電力現(xiàn)貨價(jià)格機(jī)制研究|什么是短缺定價(jià)?

在較高的層面上，短缺定價(jià)是邊際成本定價(jià)系統(tǒng)的一部分。在有效定價(jià)方式下，價(jià)格反映了向客戶交付產(chǎn)品的邊際成本。當(dāng)容量供應(yīng)超過對(duì)電能和運(yùn)營備用的需求時(shí)，電能的邊際成本反映了邊際發(fā)電機(jī)的自付邊際成本——主要是燃料成本。提供運(yùn)營備用的邊際成本本質(zhì)上是機(jī)會(huì)成本-即該資源原本可以通過出售電能而非提供備用而獲得的凈收入。

然而，當(dāng)實(shí)際可用的容量小于滿足電能需求和運(yùn)營備用要求(以期望的價(jià)格)時(shí)候，額外的電能需求只能通過減少運(yùn)營備用量來滿足。這樣的話，電能的邊際成本將包括與減少運(yùn)營備用相關(guān)的機(jī)會(huì)成本(同理，通過減少運(yùn)營備用，如果發(fā)生意外事件，非自愿削減負(fù)荷的概率增加。由此產(chǎn)生的相關(guān)期望成本是非自愿削減負(fù)荷的概率乘以損失負(fù)荷的值。)

理想情況下，在短缺期間，運(yùn)營備用的價(jià)格可以反映這一機(jī)會(huì)成本，電能價(jià)格將會(huì)反映這一機(jī)會(huì)成本以及用于生產(chǎn)電能的自付邊際成本。

短缺定價(jià)是通過一系列設(shè)計(jì)要素實(shí)現(xiàn)的(下一篇我們將全面討論)，這些元素理想地反映了短缺定價(jià)的目標(biāo)，短缺定價(jià)的邏輯基礎(chǔ)以及采用短缺定價(jià)制度的運(yùn)作化的現(xiàn)實(shí)。

-短缺觸發(fā)因素 – 實(shí)際短缺vs 價(jià)格帽引發(fā)的短缺

在實(shí)踐中，短缺定價(jià)通常是在兩種情況下被觸發(fā)的。

第一種情況發(fā)生在系統(tǒng)運(yùn)營商沒有足夠的資源來滿足電能和運(yùn)營備用的要求時(shí)。在這種情況下，系統(tǒng)無法得到一個(gè)最優(yōu)解來同時(shí)滿足電能和運(yùn)營備用的要求。

在第二種情況下，RTO或ISO建立的一個(gè)價(jià)格帽，當(dāng)價(jià)格在此價(jià)格帽之上時(shí)，RTO/ISO會(huì)選擇保持不足的運(yùn)營備用而不是用高于價(jià)格帽的價(jià)格買入更多運(yùn)營備用以達(dá)到最低要求。該構(gòu)造需要運(yùn)營者在可靠性和成本之間權(quán)衡。在任何一種情況下，價(jià)格都是通過使用行政決定的價(jià)格或“懲罰因數(shù)“而不是通過實(shí)際資源供應(yīng)報(bào)價(jià)來建立的。

根據(jù)罰款價(jià)格和實(shí)物供應(yīng)報(bào)價(jià)，這些懲罰因數(shù)可能導(dǎo)致市場出清價(jià)格上漲至高于最后一個(gè)可用報(bào)價(jià)的短缺價(jià)格，或者導(dǎo)致市場出清價(jià)格被限制在懲罰因數(shù)的水平。當(dāng)供應(yīng)短缺時(shí)，行政決定的短缺價(jià)格將會(huì)被使用，此價(jià)格高于批發(fā)市場中出清的最貴報(bào)價(jià)。該短缺價(jià)格反映了系統(tǒng)在無法滿足電能和最低運(yùn)營備用要求時(shí)的成本。然而，當(dāng)供應(yīng)可用但比罰款價(jià)格更貴時(shí)，價(jià)格將會(huì)被設(shè)定為罰款價(jià)格而不是更昂貴的資源報(bào)價(jià)。在這種情況下，短缺價(jià)格限制了系統(tǒng)為滿足電能和備用要求而支付的最高價(jià)格，并且選擇以較少的運(yùn)營備用來運(yùn)營而不是依賴比短缺價(jià)格更貴的資源。

從概念上講，懲罰因數(shù)可以被視為一個(gè)在以特定價(jià)格提供電能和運(yùn)營備用的“偽”或“虛擬”資源，系統(tǒng)運(yùn)營商會(huì)“排程”此“偽”資源來滿足剩余的備用要求(當(dāng)然，它不是實(shí)際存在的)。

-多種服務(wù)短缺的累積效應(yīng)

通常情況下，短缺時(shí)的價(jià)格形成機(jī)制比因?yàn)闆]有達(dá)到單一的基于可靠性的運(yùn)營備用要求時(shí)而采用的懲罰因數(shù)的機(jī)制更為復(fù)雜，并且懲罰因數(shù)是可以疊加的，以此來反映短缺的程度或未被滿足的特定運(yùn)營備用。短缺可能影響所有運(yùn)營備用，一組運(yùn)營備用，或單個(gè)運(yùn)營備用，短缺也可能是指所有運(yùn)營備用的耗盡和無法滿足電能需求。在大多數(shù)RTO和ISO中，短缺可以在地區(qū)范圍內(nèi)或在區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生。另外，在存在系統(tǒng)和地區(qū)要求的情況下，懲罰因數(shù)是可以疊加的。

