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                華東電網在中國統一電力市場體系中的角色及作用

                為充分發揮華東電網在中國統一電力市場體系中的作用,推動長三角電力資源一體化,分析了華東電網在中國統一電力市場體系中的定位和作用。指出華東電網省間市場是全國省間市場不可缺少的組成部分和電力行業落實長三角一體化戰略的重要載體。華東電網省間市場的運營將為中國統一電力市場體系建設積累寶貴經驗。最后,給出了中國統一電力市中國電力...

                2021.02.23

                為充分發揮華東電網在中國統一電力市場體系中的作用,推動長三角電力資源一體化,分析了華東電網在中國統一電力市場體系中的定位和作用。指出華東電網省間市場是全國省間市場不可缺少的組成部分和電力行業落實長三角一體化戰略的重要載體。華東電網省間市場的運營將為中國統一電力市場體系建設積累寶貴經驗。最后,給出了中國統一電力市中國電力市場建設目前仍處于初級階段,市場的運營機制、交易方式、實施路徑的研究和設計尚不完善 。雖然有歐洲、美國等國際成熟電力市場的經驗供借鑒,但由于中國電力系統的發展歷程和管理現狀與國外有較大差異,在市場建設過程中必須堅持符合中國特色和實際。

                隨著電力市場建設的深入,如何建設省間電力市場已成為當前關注的焦點。省間電力市場的建設是中國電力市場實現更大范圍資源優化配置的核心問題之一。

                現有研究中,對區域電網在市場體系中的角色和作用描述較少,僅將其泛泛歸入省間市場的范疇。

                華東電網覆蓋滬、蘇、浙、皖、閩四省一市,所在地區是全國經濟、人口、電力負荷最集中的區域,年 GDP 總量約占全國 27.5%,常住人口約占全國 1/5。2020 年華東電網全社會用電量17 693 億 kW·h,約占全國 1/4。2020 年華東電網夏季更高負荷達 3.19 億 kW。2020 年 12 月 30 日更高負荷達 2.87 億 kW,創冬季用電負荷歷史新高,較 2019 年冬季更高負荷增長 17.63%。2020 年年末受負荷快速增長、燃機缺氣出力受限和部分省份控煤燃煤機組限出力等多重因素影響,滬、蘇、浙、皖均出現電力供需緊張局面,浙江局部地區采取了限電措施。

                如何充分發揮華東電網在電力市場建設中的作用,是以兩級電力市場體系為核心的中國統一電力市場建設中不可回避的問題。同時如何充分發揮華東電網在區域電力資源優化中的作用,也是當前落實長三角一體化發展戰略,實現長三角電力資源一體化需要重點考慮的問題之一。

                1 兩級電力市場體系

                中國電力市場建設正按照省間電力市場和省內電力市場的兩級市場體系在試點推進 。

                1.1 省間電力市場的定位與功能

                2015 年電改 9 號文配套文件《關于推進電力市場建設的實施意見》 中明確,中國電力市場體系分為區域和?。▍^、市)電力市場;其中區域市場就是指省間市場,目前由北京電力交易中心、廣州電力交易中心按照電網公司和南方電網公司經營區域分別運營。在功能定位上省間市場又可分為在全國較大范圍內進行資源優化配置的電力市場和在一定范圍內資源優化配置的電力市場。前者主要是落實能源政策,實現大范圍的資源優化配置,以中長期交易為主,通過市場化方式落實優先發電計劃、政府間協議,促進大型電源基地電能跨區域消納,重點在宏觀層面實現電力資源的優化配置。后者更側重在一定范圍內通過市場化方式使電力系統運行更經濟更有效率,重點在微觀層面實現電力資源的優化配置,其市場范圍通常與電網調度運行范圍一致。目前,北京電力交易中心和廣州電力交易中心運營的省間交易就屬于前者范疇;而近期提出的長三角、京津冀、粵港澳區域一體化市場則屬于后者范疇。

                2020 年北京電力交易中心省間交易電量達到11 577 億 kW·h  ,其中涉及華東電網跨區交易和華東網內跨省交易共計 4 388 億 kW·h,占北京電力交易中心省間交易電量的 37.90%。

