科普 | PJM電力市場(chǎng)是怎么玩的？

2017-10-09 14:10:52 一只小電驢　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

轟轟烈烈的浙江電力市場(chǎng)4000萬招標(biāo)方案落下帷幕，最終贏家是PJM和電科院組成的聯(lián)合體，據(jù)說廣東電力市場(chǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)也很大程度上參考了PJM的經(jīng)驗(yàn)，那么PJM電力市場(chǎng)究竟是如何設(shè)計(jì)和組織的?本期小科普就為大家做個(gè)大

基本情況

美國現(xiàn)已形成10個(gè)電力批發(fā)市場(chǎng)，其中有7個(gè)ISO/RTO市場(chǎng)，其地理分布如下圖：

美國10個(gè)電力批發(fā)市場(chǎng)示意圖

(來源：www.ferc.gov)

PJM負(fù)責(zé)美國大西洋沿岸13個(gè)州及哥倫比亞特區(qū)覆蓋243,417平方英里范圍的電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理。作為一個(gè)區(qū)域輸電組織，PJM負(fù)責(zé)約72075英里傳輸線的地區(qū)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，管理競爭性電力批發(fā)市場(chǎng)，并規(guī)劃電網(wǎng)的擴(kuò)容以保障系統(tǒng)可靠性并減輕阻塞。

PJM的歷史可以追溯到1927年，賓夕法尼亞州和新澤西州的三家公共事業(yè)公司形成了世界上第一個(gè)電力聯(lián)營體，1956年兩個(gè)馬里蘭州公共事業(yè)公司加入，形成了賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection，即PJM)。1997年JPM成立了獨(dú)立的公司，2002年成為美國首個(gè)區(qū)域輸電組織(RTO)。

PJM覆蓋區(qū)域，不同色塊代表不同輸電區(qū)

(來源：www.pjm.com)

PJM功能與市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

PJM作為一個(gè)非盈利性組織，其功能主要有以下三個(gè)方面：

運(yùn)營電網(wǎng)，保持供需平衡，監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行，此部分功能類似于國內(nèi)的調(diào)度中心。

運(yùn)營電力市場(chǎng)，PJM是一個(gè)競爭性電力批發(fā)市場(chǎng)，可以說是目前國內(nèi)交易中心的升級(jí)版。

制定電網(wǎng)規(guī)劃，規(guī)劃期長達(dá)15年。

從交易品種來說，PJM包括能量市場(chǎng)、容量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、金融輸電權(quán)市場(chǎng)。從交易時(shí)長劃分，又可以分為實(shí)時(shí)市場(chǎng)、日前市場(chǎng)和長期市場(chǎng)。

日前與實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清

電能量市場(chǎng)包括日前和實(shí)時(shí)兩個(gè)市場(chǎng)，均采用全電量競價(jià)模式，都用節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)法(LMP)出清，也就是以電網(wǎng)中特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)上新增單位負(fù)荷所產(chǎn)生的新增供電成本為基礎(chǔ)來核定電價(jià)。LMP=系統(tǒng)電能價(jià)格(MEC)+輸電阻塞價(jià)格(MCC)+網(wǎng)損價(jià)格(MLC)。

在日前市場(chǎng)上，發(fā)電商需要申報(bào)其所有的發(fā)電資源與交易意愿，市場(chǎng)將其與全網(wǎng)的負(fù)荷需求進(jìn)行匹配，通過出清計(jì)算形成發(fā)電商的日前交易計(jì)劃，并按照日前的節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)進(jìn)行全額結(jié)算。此時(shí)可以對(duì)雙邊交易和自供應(yīng)合約進(jìn)行標(biāo)識(shí)，這部分電量將在出清時(shí)保證交易。日前市場(chǎng)本質(zhì)上是考慮系統(tǒng)安全約束的機(jī)組組合問題，每小時(shí)出清。

2017.10.7日前市場(chǎng)出清結(jié)果(每小時(shí))