短缺定價(jià)通常涉及三種運(yùn)營備用產(chǎn)品不足時(shí)的價(jià)格形成(a)調(diào)頻備用，用于調(diào)整供需之間的短期偏差(例如4至6秒); (b)旋轉(zhuǎn)或同步備用，其所備用和電網(wǎng)同步的容量能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)(例如，在10分鐘內(nèi))作出反應(yīng)，以便在意外情況時(shí)使用，例如發(fā)電機(jī)故障; (c)非旋轉(zhuǎn)備用，與電網(wǎng)不同步的容量，在發(fā)生意外情況時(shí)可能需要更長的時(shí)間來響應(yīng)(例如，在10-30分鐘內(nèi))。

由于提供不同備用產(chǎn)品的資格需要不同的操作特性，因此提供一種操作備用產(chǎn)品的資源不能總是提供另一種服務(wù)。

例如，由于調(diào)頻備用在時(shí)刻活躍的生產(chǎn)電能并且可以在4或6秒內(nèi)響應(yīng)自動(dòng)發(fā)電控制信號(hào)，如果ISO或RTO擁有額外的調(diào)頻備用，這些資源總是可以替代旋轉(zhuǎn)以及非旋轉(zhuǎn)備用。但是，旋轉(zhuǎn)以及非旋轉(zhuǎn)備用卻不能代替調(diào)頻備用。如果RTO 或ISO 可以選擇缺少一種備用服務(wù)，絕大多數(shù)會(huì)首先選擇缺少質(zhì)量最低的服務(wù)(也就是非旋轉(zhuǎn)備用)。假設(shè)調(diào)頻備用最低要求為10兆瓦，旋轉(zhuǎn)備用最低要求為20兆瓦。調(diào)頻備用的10兆瓦最低要求必須全部由符合調(diào)頻備用要求的資源來滿足。然而，旋轉(zhuǎn)備用的20兆瓦要求可以用更多符合調(diào)頻備用要求的資源來提供。通常，當(dāng)符合調(diào)頻備用要求的資源的下一兆瓦(超過10兆瓦最低要求)比下一個(gè)符合旋轉(zhuǎn)備用要求的資源(不同時(shí)符合調(diào)頻備用要求)更便宜的時(shí)候，前面講述的這種替代就會(huì)發(fā)生。

用可以提供較高質(zhì)量備用服務(wù)的資源替代提供較低質(zhì)量備用服務(wù)的資源的能力產(chǎn)生了上述機(jī)會(huì)成本。例如，調(diào)頻服務(wù)的短缺價(jià)格即可以反映出這種可替代性。假設(shè)缺乏調(diào)頻備用的懲罰因數(shù)為10美元/兆瓦，缺少旋轉(zhuǎn)備用的懲罰因數(shù)為5美元/兆瓦，且系統(tǒng)運(yùn)營商同時(shí)缺少調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用。在這種情況下，一兆瓦的額外調(diào)頻容量可以被用來滿足調(diào)頻或旋轉(zhuǎn)備用的要求。因此，這種可替代性也在調(diào)頻短缺價(jià)格中體現(xiàn)出來，調(diào)頻結(jié)算價(jià)格被設(shè)定為兩種備用罰款價(jià)格的綜合，15美元/兆瓦，旋轉(zhuǎn)備用結(jié)算價(jià)格被設(shè)定為5美元/兆瓦。RTO或ISO中關(guān)于允許不足發(fā)生的特定法令將決定將短缺價(jià)格疊加的具體方式。

與運(yùn)營備用的可替代性類似，懲罰因數(shù)也可以被疊加來反映對(duì)系統(tǒng)和當(dāng)?shù)匾蟮倪`反(“嵌套(nested)”要求)。例如，如果一個(gè)市場同時(shí)不滿足旋轉(zhuǎn)備用的系統(tǒng)和當(dāng)?shù)匾螅瑒t當(dāng)?shù)囟倘眱r(jià)格可反映未能滿足這兩個(gè)要求的罰款價(jià)格，因?yàn)楸镜氐馁Y源可以同時(shí)滿足本地和系統(tǒng)需求。也就是說，在本地區(qū)域內(nèi)備用服務(wù)匱乏的機(jī)會(huì)成本包括在系統(tǒng)范圍內(nèi)匱乏的成本。

除了某些運(yùn)營備用的可替代性之外，價(jià)格形成過程還涉及通過設(shè)定電能價(jià)格以保持提供電能或運(yùn)營備用的適當(dāng)激勵(lì)。這樣設(shè)定電能價(jià)格可以使得任何供能資源無差別看待提供電能或提供運(yùn)營備用。例如，如果系統(tǒng)運(yùn)營商需要將提供旋轉(zhuǎn)備用的資源調(diào)度以提供電能，從而造成系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用不足，此時(shí)的電能價(jià)格將包括該資源不提供旋轉(zhuǎn)備用的機(jī)會(huì)成本。通過將不滿足旋轉(zhuǎn)備用要求的罰款價(jià)格加到發(fā)電機(jī)的邊際成本，可以將這個(gè)機(jī)會(huì)成本反映在電能價(jià)格中。