                1.2 省內電力市場的定位與功能

                省內市場的主要職責是面對用戶,著重解決如何讓用戶參與市場,獲得改革紅利,現階段其建設重點在售電側市場。

                至 2020 年年末,華東五省市均已成立了相對獨立的電力交易中心,并完成了第一輪股份制改造,普遍開展了以發電企業與電力用戶直接交易為主的省內中長期市場化交易。目前,各省市均已 啟 動 了 現 貨 市 場 建 設 工 作 , 其 中 福 建 和 浙江于 2019 年起開展了省級現貨市場的試運行。

                各省市的中長期交易規則內容較為接近,現貨市場模式和交易規則差異較大。截至 2020 年年底,共注冊售電公司 571 家,除上海外,其余四省均已啟動售電市場。上海在 2020 年四季度啟動了售電公司注冊,并將于 2021 年正式啟動售電市場。

                2020 年華東全網直接交易電量 6 890 億 kW·h,同比增長 12.7%,用戶側平均降價 3.41 分/(kW·h)。

                2 華東電網在兩級電力市場體系下的定位和角色

                2.1 充分消納區外來電的物理支撐和運行協調者作為全國市場中更大的受端電網,華東電網是保障區內省市落實能源政策充分消納區外來電的物理支撐和運行協調者。截至 2020 年年底,華東電網已建成跨區直流 11 回,其中特高壓輸電線路7條,跨區直流設計輸電能力共計6 976萬kW;更高負荷日區外來電達到 4 892 萬 kW,占華東更高用電負荷的 5.3%,2020 年區外來電電量占全社會用電量的 14.4%。上海、江蘇、浙江、安徽的區外來電分別占其全社會用電量的 29.0%、14.4%、19.7%、9.3%。由于區外來電占比過高,且區外來電中多為西南水電和西北風光等不可調節電源,導致上海、浙江等省市在水電汛期等時期本省電網調峰能力不足,無法按計劃消納區外來電,江蘇、安徽在新能源大發的部分時段也存在同樣問題。因此,必須在華東全網范圍內對調峰資源進行統一調配和優化。

                為保障區外清潔能源的充分消納,華東電網近年來通過省間低谷電能置換交易實現了電網調峰能力省間互濟,并開展了省間低谷調峰輔助服務交易試點。2019 年、2020 年低谷電能置換交易電量分別為 20.34 億 kW·h 和 17.76 億 kW·h。

                2.2 改善省內市場結構,緩解發電側市場力

                華東電網直調統分電源包括秦山核電、皖電東送、新富水電和華東電網大部分抽水蓄能電站。截至 2020 年年底,華東直調電源裝機共計 3 088萬 kW·h,占全網統調裝機的 8.8%,是消納省市的重要售電方,對于改善消納省市市場結構,緩解省內市場發電側市場力有重要意義。

                華東直調統分電源的主要消納省市是上海、江蘇、浙江。如不考慮省外來電,上海、浙江的省內發電側市場壟斷度較高,近幾年上海、浙江的省內市場化交易情況也反映出發電側壟斷問題。因此,從省內市場健康發展的角度,華東直調電源應作為市場成員參與其省內市場,以期打破壟斷。

                衡量市場力的主要指標有 HHI 指數和 TOP-m指數。HHI 指數是發電市場集中度指數,是監測發電側市場力的重要指標,其大小取決于市場上發電企業的數目和各發電企業市場份額的不均等程度  。HHI 值越小,市場競爭性越好,一般情況下,HHI 小于 1 800 的市場,應可視為競爭較為充分的市場 。

                用 2020 年年底數據計算,華東區域滬、蘇、浙、皖、閩的發電側 HHI 指數分別為 3 014、1 436、2 906、1 972、1 679,而華東區域發電側 HHI 指數僅為 1 035;瀘、蘇、浙、皖、閩的 TOP-4 指數分別為 84.9、49.3、79.1、53.3、49.9,而華東區域Top-4 指數為 41.0。由此可見,區域發電側市場力要明顯小于各省市的。抑制發電側市場力措施之一是對發電商進行拆分,但在目前的省市場中這種可能性不大。因而通過引入省外發電商參與競爭或者放開用戶參與省間市場將是抑制省內發電側市場力的重要措施。

