中国电力现货市场试运行评估：广东经验与政策引导福利分配分析

郭博伟 中国人民大学应用经济学院助理教授

詹旭浩，中国人民大学应用经济学院本科生

2017年，国家发展改革委、国家能源局印发《关于开展电力现货市场建设试点的通知》，选择广东等8个地区开展电力现货市场建设试点现货市场。截至2022年4月，广东已完成五轮现货市场试运行，并将于2021年11月开始不间断试运行结算。

前五轮现货市场试水是否稳定？政策如何引导福利分配的市场结果？市场竞争如何？英文期刊《能源政策》近日发表的《评估中国省级电力现货市场试点：广东省的经验教训》一文回答了上述问题。

01市场背景

广东电力现货市场于2018年9月启动，是全国最早试运行的现货市场。与其他地区相比，广东电力供应参与市场交易的比例较高，需求侧对售电公司开放，市场设计形式和流程更加灵活。被普遍认为是我国电力体制改革的先驱。

截至2020年底，广东省总装机容量达到141GW，其中65.8%来自化石燃料，8.5%来自可再生能源（即风能和太阳能）。 2010年至2019年，随着经济快速发展，广东电力需求总量年均增长6%。尽管可再生能源比重仍然较低，但发电量却增长了12倍，年增长率高达32%。 %。同时，广东平均约24%的电力来自周边省份，其中大部分是来自云南省的水电。图1显示了历年广东省发电能源构成。

图1 2010-2019年

广东省按燃料类型年供电量

新一轮电力行业市场化改革以来，广东参与市场的电能占发电总量的比重逐年提高，到2020年将上升至40%，预计在2020年将进一步提高。未来。电力交易主要通过中长期（M2L）合约进行，现货市场主要作为中长期交易的辅助手段。现货市场不仅根据电力需求和新能源发电量的变化调整化石能源发电量，还反映电力生产边际成本的实时变化，发挥价格发现作用。因此，一个完整的电力市场需要中长期交易和现货市场的协调运行，有助于市场高效、平稳运行。

广东现货市场包括日前市场和实时市场，由广东省电力交易中心和调度中心共同运营。所有参与市场的发电机组每15分钟清理一次。发电商根据节点电价获得收入，电力用户根据各节点加权平均电价付费。

广东将在每次试运行中完善现货市场交易规则。与前三轮相比，第四轮、第五轮试运行时间更长，持续了整整一个月。同时，随着批发零售市场逐步完善，参与现货市场的企业总数逐渐增加。同时，结算方式得到改进，信息更加透明，中长期合约曲线分解更加自由。因此，本文重点对2020年8月第四轮试运营和2021年5月第五轮试运营进行评价。

02市场价格及负荷

图2为第四轮和第五轮试运行的平均日负载。其中，“总负荷”代表广东省电力总负荷，“基荷”代表包括核能、风电、光伏在内的必要发电量，“本地负荷”代表不参与市场交易的机组，“西-东跨”。及“粤港通”。分别指西电东送和粤港通。最后，“剩余负荷”代表参与现货市场的剩余负荷。总体来看，第五轮总电力负荷略高于第四轮。但由于第五轮西电东送大幅减少，第五轮参与现货市场的发电量远高于第四轮。

图2 平均日前电力负荷

(a) 第 4 轮平均日前电力负荷（2020 年 8 月）

(b) 第五轮白天平均电力负荷（2021 年 5 月）

图3显示了日前市场（DA）和实时市场（RT）的每小时平均现货价格，以及试运行期间的价格波动（竖线代表标准差）。可以看出，第五轮现货市场价格波动幅度大于第四轮，且实时现货市场价格波动幅度大于日前市场。这意味着对于零售商来说，第五轮的交易风险高于第四轮，实时市场的交易风险高于日前市场。

图3 现货市场均价及波动情况

图4显示了两轮试运行期间日前和实时市场价格的动态变化。在第四轮现货市场试验中，日均价格周期性较为明显，但在第五轮现货市场试验中，这一特征消失，价格呈现出不规则波动的特征。另外，除少数时段外，第四轮的日前价格和实时价格有明显的收敛性，但到了第五轮，这一特征消失，极端价格出现的频率更高。

图4 日前市场价格与实时现货市场价格对比

图5为月度竞价电量及竞价价差（月度竞价与煤电标杆电价的差价）。 2020年8月，竞价价差降至-13元/MWh，远低于其他月份。原因是2020年8月进行了第四轮现货市场试运行——现货市场的引入加剧了发电行业的竞争，并在一定程度上削弱了月度竞价的串通行为。现货市场还为电力零售商提供了缓冲，即使他们未能在月度拍卖中获得合同，他们仍然可以在现货市场购买能源。

图5 月度拍卖中的投标量和投标价差

第四轮现货市场试运行的最终结果是，现货市场的推出带动了批发电价的大幅下降，让电力零售公司获得了丰厚的利润。这一现象在第五轮几乎出现逆转——由于参与市场交易的负荷远高于第四轮，现货市场电价大幅上涨，导致161家售电商中有136家遭受损失。这是因为在现货市场试点之前，零售商已经与客户签订了长期合同。此时，即使现货价格高于预期，零售商也无法立即将批发成本转嫁给终端用户，最终导致损失。据统计，2021年5月，所有零售商亏损总额超过50亿元，约占第五轮试运行可交易电力总额的21%。正是因此，系统运营商决定将下一轮现货市场试点业务推迟至2021年底。

