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歐盟統一電力市場建設

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國電力 發布時間:2020-11-21 瀏覽:
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隨著可再生能源裝機容量與并網比例的不斷提升,消納可再生能源與平抑功率波動成為歐洲各國所面臨的共同挑戰。歐洲各國在歐盟的主導下開展了一系列能源領域合作,并在構建歐洲一體化電力市場交易體系上達成共識。作為歐洲電力一體化進程的基石,歐盟統一電力市場建設經歷了從單個國家市場到跨國區域市場,從中長期、短期合同交易到日前、日內交易分階段推進的過程。目前歐盟以日前耦合市場為主要特征的統一電力市場已覆蓋近30個國家,初步形成了大范圍資源優化配置的電力市場交易平臺。

歐盟統一電力市場建設

執筆人:陳珂寧、張高、楊素

國網能源院企業戰略研究所

一、歐盟統一電力市場建設歷程

歐盟統一電力市場是歐洲統一大市場的組成部分,其建設目的主要包括:一是適應歐盟經濟一體化進程,促進各國電力市場開放和自由貿易;二是引入競爭機制,提升能源行業運行效率和整體經濟效益;三是促進成員國之間資源整合和優勢互補,更好地保障歐盟整體的能源安全;四是促進清潔能源和可再生能源開發利用,推動能源結構轉型和低碳經濟發展。

統一市場的建設經歷了從頂層設計到細化規則,從單個國家市場到跨國區域市場,從中長期交易到日前、日內交易的分階段推進過程,其主要節點如下:

1986年,尚處于“歐共體”時代的歐洲簽署了《單一歐洲法案》(Single European Act),歐盟統一能源市場的設想初步誕生。

1993年歐盟提出建設統一電力市場的目標,至今已形成了包括7個區域市場的統一電力市場雛形。

2006年,日前電力跨境耦合市場啟動(截至2019年,已覆蓋25個國家)。

2011年,歐盟提出在2014年之前建成歐洲內部統一能源市場(Single Energy Market)的目標,要求各成員國加快輸電網絡等基礎設施的互聯、統一運行規則和技術標準等。

2018年,歐洲跨境日內市場成功上線運行,整個歐洲日內連續市場整合在一起,以補充現有的日前耦合市場。

二、歐盟統一電力市場機制設計

(一)跨境中長期雙邊交易

屬于場外交易,由市場主體自行簽訂中長期雙邊物理合約,并約定計劃曲線,于日前市場開啟前提交給相關調度機構,需物理執行。中長期雙邊物理合約執行前,需通過拍賣方式購入跨境物理輸電權(顯示拍賣),作為跨境中長期雙邊合約執行的保障;除跨境中長期雙邊物理合約外,市場主體可在金融交易機構進行標準化期貨合約交易以規避風險或獲利,與雙邊物理合約交易互不影響。

(二)跨境日前耦合市場

各國/地區調度機構負責提供跨境可用通道容量約束,各國/地區交易機構獲取市場主體申報信息形成輸入、輸出交易意向,由EPEX、Nord Pool等7家電力交易機構作為上層耦合系統交易機構進行輪值出清;因輸電阻塞將形成各國/地區的耦合出清電價差,該價差是含收益權物理輸電權或金融輸電權交易的依據和前提。

(三)跨境日內耦合市場

日內耦合市場是日前市場的進一步補充,使市場主體交易電量進一步貼近實際發用電需求,特別是適應了可再生能源發電波動對系統的影響。日內耦合市場不同于日前市場的一次出清,采用了多時間尺度下類似于股票市場的撮合交易模式的連續滾動出清方式,即市場成員可自行在日內交易系統中進行“掛牌”,根據價格優先次序進行匹配成交。

(四)輔助服務與實時平衡

由于輔助服務與實時平衡市場與各國電力系統運行方式緊密結合,長期以來歐洲各國的輔助服務市場與實時平衡市場均由各國TSO自行組織。目前,歐洲各國采用的平衡市場模式主要通過平衡機制(Balancing Mechanism)、三次調頻等方式,本質都是通過市場化手段,根據機組報價,實現機組出力的上調或下調。

三、歐盟統一電力市場關鍵問題

(一)歐盟日前市場兩級銜接機制

日前市場聯合出清不考慮各國(價區)內部輸電阻塞,僅考慮跨國(價區)之間的輸電線路容量限制。由TSO向電力交易機構發布跨境傳輸通道的可用傳輸容量(Available Transmission Capacity,ATC)。市場A和市場B的市場成員各自提交報價,使用該傳輸容量作為約束進行統一優化出清,得到各自市場的成交電量及價格。在區域間有阻塞和無阻塞情況下各市場出清曲線如下圖所示:

(二)歐盟統一電力市場阻塞管理機制

對于各成員國(TSO調度區域)內的輸電阻塞,各國TSO進行調整或組織相應的交易,主要采取的方式包括再調度(Re-dispatch)、通過平衡機制利用市場成員的調整報價進行發電出力的調整等。

對于跨國輸電通道的輸電阻塞,一般由輸電容量顯式拍賣和輸電容量隱式拍賣兩種方式進行處理。顯式拍賣適用于跨境雙邊電力交易;隱式拍賣主要適用于日前市場耦合。

(1)輸電容量顯式拍賣

市場主體通過獨立的輸電權市場拍賣(顯式拍賣,Explicit Auction)獲得的輸電權,是其中長期合約物理執行的前提,屬于物理輸電權。市場主體在輸電權交易平臺進行年度、月度、每日等時間尺度的輸電權拍賣,按照報價由高到低的次序、以實際跨境輸電通道可用容量為約束依次出清。市場主體需在中長期物理合約的執行計劃提交給調度機構之前獲得物理輸電權。市場主體擁有的物理輸電權對應的容量,決定了其在跨境通道上允許實際傳輸容量的上限。