                2.3 受端電網安全責任的第一主體

                隨著跨區特高壓直流投運容量的逐年增長,華東區域尤其是長三角地區的發用電平衡模式已從省內就地平衡升級為區域平衡,系統安全防御重點已從大機組跳閘轉向了跨區大容量直流失卻(更大單回直流雙極額定容量達 1 200 萬 kW),大受端電網安全風險已超出了各省市電網單獨應對管控能力。

                在電力市場體系下,同樣要求區域電力資源共享和應急互備互保。華東電網仍是一個統一平衡的安全責任主體。只有華東電網統一協調,才能保障各省市電網的安全運行,提升長三角和全網的供電安全保障水平。

                2.4 華東電網省間市場是全國省間市場不可或缺的部分

                目前華東電網省間市場已是北京電力交易中心運營的全國省間市場的一部分,日常業務運作相對獨立。在實際運營中,華東電網省間市場向上承接北京電力交易中心全國電力市場,向下與省級現貨市場緊密聯系。全國跨區省間電力市場、華東電網省間電力市場、省級電力市場的三級架構與現行的國調、網調、省調三級調度體系及、區域、省三級電力監管體系緊密對接,是從現有計劃調度體系平穩過渡到市場交易體系的更佳選擇。

                華東電網省間電力市場是全國省間市場的重要組成部分,與跨區省間市場不同,華東電網省間市場主要功能為:(1)在一定范圍內實現電力資源的優化配置,通過中長期交易實現華東直調發電資源在購電省間的優化配置,同時通過市場化手段進一步發揮區域電網在省間余缺互濟中的作用;(2)作為全網的最終平衡市場,通過現貨交易實現全網電力電量實時平衡,與華東電網的調度安全職責相匹配;(3)通過市場化實現調峰等輔助服務資源在全網統一配置,提高受端電網消納新能源的能力和提升電網安全運行水平。

                華東電網省間電力市場的成功運營將為中國統一電力市場體系建設積累必要的經驗。統一電力市場建設的目標是實現省內和省間市場的全面融合,各交易品種在統一平臺共同出清。由于目前跨區各省的電力資源稟賦和電價差異較大,跨區域省市場融合難度大。而華東網內各省間經濟發展水平和電價差異不大,火電標桿價差更大僅為 3.1 分/(kW·h),市場融合相對容易,可作為全國統一電力市場建設的先期試點。

                3 全國統一電力市場建設對華東電網的新要求

                3.1 跨區電力資源的網內二次優化需求近年來跨區直流特高壓的配套電源通常采用點對網送電模式,由特高壓落地省市單一消納。隨著省外來電占比日益增加,單一省級電網的消納能力有限,部分時段因調峰能力不足,面臨無法足額消納的局面。同時省級電網也難以單獨承受為跨區特高壓直流失卻的風險。為充分消納區外清潔能源,提升電網安全運行水平,迫切需要在華東全網范圍內進行特高壓區外來電的二次平衡與優化。

                3.2 日益增長省間電力資源互濟需求

                華東電網省間電力資源的稟賦差異和網內新能源的迅速發展決定了華東電網省間電力資源互濟需求日益增長。華東電網省市之間能源資源分布不均,長期以來省間電力資源交互密切,隨著近年來核電和新能源的大規模投運,省間電力資源優化需求進一步增大。近年來各省市面臨的電網調節能力不足造成核電和新能源消納困難及電網低谷調峰困難的矛盾、控制減壓電煤與保供電的矛盾日益突出。其中安徽光伏、風電等新能源裝機占比近 30%,但省內缺乏建設燃機等高調節性電源的條件,自產自銷全額消納新能源的能力已瀕臨極限;福建在現有 9 臺核電機組(總裝機容量 986 萬 kW)、89 座風電場(總裝機容量512 萬 kW)的基礎上,在建及后續規劃的核電、海上風電項目還將大規模投運;江蘇也在大規模建設蘇北海上風電。依靠省內市場和行政配置實現清潔電力的全額消納難以為繼;同時蘇、浙、滬在控煤壓力下急需增加省外來電。建立華東省間電力市場,可以發揮市場機制作用,優化區域資源配置和電源布局,發揮大電網錯峰互濟優勢緩解電網調峰困難,提升清潔高效機組利用率,促進新能源和核電消納,防止棄光、棄風、棄核情況出現,助力各地壓減電煤。