03市场供应

供需关系是研究市场的关键。在电力市场中，由于短期电力需求缺乏弹性，供给曲线的研究就显得尤为重要。例如，供给曲线可以用来计算清洁能源并网对市场价格的影响、相关政策对市场福利再分配的影响、市场扭曲造成的无谓损失等。

图6 日前现货市场价格与剩余负荷关系

图6用散点图展示了第四、五轮试运行前市场用户侧电价与参与市场负荷的关系。第四轮试运行期间，日前市场价格普遍处于较低水平，并频繁触及价格下限，而第五轮试运行期间，所有价格均远高于价格下限。

据测算，第四轮试运行期间，每增加1000MW负荷，现货电价平均上涨7元/兆瓦时，第五轮试运行期间，这一数字上升至13元/兆瓦时。造成这一变化的原因可能是第五轮试运行的剩余负荷接近市场最大容量，导致市场竞争减弱。参与竞价的边际单位通过更高的竞价来增加利润，从而导致供给曲线更加陡峭。

表1列出了第四、五轮试运行期间的燃油成本和平均市场价格。值得注意的是，由于广东的容量补偿机制，燃气机组每发电1MWh可以获得200元的补贴，因此燃气机组的真实边际成本应该比图中的数字低200元。桌子。研究发现，与第四轮试运行相比，第五轮市场价格上涨的65%来自剩余负荷的增加，其余大部分来自燃油成本的增加。

总体来看，第五轮试点期间，需求的小幅变化伴随着市场价格的大幅波动。因此，从长远来看，鼓励清洁燃气机组投资不仅可以促进市场竞争，而且可以使供给曲线更加平坦，避免市场价格过度波动。

表1 第四、五轮试运行期间燃油成本

和平均市场价格

04价格下限的影响

广东现货市场下限价格为70元/兆瓦时。由于短期内电力需求缺乏弹性，价格下限将不可避免地将部分消费者福利转移给电力生产商。例如，假设无价格下限的市场出清电价为65元/MWh，但由于价格下限的存在，消费者每消耗1MWh的电量需要向发电商支付70元，即：另加5元。

第四轮试运行期间，744小时中有126小时日前市场电价触及70元/兆瓦时的限价下限。图 7 显示了没有价格下限的估计市场出清价格。据测算，第四轮试运行导致消费者向发电商额外缴纳电费8400万元，约占当月市场可交易电量总额的1.3%。市场价格频繁触及价格下限。一方面，说明价格下限对控制市场波动起到了有效作用。另一方面说明价格下限阻碍了市场发现价格，降低了市场效率。

图7 第四轮试运行日前实际价格

无价格下限预测日前价格

05省内城市区域市场力

由于输电能力有限，当该地区电力负荷达到容量极限时，就会出现区域市场力，导致部分地区市场电价偏高。如果区域市场力确实存在，就需要加大电网投资，通过提高区域间输电能力来降低市场力，提高市场效率。

利用节点电价构建市场力指数，可以清晰地展示广东各地区的市场力。图8a和图8b评估了第四轮和第五轮试运行下的区域市场力量。颜色越深，市场势力指数越大，即区域市场势力越大。由于第五轮试运行参与市场的负荷远高于第四轮，因此第五轮试运行的市场势力指数也普遍高于第四轮。

图8 广东本土市场势力评估

（一）第四轮试点情况

(b) 第五轮试点运行情况

研究发现，惠州、东莞、中山、汕头等区域市场力较强的城市位于广州和深圳周边（图中红圈）。由于广州、深圳占全省用电量30%以上，电能从周边城市输送到广州、深圳时，增加了周边城市所需的负荷；同时，输电面临拥堵风险，进而产生区域市场力。图8b有效地说明了当全省电力负荷较高时，广州和深圳周边城市受到区域市场力量的影响。这种影响在与广州、深圳紧密相连的东北地区尤为突出。

06试运行的启示

广东省电力现货市场试运行具有一定的政策指导意义。

首先，它揭示了现货市场价格波动的幅度。在第四轮试点中，如果没有价格下限，现货市场价格可能会更低甚至为负值。因此，第四轮试运行可能会反映未来广东现货市场可能出现的最低价格。第五轮试运行中，受多种原因影响，电力需求较高，导致电网负荷压力较大，现货市场电价频频走高。因此，第五轮试运行可能反映了未来广东现货市场可能出现的最高价格。

其次，试运行也带来了很多教训。首先，市场力量需要受到严格的监督和管理，否则发电企业可能会像月度竞价一样操纵市场、相互串通，导致市场低效率。其次，政府的计划和政策需要透明并提前公布。广东第五轮试运行由原定的2020年底调整至2021年5月，打乱了售电商的运营计划，导致大规模亏损，也对电力行业造成影响。投资者信心受到负面影响。三是现货市场需要更长的试运行时间，让市场决定价格——即使零售商在第五轮试运行中面临损失，如果现货市场试运行能够的话，他们的损失也可能得到弥补。持续几个月。第四，逐步取消价格下限和上限。价格下限虽然起到了稳定市场价格的作用，但却损害了消费者的利益。可以用极端价格应急机制取代价格上限和下限，确保市场稳定。

最后，不少业内人士注意到，由于市场设计缺陷、市场监管薄弱以及政府干预过多、经验不足、竞价策略不合理等原因，广东现货市场试运行中出现了一些异常价格行为。此外，现货市场试运行仍受到多方批评，如缺乏有效的辅助服务市场、可变成本补偿机制、将可再生能源和核电排除在市场之外等，市场仍处于完善过程中。一一解决。此外，市场格局也引发人们对现货市场市场力量的担忧。因此，考察市场势力的存在以及市场势力的潜在机制也是市场监管部门需要重点关注的领域。