PJM地處經(jīng)濟發(fā)達的美國東部地區(qū)，美國21%的GDP在其調控區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生。2017年，PJM區(qū)域總發(fā)電量約7700億度，截至目前已有超過1000個成員，但這番繁榮景象并非一日煉成，而是在經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展之后才演變至今日的樣貌。

隨著一次能源結構變化和能源消費方式的改變，電力系統(tǒng)調度和市場運行也必須適應這種變化和發(fā)展。雖然PJM所在的區(qū)域并非新能源稟賦良好的地方，但近年來新能源及分布式電源在區(qū)域中仍然穩(wěn)步向前，甚至有提速趨勢。另外，跟隨頁巖氣革命而來的燃氣機組已成為PJM市場中最多的機組，很多燃機成為基荷機組。在此背景下，PJM市場迎來了新的挑戰(zhàn)和機遇。

第一，完善價格形成機制。對于電力市場而言，最核心的是價格，它是評定一個市場好壞的最終指標。

從二十世紀末美國聯(lián)邦能源管理委員會 (FERC)推出標準化市場設計以來，近十多年以邊際節(jié)點價格為基礎的安全約束機組組合及經(jīng)濟調度算法沿用至今。2014年，F(xiàn)ERC要求各個獨立系統(tǒng)運營商(ISO)、區(qū)域輸電組織(RTO)重新審視自己的價格形成機制，尤其是對一些快速啟停機組的定價算法進行必要修改。

此外，從2006年到2017年間，PJM電力批發(fā)市場的成本結構也發(fā)生了變化。從批發(fā)市場的角度看，發(fā)電廠能在能量市場、容量市場以及輔助服務市場中獲得利潤。圖一中藍色為能量市場占比，深藍色為容量市場占比。近年來，比例由以往的能量市場占絕對主導地位，變成了容量市場向上攀升。

圖一 批發(fā)市場成本結構比例(2006-2017)

PJM及其成員基于FERC提出的要求和當前成本結構的變化，已形成專門的任務工作組開展討論。初步解決方案包括，讓快速啟停機組來參與定價，減少市場外補償;另外，在實時市場中，增加設置合適的輔助服務。PJM的實時市場目前只有10分鐘備用，增加實時市場備用到30分鐘，使其和日前市場有效銜接。

第二，燃料供應安全。電力系統(tǒng)的韌性和彈性是PJM另一個重點， 如何“小概率大影響”的極端事件中恢復到正常狀態(tài)將是所有電力系統(tǒng)面臨的課題，比如極端天氣，或者某種燃料供給不足，從而影響到系統(tǒng)安全。目前PJM正在從安全角度研究，并進行仿真試驗，一是未來如果燃氣機組在系統(tǒng)中占據(jù)絕對主導地位，是否會對系統(tǒng)韌性有所影響;二是與美國能源部(DOE)、國土安全局(Department of Homeland Security)等相關部門合作，協(xié)助他們對重要設施的安全穩(wěn)定運行進行保護。

第三，容量市場定價和補貼。容量市場定價涉及補貼。近幾年由于聯(lián)邦和地方政府的各種補貼，比如清潔能源補貼(zero emission credit)，容量市場的出清價格被壓低(如圖二所示)。

圖二 容量市場出清

現(xiàn)在正在討論的可能解決方案之一是，這些被補償?shù)臋C組直接帶著補償，不參與容量市場，這些機組的離開導致價格會回到比另一個較高的價格，是否要求這些退出機組將補貼拿出來，補償給這個容量市場中出清的機組將是另一個值得研究和討論的課題。

第四，分布式能源參與批發(fā)市場。儲能，需求側響應等等分布式能源近些年來在任何一個系統(tǒng)中都有增加的趨勢，PJM也不例外。FERC的841號令也要求各系統(tǒng)運營商研究并提出可行方案來協(xié)助這些參與批發(fā)市場。因為分布式能源往往在配網(wǎng)中，在ISO能夠看到的計量表計后面。如何讓他們被批發(fā)市場運營者觀測到，進而參與市場，是規(guī)劃、調度、市場三個部門正在協(xié)同研究推進的事。

以上僅是幾個近幾年PJM面臨的挑戰(zhàn)，隨著政治、經(jīng)濟、環(huán)境等外部變化，任何電力系統(tǒng)及市場也在不停的發(fā)生演變和創(chuàng)新，電力市場的主要目的是發(fā)現(xiàn)價格并提供系統(tǒng)調度運行有效的幫助。在任何市場設計中，電力安全和可靠永遠是第一，有效的電力市場是更好的以價格為導向的輔助電力調度和安全生產(chǎn)。