一、电力市场原理
电作为一种特殊商品,具有时空价值,其生产、交易、供应与普通商品相比,具有以下特殊性:
- 电力传输路径受物理规律决定:电力传输受电网潮流、功率关系等物理规律影响,无法按照理想给定路线执行。
- 电力需要供需实时平衡:电力需要保证时刻平衡,不能储存,交割、运输、使用在同一时间完成。
- 电力交易需要满足安全约束:电力交易受到严格的物理安全约束,违反约束将影响交易的物理执行,甚至影响系统的安全运行。
基于不同交易标的、不同时间尺度、交割与否,电力市场可以细分为:
- 电能量市场:通过中长期→日前→实时,实现电量安排由粗略到精细的逐步完善。
- 中长期市场:满足基本负荷需求,提前锁定大部分的电量、电价,起到规避风险的作用。
- 日前市场:发现电力商品在不同时段的价格。
- 实时市场:发现电力商品在不同区域的价格,实现电力实时平衡。
- 节点电价:节点边际电价(LMP)为电力系统某一节点增加一单位负荷需求时的供应成本,能充分反映电力的时空价值差异。
电力市场的交易组织流程包括:
- 优先计划:提前锁定跨省送受电及省内优先发用电的量价,刚性、优先兑现。
- 中长期交易:提前锁定大部分量价,采用差价结算。
- 现货市场:按照最逼近实际的边界条件进行交易计算,通过安全约束机组组合(SCUC)、安全约束经济调度(SCED)程序进行优化计算,出清得到市场交易结果。
二、南方区域电力市场基本情况
- 市场建设基础:
- 电源侧:南方五省(区)电源结构各异,资源互补优势突出;清洁能源装机比例高,新能源投产加快。
- 电网侧:已建成“八交十一直”的远距离、大容量、超高压输电的西电东送主网架,西电东送通道能力超过5800万千瓦。
- 人口与经济发展:南方电网供电面积超过100万平方公里,供电人口总数达2.7亿,2024年全社会用电量达到1.7万亿千瓦时。
- 与其他市场的对比:与国网省间现货市场的差异主要体现在市场覆盖范围广、市场机制涉及各省核心利益、多层级纵向衔接、跨专业横向协同、技术支持系统复杂等方面。
- 南方区域电力市场体系:在南方五省(区)范围内建成涵盖优先计划、中长期、现货、辅助服务的区域电力市场。
- 南方区域电力市场建设进展:南方区域电力现货市场累计组织开展了12轮不同周期的调电/结算试运行,2025年6月转入连续结算试运行。
三、南方区域电力现货市场关键机制
- 维持各省政府主管部门保供稳价的自主权:创建“1+N+5X”的南方区域电力市场规则体系,既确保区域市场统一设计,也保留各省自主调控空间。
- 跨省协商决策机制:创建南方区域电力市场建设联席会议制度,搭建多省多元主体直接对话平台,实现跨省协同,政企联动,友好协商。
- 统一出清模式:“统一出清、两级协同运作”的区域现货市场模式更加符合南方区域电力系统特点,可以充分考虑电网安全约束及全盘衔接,充分利用各省的供需时间差和调节性能。
- 确保各省电力供应:通过区域现货市场出清模型中设置跨省优先计划保障机制,确保市场出清结果与中长期交易计划有序衔接。
- 跨省优先计划灵活调节:放开网对网跨省优先计划5%的电量,其余95%保障执行,激发了西部省份市场主体竞争意识,促进了西部清洁能源消纳。
- 新能源报量报价参与现货:共249家新能源场站报量报价参与现货,较2024年11月新增38家220kV新能源和46家110kV及以下新能源,增强了调节弹性,降低了价格波动,确保了电网运行安全。
- 出清模型适应多目标耦合、多重约束:设计了支撑交直流混联大电网、清洁能源消纳、梯级水电运行机理的出清模型,兼顾多个目标多重约束。
四、南方区域电力现货市场结算试运行案例分析
- 促进电力供应保障:区域现货价格能涨能跌,随行就市,燃料成本及时有效疏导,供应紧张时能有效激励发电积极性,有效促进电力供应。
- 促进跨省电量增送:跨省优先计划作为市场出清边界高比例保障执行,并在南方区域电力市场试点探索市场化灵活调节机制。
- 提高社会福利:区域现货市场以全系统总发电成本最小为目标开展优化出清,显著提升系统运行经济性。
- 市场主体收益分析:通过四象限法则分析市场主体收益,机组停机、最小出力、满发等不同情况下,市场机制能够实现多方共赢的局面。
- 机组低价调用的原因:机组低价调用可能由于出力下限约束、启动过程约束、停机过程约束、下爬坡能力约束、固定出力约束、机组群出力下限约束、调频预留约束、网络潮流安全约束、备用预留约束、水电可发电量下限约束等原因。