實(shí)時(shí)市場(chǎng)是現(xiàn)貨市場(chǎng)，按照實(shí)際電網(wǎng)操作條件的實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)每5分鐘出清一次，并同步公布在PJM官網(wǎng)上。之后每小時(shí)進(jìn)行一次買賣雙方的結(jié)算，每周為市場(chǎng)參與者開具發(fā)票。實(shí)時(shí)市場(chǎng)本質(zhì)上是考慮系統(tǒng)安全約束的經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。

2017.10.7實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清結(jié)果(每5分鐘)

日前與實(shí)時(shí)市場(chǎng)結(jié)算方式

PJM的日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)采用雙結(jié)算系統(tǒng)(two settlements)。日前市場(chǎng)出清結(jié)果用于日前計(jì)劃的結(jié)算，實(shí)時(shí)計(jì)劃與日前計(jì)劃存在的差異按照實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)進(jìn)行增量結(jié)算。需注意的是：日前市場(chǎng)的出清結(jié)果只用于結(jié)算，實(shí)時(shí)市場(chǎng)的出清結(jié)果用于結(jié)算和實(shí)時(shí)調(diào)度。

雙結(jié)算系統(tǒng)下，市場(chǎng)成員的收益可以表示為：

市場(chǎng)成員的收益=日前計(jì)劃*日前市場(chǎng)LMP+(實(shí)時(shí)計(jì)劃-日前計(jì)劃)*實(shí)時(shí)市場(chǎng)LMP

舉個(gè)例子：

某購電方在日前市場(chǎng)預(yù)計(jì)次日負(fù)荷為100MW，日前市場(chǎng)LMP=20(美元)，則它在日前市場(chǎng)需付100*20=2000美元

若實(shí)時(shí)市場(chǎng)上的負(fù)荷為105WM，實(shí)時(shí)市場(chǎng)LMP=25,則它在實(shí)時(shí)市場(chǎng)需付(105-100)*25=125 美元，共付2125美元

若實(shí)時(shí)市場(chǎng)上的負(fù)荷為95MW,實(shí)時(shí)市場(chǎng)LMP=15,則它在實(shí)時(shí)市場(chǎng)需付(95-100)*15=(-75)美元，共付1925美元

(發(fā)電方同理)

其他特點(diǎn)

PJM市場(chǎng)中抑制市場(chǎng)力的主要措施是“三寡頭測(cè)試”(three pivotal supplier test，PST),用來確定在輸電約束下是否需要設(shè)置報(bào)價(jià)上限。并且有電力短缺等緊急條件下的報(bào)價(jià)規(guī)定。

在監(jiān)管方面，PJM除了受聯(lián)邦級(jí)別的FERC、各州公共事業(yè)管理委員會(huì)的監(jiān)督外，還有獨(dú)立市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)每年發(fā)布監(jiān)管報(bào)告以改進(jìn)市場(chǎng)設(shè)計(jì)、提高市場(chǎng)表現(xiàn)。在2016年度報(bào)告中，對(duì)于該機(jī)構(gòu)認(rèn)為PJM能量市場(chǎng)中電力批發(fā)價(jià)格基本接近邊際成本，整體上實(shí)現(xiàn)了有效競爭。

今天的小科普就先為大家介紹下PJM的基本情況和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、現(xiàn)貨出清與結(jié)算方法。PJM作為運(yùn)行了多年的成熟電力市場(chǎng)，還有很多特殊的市場(chǎng)設(shè)計(jì)，比如基于可靠性定價(jià)(RPM)的容量市場(chǎng)、廣泛應(yīng)用的需求側(cè)響應(yīng)、金融輸電權(quán)(FTR)與拍賣收益權(quán)(ARR)交易、日前市場(chǎng)增加虛擬報(bào)價(jià)以增強(qiáng)系統(tǒng)流動(dòng)性等，有興趣的讀者朋友可以自行研究學(xué)習(xí)。

參考資料

1.www.pjm.com

2. 鄒鵬,陳啟鑫,夏清,何暢,葛睿. 國外電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)的邏輯分析及對(duì)中國的啟示與建議[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,38(13):18-27

原標(biāo)題:小科普 | PJM電力市場(chǎng)是怎么玩的？

責(zé)任編輯：lixin

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