当量电价体系及相关制度设计:（二）发电上网的实用当量电价法及其市场特性

介绍了实用当量电价法的基本原理和有关操作事项,包括其右端点原理。它不仅很好地解决了电力市场的两难问题,而且具有10个优良市场特性：既保证了市场效率,又给予充分合理的投资回报,满足了第1市场原则；提供了正确的短期经济学信号；提供了正确的长期经济学信号；无须设置价格上限，自动抑制价格尖峰；通过设置容量成本参考系,实现有效合理的政府监管；自动抑制发电厂商的不良报价行为,实现价格策略的稳健性；自动抑制发电厂商的持留容量行为,实现产量策略的稳健性；电价成分可分,便于对“新厂”和“老厂”实行不同的财税及金融调控,实现第2市场原则；易于理解，易于实现，易于监管；引入新要素后的可扩展性,目前,已扩展了从发电、输电到辅助服务等近10个核心模型及算法,几乎是一个区域电力交易市场所必需，初步形成了当量电价理论体系。此项成果的启示和意义在于:在电力市场结构还很不完美的寡头竞争条件下, 比之高成本的资产拆分和系统扩容,一个低成本的当量电价体系辅以合理的政府监管,同样可以实现相当完美的市场特性，在政府与市场、交易与投资、效率与公平、资产与经营等方面都有很好的协调一致性。     

当量电价体系及相关制度设计:（二）发电上网的实用当量电价法及其市场特性

介绍了实用当量电价法的基本原理和有关操作事项，包括其右端点原理。它不仅很好地解决了电力市场的两难问题，而且具有10个优良市场特性：既保征了市场效率，又给予充分合理的投资回报，满足了第1市场原则；提供了正确的短期经济学信号；提供了正确的长期经济学信号；无须设置价格上限，自动抑制价格尖峰；通过设置容量成本参考系，实现有效合理的政府监管；自动抑制发电厂商的不良报价行为，实现价格策略的稳健性；自动抑制发电厂商的持留容量行为，实现产量策略的稳健性；电价成分可分，便于对“新厂”和“老厂”实行不同的财税及金融调控，实现第2市场原则；易于理解，易于实现，易于监管；引入新要素后的可扩展性，目前，巳扩展了从发电、输电到辅助服务等近10个核心模型及算法，几乎是一个区域电力交易市场所必需，初步形成了当量电价理论体系。此项成果的启示和意义在于：在电力市场结构还很不完美的寡头竞争条件下，比之高成本的资产拆分和系统扩容，一个低成本的当量电价体系辅以合理的政府监管，同样可以实现相当完美的市场特性，在政府与市场、交易与投资、效率与公平、资产与经营等方面都有很好的协调一致性。     

基于古诺博弈的容量补偿与容量持留比较

首先利用电力系统随机生产模拟技术,从理论上阐明了英国早期电力市场和当量电价的容量补偿基本原理。基于成本的分析表明,英国式的容量补偿主要考虑了机组强迫停运所引起的可靠性的容量价值补偿,而这一部分价值没有体现在能量市场规则中,所以补偿是必须的;当量电价除了补偿这部分价值外还包括了规模经济性依然存在所需要的补偿。然后构造了发电厂商采用容量持留策略的智能代理仿真模型,其中包括了能量主市场和备用辅助服务市场,进一步检验并比较了在寡头市场条件下这2种都具有容量补偿功能的市场运行特点。结果表明,在当量电价机制下,发电厂商没有实施容量持留行为的策略空间,并能引导出既自愿又充足的申报容量,且能维持市场电价的稳定。而在英国早期的电力市场中,发电厂商可以利用持留容量获得超额利润,同时造成申报容量的不足和市场电价的飞升,而且越是备用容量不足,发电厂商的这种市场力就越大。而造成这种结果的真正原因是统一出清电价本身,容量补偿方法对于激励或抑制发电商市场力的作用都相当有限。因此,在通常的寡头竞争市场,基于统一出清的英国容量补偿方法不具有市场的有效性和稳健性,而当量电价方法既能给予充分的容量回报,又具有良好的市场有效性和稳健性。     

解读当量电价法

通过对当量电价法与统一出清电价法的对比分析,证实了当量电价法不但符合电力系统运行特点,而且与统一出清的边际成本电价法一样,能够提供丰富和正确的经济学信号。但发电上网当量电价法又是在保持优良加载顺序条件下,将边际成本性质的最小成本折线,提升到参考系的平均成本水平,这就使当量电价理论区别于传统的边际成本理论,将经济学的边际成本理论和会计学的平均成本理论统一起来。因此,文中指出,当量电价法是一类新的定价方法,它有严格的经济学基础,特别适用于有强烈规模经济性的电力市场。同时,它还解决了市场效率和投资充分回报这个两难问题;特别是在电力短缺情况下,可以自动抑制电价的飞升,又可以对发电厂商的不良市场行为自动实现有效而合理的惩罚,解决了缺电条件下同样能开放电力市场的重大难题;并提供了与政府职能相称的有效、合理的监管手段。当量电价法不失为一种适用于电力市场的优秀的定价方法。     

