工业的功能1．2输电2000年前后全国性联合电力系统示意图一、电力工业的功能1．2输电1.2.1输电成本约占电力最终成本的比例？

输电成本约占电力最终成本的5%到15%。1.2.2输电限制一、电力工业的功能1.3系统运行系统运行的功能:

保持发电厂与负荷（所有用户瞬时用电的总和）平衡，以确保保持输电系统稳定。电以光速（每秒约186，000英里）传输

一、电力工业的功能系统调度：

调度发电出力跟踪负荷、辅助服务（调频、备用、无功等)输电线路不过负荷和阻塞调度机构多国：北欧一个国家调度机构（法国、英国、新西兰）；省或区域（澳大利亚和中国）；一个独立公司一套，2000年美国140套；纽约、新英格兰、PJM电力联营体的统一调度。一、电力工业的功能1.4配电一、电力工业的功能配电成本配电成本约占电力最终成本的30%~50%。配电的基本任务其基本任务是“线路业务”——将电从输电系统输送给用户。但是配电的功能实际上不是单一的，因为它属于本地业务，通常包括用户服务、计量、计费和零售。输电与配电的比较电压等级和单向和双向例：国道、高速路和二环、三环、普通街道

一、电力工业的功能比较项目传输特点比喻电压等级结构特点潮流输电高速公路高网络双向配电地方道路低辐射单向一、电力工业的功能电力工业的商业功能零售:零售是面向终端用户的销售，它包括一系列商业职能——购电、定价和售电，还包括用电计量、计费和收费。

电力趸售:对转售者的电力销售。物理过程发电、输电、配电、调度环节经济过程生产、批发市场和零售市场销售额销售人数利润规模经济和自然垄断长期平均成本企业不同的规模对应的可实现的最低平均成本。规模经济性企业的平均成本随着规模的增加而降低，随规模的增加而效率提高原因：技术和设备的规模效率；生产组织的规模效率；最小经济规模：是能够实现最低平均成本的最小企业规模。自然垄断成本次可加性：一个企业提供的服务或产品比多个企业提供引起成本的成本最低。判断：当市场规模小于企业的最小最优规模举例：中国汽车行业的发展LAC长期平均成本U型最小最优规模Q产量市场规模LAC长期平均成本L型最小最优规模Q产量市场规模二.电力工业的传统组织结构

1.垂直一体化2.垂直一体化和垄断的原因

配电的自然垄断特性输电的自然垄断特性协调发电和输电所面临的技术挑战要求发电和输电之间保持如此紧密的联合输电和发电的垂直一体化也有利于输电和发电的长期规划。

发电的规模经济，当电厂越来越大，发电价格越来越低

发电的规模经济：核电厂最优规模90－100万KW;火电厂50－60万KW,联合循环气轮机25-40万千瓦，热效率可达到60％－65％，常规火电厂为18％－36％。（大机组36％－41％）输电系统发展和互联、市场规模发电不再是自然垄断,具备引入竞争的条件我国目前的电力结构为：火电占75%，水电占24%，核电仅1%秦山核电站30万千瓦，大亚湾核电站2×90万千瓦

燃气轮机发电机组装机1998年底，我国单机容量为50MW以上等级电站37套。其中，组成300MW等级4套。装机占火电总容量的３．５％，大部分由国外购进，国产机组只占９．４％

邹县发电厂是254万千瓦，100万以上有70座以上（2000年数据）

三峡电站共装设26台70万千瓦的发电机组，总装机容量为1.82万兆瓦，其规模相当于10座2000兆瓦的大型火电站的容量功能。北京市用电最大负荷1070万千瓦，浙江省电力公司最高网供电力负荷1200－1250万千瓦

行业特点公用事业、自然垄断、基础和能源产业能源产业我国3．85亿千瓦支撑着1．4万亿美金的GDP，美国8．5亿千瓦支撑了11万亿美金的GDP，日本只有2亿千瓦，支撑了4万亿美金的GDP（03年）。公用事业和基础产业公共品：具有非竞争性和非排他性非竞争性：可以共享，消费数量与消费者无关。非排他性：不能将某个消费者排除在外。准公共品：具有非竞争性或非排他性规模经济性和外部性经济效益、社会效益（政治目标）福利分析福利：效用或幸福度帕雷托最优：增加效用不能以牺牲别人的幸福为代价社会福利函数罗尔斯和边沁的福利函数二.电力工业的传统组织结构3.垄断的经济管制现有两种基本模式：美国模式：回报率管制企业收入＝成本＋投资回报率×投资回报率基数美国3－5年，垄断和服务产品调整，申请、价格听证会，供求双方和监管机构，投资的确立（原始资本成本法、现行价格水平资产价值）二.电力工业的传统组织结构3.垄断的经济管制现有两种基本模式：英国模式：RPI-X——确定给定时期的平均价格，并允许每年根据通货膨胀率（零售价格指数或RPI）减去电力企业生产效率增长率（X）激励，避免直接监控成本