物理輸電權分為兩種,一種是純物理輸電權,另一種是帶收益權的物理輸電權:對于純物理輸電權,若市場主體沒有充分使用,則剩余容量將被系統無償“回收”;對于帶收益權的物理輸電權,市場主體未充分使用的輸電容量將通過跨區價差的方式回收。

(2)輸電容量隱式拍賣

跨境輸電權的隱式拍賣,是跨境現貨市場在考慮跨境通道物理傳輸約束情況下的市場統一優化出清過程。因此,輸電權的隱式拍賣無需交易機構組織實際拍賣,市場主體將根據市場交易出清結果自然獲得電量執行計劃,亦相當于獲得了一定容量的跨境輸電通道的使用權。在耦合出清過程中,若跨境通道存在阻塞(傳輸需求大于通道可用容量),則輸出地區的出清電價將低于受入地區的電價,該價差將作為帶收益權的物理輸電權、以及金融輸電權(FTR)的結算依據和回報資金來源。因此,輸電權的隱式拍賣是帶權益的物理輸電權和金融輸電權返還收益的前提。

(三)歐盟典型容量機制

以風、光為代表的具有不確定性的可再生能源并網,一方面逐步使傳統機組利用小時數不斷降低,另一方面也要求傳統機組為其提供系統發電充裕度保障。為解決傳統機組因投資難以回收而面臨關停、從而進一步加大系統可靠性問題,歐盟近年來不斷探索建立容量機制,以保證發電充裕度和系統運行安全。比較典型的是戰略容量機制、全市場容量機制以及需求側響應機制。

(1)戰略容量機制主要是指通過招標方式與發電機組簽訂合同從而保障短期電力供應,涉及的機組范圍較小,相關機組由調度/市場運營機構在緊急時段進行調用,在市場出清中具有較低的優先級。在完成市場轉型和改革、解決潛在市場問題后,該機制將被取消,未來將被更常規化、競爭化的方式取代,例如向所有類型的容量供應商開放市場,以保障有效的競爭并限制費用。

(2)全市場容量機制由更多市場主體參與,采用全市場拍賣的方式保障系統供電安全,并與其他電力交易品種銜接緊密,具有完善的價格、出清機制。全市場容量機制將在未來長期存在。由于市場化容量機制的創新設計,用電側為容量備用支付的費用可以被有效地控制,英國、法國以及愛爾蘭的電力容量市場也都將仿照這種設計以建設或改進全市場容量機制。

(3)需求側響應機制相當于在用戶側利用市場化手段,根據報價、負荷調節特性等情況對相關需求側資源進行調控,挖掘需求側資源靈活調節的潛力,為系統騰出容量空間。歐盟的相關規則法律在一定程度上保證了需求側響應機制不會演變為不合規的補貼方式,避免出現不正當競爭或牟利、對用戶造成過高的價格等情況。

專家介紹

陳珂寧,電氣工程博士,國網能源院企業戰略研究所高級工程師。主要從事電力體制改革、電力市場建設、電力系統分析等研究。作為課題負責人承擔國家電網有限公司科技項目、管理咨詢等多項;獲國家電網公司軟科學成果獎一、二、三等獎多次。以第一作者發表SCI、EI檢索文章數十篇。

張高,電氣工程博士,國網能源院企業戰略研究所研究員。主要從事電力市場、電力體制改革、需求響應等研究,先后承擔國家發改委、國家能源局、國家電網公司委托的重大課題20余項,主筆或參與編寫《國內外電力市場化改革分析報告2020》、《“十四五”電力需求響應政策機制研究》等著作和報告,獲得國家電網公司科技進步獎、國家電網公司軟科學成果獎等獎項。

楊素,博士,國網能源院企業戰略研究所改革與市場研究室專家。長期從事電力市場、電力體制改革、電力行業節能減排等領域研究。曾作為負責人承擔了50多項國家電網公司重大科技項目、重大戰略課題、管理咨詢項目等的研究與管理工作,項目內容涉及售電側改革、大用戶直接交易、增量配電業務放開、現貨市場等領域,具有豐富的理論、技術和實踐經驗。

團隊簡介:企業戰略研究所(以下簡稱戰略所)成立于2009年,原名為企業戰略與管理咨詢研究所,2010年12月單獨設立企業戰略研究所,是國網能源院核心研究所之一。經過多年實踐和積累,在企業發展戰略與規劃、體制改革與電力市場、企業國際化發展等領域已形成顯著優勢,培養造就了一支專業素質高、研究能力強的研究咨詢隊伍。戰略所內設企業戰略規劃研究室、改革與市場研究室、國際化發展研究室,共有32名員工,平均年齡32歲,其中博士27人,碩士5人,具有高級職稱12人,國家電網公司優秀專家人才后備3人,是一只充滿活力、善于思考、凝聚力強的團隊。曾獲得“2010年度國家電網公司先進黨支部”、“2011-2012年度國家電網公司科技工作先進集體”、“2018年度國家電網有限公司先進班組”、國網能源院“2011-2017年度先進集體”以及“課題攻關黨員先鋒團隊”等稱號。2016年,設立“馬莉勞模創新工作室”。

關鍵字:電力市場

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