当量电价自动抑制厂商不良持留行为的自律新机制

持留发电容量(囤积居奇)获利是发电厂商行使市场力的最常用手段,由于极具隐蔽性,其危害也最大.在统一出清和两部制电价下,发电厂商从自身利益出发会采取持留容量策略;在PAB电价下,发电厂商可先持留容量造成供应紧张,然后通过报高价获利.在上述传统定价机制下,只能采用外置的补救性措施来抑制市场力,无法从根本上解决问题.实用当量电价为抑制市场力提供了全新的机制,使抑制市场力措施在定价机制中内部自律化.作者首次分析了实用当量电价下,发电厂商拥有多个发电单元的持留容量行为(发电厂商勾结的情况与此类似);结果表明,即使在这种情况下发电厂商仍没有持留容量的利益驱动,体现了当量电价抑制市场力的内在自律新机制.     

需求弹性对统一出清电价下发电容量持留的影响

分析了统一出清电价机制对发电商持留容量的激励,针对电力市场设计中应充分考虑需求响应的积极作用,建立了需求曲线线性条件下的需求弹性对单个及N个不同发电商临界及最优持留容量的影响的详细数学模型,并用实例进行了仿真.仿真结果证实了在单一买方的实时电力市场中引入需求价格弹性的必要性,而且随着需求弹性的增加发电商有利可图的持留容量空间也趋于萎缩,因此可以作为制约发电商利用容量持留而哄抬电价的有力工具.     

当量电价体系及相关制度设计:(六)输电的当量电价理论与方法

以短期边际成本原理为基础的经济调度可以保证市场效率，但由于规模(scale)经济性和范围(scope)经济性使输电投资的容量回报严重不足；而用潮流追踪法追加成本又会损害市场效率。当量电价理论主张在输电领域也必须满足第1市场原则，即：既要保证市场效率，又要保证容量充分回报；还要满足第2市场原则，即：在全网统筹实现市场效率和容量充分回报后，在新、老线路投资者之间进行再调节，实现经济公平。输电市场中的市场效率具体表现为经济调度潮流。文中介绍了比例于线损嵌入容量成本的经济调度潮流不变的不变性原理，基于此建立了输电的当量电价方法。介绍了Ⅱ型输电当量电价法，由于它要求政府对全网应回收的容量成本包括搁浅成本的年金，事先进行审核，并以过路费率的形式计入优化目标，因此电网公司可适度规避风险，适合于开放输电市场的初期，从而推荐给我国采用。最后给出了算例，将Ⅱ型输电当量电价法与短期边际成本法以及潮流追踪的追加法做了比较，验证了经济调度潮流的不变性原理，自动实现了交易和潮流解耦．很好地实现了第1市场原则和第2市场原则。     

当量定价机制下发电商的产量决策分析与比较

分析了当量定价机制下发电商的最优产量决策,比较了当量电价、统一出清和按报价支付3种定价机制对发电商的产量决策的激励作用。指出在统一出清和按报价支付定价机制下,发电商会通过持留行为滥用市场力,而在当量电价下,尤其在缺电情况下,发电商的最优产量决策仍然是申报其最大可用容量,而不是持留发电容量。当量定价方法激励发电商申报全部容量的机制,可以保证电力市场的充裕容量,从而实现了电价乃至市场的稳健性。     

MCP机制下考虑供需弹性的发电容量持留

统一出清的定价机制是电力市场中发电商存在持留行为的根本原因。针对电力市场设计中应考虑供需弹性的积极作用,该文分析了拥有边际机组的单个发电商容量持留行为发生的条件及其影响因素,并提出了将持留前后的购电费用之比作为衡量系统持留严重程度的指标W,算例验证,证明供需弹性可以作为制约发电商利用容量持留哄抬电价、危及市场稳定性的有力工具之一。     

当量电价体系及相关制度设计:(一)管制竞争阶段的两大电力市场与当量电价理论

虽然电力的规模经济性在逐渐消失但仍不可忽视，全球电力市场都应定位于“管制竞争”的“初级阶段”，此阶段存在投资与交易两大电力市场，忽视投资市场必将受到惩罚，投资市场只能通过交易市场的竞争实现回报，但为保证市场效率，交易市场的动作目标又只能是运行成本最小化，而不能包括任何投资成本。广为采用的优良排序统一出清电价的短期边际成本方法可以保证市场效率，但是，在规模经济性条件下，该方法使投资成本不能充分回报，这正是国际上多数电力市场开放后投资疲软的深层原因，按第1市场原则，在规模经济条件下，既要保证市场效率又要使投资得以充分回报，当量电价理论由此得以发展，另一方面，在容量平等竞争的市场中，新、老电厂之间有无还贷任务的差异不可忽视，企图在新，老电厂之间人为设置价格或产量壁垒更不可取，按第2市场原则，在初分配阶段注重效率，在再分配阶段注重公平，因此必须而且只能在交易阶段之后引入现代金融财税制度调控，建议了4种办法，包括税收，基金，企业间融资和重组等，从上述2个基本市场原则出发，文中提出了发展新电价理论的5个原则，在这5方面当量电价都有良好的市场表现。     