                3.3 長三角一體化戰略的需求

                長三角一體化戰略對長三角電力交易一體化提出了明確的要求?!堕L江三角洲區域一體化發展規劃綱要》指出,要創新一體化發展體制機制,堅持全面深化改革,堅決破除制約一體化發展的行政壁壘和體制機制障礙,建立統一規范的制度體系,形成要素自由流動的統一開放市場,為高質量一體化發展提供強勁內生動力。而電力資源是其中最基本的要素之一。隨著長三角一體化發展戰略的全面實施,各種要素將充分自由流動,各?。ㄊ校┌l展定位和產業布局將發生深刻調整,用電負荷也必然在省間大規模轉移。在此情況下,唯有實現長三角電力交易一體化,才能充分發揮市場優化配置資源的作用,適應長三角一體化后不斷增長的省間電力交易需要。而華東電網正是實現長三角電力一體化發展的物理載體。

                4 華東電網省間電力市場建設路徑

                華東電網省間電力市場是全國統一電力市場體系中省間市場的重要組成部分,其建設路徑應符合全國統一電力市場總體建設目標。

                現階段建設目標是繼續深化華東電網在省間電力資源互濟互助中的作用,在現有省間電力中長期交易和省間調峰輔助服務交易的基礎上建立和完善市場化的省間余缺互濟交易機制,試點跨省電力用戶(售電公司)直接交易。

                中期建設目標是建立華東電網省間增量現貨市場,擴大電力用戶(售電公司)跨省購電規模;形成由省間中長期交易、省間增量現貨交易和省間輔助服務交易構成的省間電力市場。遠期建設目標是建立以長三角一體化為核心的華東電網發用電資源統一優化機制,全面放開電力用戶(售電公司)跨省購電,探索建設華東電網統一平衡市場。

                4.1 華東電網省間電力中長期交易

                華東電網省間中長期交易包括年度及以上交易、月度交易和月內多日交易。

                華東電網省間電力市場(長三角電力市場)建設初期以省間中長期物理交易為主,通過市場化手段實現省間電力資源的市場化配置,進而逐步開放電力用戶和售電公司跨省購電交易。

                (1)建立華東直調統分電源集中優化和省間余缺互濟相結合的年度集中交易市場。秦山、皖電、抽蓄等華東統分資源,在華東省間交易平臺通過年度市場化交易形成送消納省市物理交易合同。并通過年度集中競價方式,組織發電企業與購電省直接開展省間交易。

                (2)建立定期開市的省間月度增量市場和按需開市的月內多日增量市場。交易品種包括省間余缺購電、年度合同電量轉讓交易(包括發電權交易)、清潔能源消納交易等。

                (3)開展月度跨省售電市場試點。先在長三角范圍內開展售電公司月度跨省購電集中競價交易試點,再逐步開展電力用戶和售電跨省月度雙邊購電試點。

                4.2 華東電網省間電力現貨交易

                華東電網省間現貨市場包括日前市場和日內實時市場。初期開展省間物理增量交易,每日定時開市。交易品種包括省間余缺交易和清潔能源消納交易。市場建設初期,省間現貨市場的購電方僅為省市電力公司。隨著長三角一體化進程的推進,逐步引入電力用戶和售電公司參與省間現貨市場。遠期目標是建設全網的實時平衡市場,保持與現有調度安全職責一致。

                4.3 華東電網省間輔助服務交易

                華東電網省間輔助服務市場的功能主要定位于華東電網省間輔助服務的余缺互濟和安全互助。華東電網省間輔助服務的購買方為各省級電網調度機構,由其在本省輔助服務資源不夠的情況下提出省間交易需求。初期重點建設省間調峰和備用輔助服務市場。一是在現有華東跨省調峰輔助服務試點的基礎上開展跨省調峰輔助服務常態化運營,通過市場化方式實現省間低谷調峰能力互濟,替代現有的省間電能置換;二是結合省間增量現貨市場建設,同步開展省間備用市場建設。遠期結合華東實時平衡市場建設,同步開展華東全網統一的調頻、AGC 輔助服務市場建設。


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