0.40元/kWh,4%,2%,…,?三.电力工业特有的关键因素1.电力的四个技术事实:■事实1：电不能被储存

季节、峰谷、电力在竞争性市场中每小时电力趸售价格淡季一天之中高峰电价和低谷电价的变化一般约达到2：1，旺季达到10：1没有库存不能转售（地点、时间）不能平抑价格波动不能在流通环节投机三.电力工业特有的关键因素1.电力的四个技术事实:事实2：电走电阻最小的路径

流动遵循基尔霍夫定律

并非合同路径大用户直供、双边交易金融关系与物理关系。不能区别是谁发出的电，不可能有标签和任何差别三.电力工业特有的关键因素1.电力的四个技术事实:事实3：电网电力传输互相影响，情况复杂

-系统高度关联事故、连锁反应大面积停电振荡、失压和频率变化美国03年8.14加州大停电：多条线路触树短路；引发大停电；影响5千万人口，美国8个州、加拿大2个省；输电距离5万4千公里；美国损失40－100亿美元、加拿大23亿美元；输电网多家经营，缺乏协调。三.电力工业特有的关键因素1.电力的四个技术事实:事实4：电以光速运动

实时平衡调频三.电力工业特有的关键因素2.系统控制实际上电不同于其他日用品，需要短期协调。（这里短期协调是指日前、日中和实时协调）。系统操作员必须能够控制电厂。

不管发生了什么变化，系统调度员必须继续实时控制系统，必须告诉发电厂什么时候运行，什么时候增减负荷，什么时候停机。“是的，先生”。“你让我这样做，准备给我什么补偿”

三.电力工业特有的关键因素约束交易规则的电力的特殊特征特征

问题

设计问题

不能存储

合同数量与使用量或出力不匹配

不平衡

最小阻抗的路径

可能出现的过载

阻塞管理

网络的相互作用备用、调峰、调频和无功补偿；频率和电压；

辅助服务

光的速度

系统调度员需要负责计划和调度

三.电力工业特有的关键因素市场交易规则设计的四大支柱:不平衡量阻塞管理辅助服务计划和调度四、电力需求侧---负荷理论

1．负荷分类及特征1）按供电关系：直供用户/非直供用户/（趸售、转供用）2）按电价：照明用户、非工业、普通工业、大工业、农业、趸售3）按供电电源：高压用户、低压用户、双电源用户、专线用户4）按用电性质：临时用户、季节性用户、重要用户5）按行业分：农业、工业、地质勘探、建筑业、交通邮电、商业、城乡生活、其它。四、电力需求侧---负荷理论大用户315或630KVA高耗能单位产品耗电量≥3000KWh/吨；耗电总成本比重≥40%；行业电解铝；铁合金；电石；烧碱；水泥；钢铁。四、电力需求侧---负荷理论2.用电构成：四、电力需求侧---负荷理论地区年份工业商业居民华北地区200460.10%7.8%9.4%美国199437.4%28.1%34.3日本199447%21.9%28.6%四、电力需求侧---负荷理论3.负荷曲线：

四、电力需求侧---负荷理论四、电力需求侧---负荷理论4.表征负荷的技术经济指标峰谷差

=最高负荷-最小负荷最小负荷率

=XX期内最小负荷/同时期内最高负荷负荷率

=XX期内平均负荷/同时期内最高负荷最高负荷利用小时

=XX期发、供、用电量/同期发、供、用电量最高负荷四、电力需求侧---负荷理论5.负荷影响因素分析：国民经济发展速度；节假日；大用户事故检修；气象；主要电弧炉、轧钢机等开停情况；经济形式等。四、电力需求侧---负荷理论6．电力需求经济学理论及有关指标数据6.1．概述1）定义：E=Q变动%/X变动%2）分类：按影响因素分类:价格弹性（当X＝P时）收入弹性（当X=I时）交叉弹性（当X＝PY时）

四、电力需求侧---负荷理论6.2.需求价格弹性(PriceElasticityofDemand)（1）

类型：①EP=0（完全无弹性）；

②EP=∞（完全弹性）；

③EP>1（富有弹性或弹性需求）；

④EP=1（单位弹性）；

⑤EP<1（缺乏弹性或非弹性需求）四、电力需求侧---负荷理论（注：1938年亨利.舒尔兹估算了美国某些商品的需求价格弹性。）四、电力需求侧---负荷理论6.3.需求收入弹性(IncomeofElasticityofDemand)（1）

类型：

①EI<0（低档货）(InferiorGoods)；②EP=0；③0<EI<1（正常货）(NormalGoods)；④EI=1；⑤EP>1（高档货）(SuperiorGoods).四、电力需求侧---负荷理论（注：1970年，英