不同定价方式下电力拍卖市场运行特征的比较研究(二)仿真结果及其分析

以IEEE可靠性测试系统的数据为基础,对不同定价规则的电力拍卖市场进行了基于智能代理的仿真。结果表明：①在统一出清电价(UCP)和按报价支付(PAB)的电力市场,减少发电厂商的市场份额可以削减发电厂商的市场力,但条件是系统要有足够的备用容量;如果负荷需求接近总可用容量,即使最大的发电厂商的市场份额只有11．4％时,其电力市场的价格也会远远偏离其边际成本价格。②在PAB电力市场,市场均衡状态的总购电费用以及平均价格两方面几乎和UCP电力市场电价没有差别,甚至还要高于UCP电力市场的均衡价格,因此,使用PAB的方法很难达到抑制电价飞升的目的。③在当量电价(EVE)的电力市场,发电厂商几乎没有策略空间,所有的发电厂商都自动按照其成本报价,而且对于各种情况都具有相当稳定的表现。EVE还提供了一种独特的容量投资自动补偿机制,使得在发电生产成本存在规模经济性时,发电厂商可以得到合理的补偿。而在UCP和PAB电力市场,一方面会出现发电厂商报高价的现象,另一方面还会出现部分发电厂商负利润的情况。所有结果表明EVE具有优良的市场特征,对于发电容量相对紧缺,不变成本不可忽视的中国电力工业现状,采用EVE不失为一个明智的选择。     

3种定价方法对发电厂商报价策略的诱导机理

在电力市场环境下，发电厂商的目标是其自身利益最大化，而不是社会福利最大化，故有必要研究电力市场定价方法对发电厂商策略性报价的诱导机理，进而引导发电厂商进行成本和服务的竞争，而不是策略的竞争。文中分析了3种定价方法下发电厂商的价格决策和产量决策。在价格决策方面，统一出清电价和PAB(按报价支付)电价方法下，发电厂商均有偏离成本报高价的倾向；在实用当量电价方法下，证明了发电厂商所得的支付电价不敏感于报价，并立其最优报价策略是按真实成本报价。在产量决策方面，统一出清电价方法下，发电厂商可利用市场力通过持留发电容量获取超额利润；而在PAB和当量电价方法下，持留容量都将导致发电厂商利润损失。因此，从定价方法对发电厂商报价策略的诱导机理来看，当量电价方法要优于统一出清电价和PAB定价方法。     

确定两部制上网电价的长期边际成本方法

随着发电侧电力市场的开放和“厂网分开，竞价上网”的实施，单一的电量电价制已不适应电力市场健康，协调，持续发展的要求，建立符合市场经济规律的两部制上网电价体系已为大势所趋。在分析单一制电量电价弊端的基础上，提出应用长期边际成本原理确定两部制上网电价的方法，并给出了算例。计算研究表明，两部制上网电价体现了同网同质同价原则，体现了合理补偿成本，合理确定收益的原则，有利于市场竞争，有利于融资，符合当前电力体制改革方向，是一种衔接新老电力体制的较好模式。     

Carbon pricing and Alberta’s energy-only electricity market

Alberta operates one of the few energy-only electricity markets. This paper highlights the benefits of Alberta’s market design for the incorporation of a carbon price which efficiently transmits incentives to market participants. Specific attention is paid to how carbon pricing has contributed to the shift away from coal towards natural gas and wind. The incentives created by carbon pricing have resulted in substantial new investment in wind, solar, and natural gas-fired generation capacity.     

当量电价体系及相关制度设计:(三)水电上网的当量电价法

介绍了在电力库联营模式下水电竞价上网的方式及其当量定价方法。由于水电工况变化较大，要求合理评价其容量和电量价值，当量电价就有了独特的优势。原则是电力交易中心优先利用水电，但其电价由其等值火电决定。方法是水调中心先申报水电的日上网容量和电量，用峰修整方法获得修整后火电系统面对的剩余负荷曲线，然后，用实用当量电价法确定各火电的当量电价，再将水电插入，用其上下相邻火电的当量电价等值该水电，并评定其电价。整个过程是通过水调中心和电力交易中心之间的电量及电价几次交互，达到双方可接受的协调一致。最后讨论了水电的年收支平衡问题。这一方法很好地体现了当量电价方法的优越性。