這既包括七個州級或跨州市場區(qū)域所屬、由區(qū)域輸電組織或獨立系統(tǒng)運行機構(gòu)來組織的集中式電力市場(RTO/ISO run centralized market)模式，也包括剩余地區(qū)的傳統(tǒng)批發(fā)市場(traditional wholesale market)模式。對照美國電力市場發(fā)展史看如何提高行業(yè)效率，可以更好地解讀《規(guī)則》的內(nèi)涵和精神、展望電力市場化的后續(xù)改革方向與路徑。

 

（來源：微信公眾號電力市場研究  微信號：EMRI_WeCanFly  作者：李化）

 

一、最初的垂直一體化壟斷經(jīng)營、規(guī)模效應與效率最優(yōu)化

 

美國的電力工業(yè)在二十世紀九十年代以前的組織模式普遍為發(fā)輸配垂直一體化就地平衡。這既包括由自然擴張與兼并形成、售電量占比最大、大中型規(guī)模為主、政府定價、壟斷經(jīng)營的私人投資者所有公用事業(yè)公司(Investor Owned Utility, 簡稱IOU), 也包括規(guī)模小、數(shù)目以千計的市鎮(zhèn)所屬公用事業(yè)單位(Municipal Utility，簡稱Muni)和農(nóng)村電企合作社(Rural electric cooperative)，還包括聯(lián)邦政府擁有的幾家聯(lián)邦電力營銷機構(gòu)(Federal Power Marketing Agency)。起初，由于零售側(cè)缺乏競爭，IOU這些私有公司同意受到州立機構(gòu)監(jiān)管，他們也被準許擁有獨營的供電區(qū)域(exclusive service territory，又稱為franchise)。州立監(jiān)管機構(gòu)對公用事業(yè)公司在發(fā)電設施及配電設施上的投資進行審批，這些審批可以在設施建設前，也可以在投產(chǎn)后公司要通過零售電價回收成本時。一些州甚至制定了詳細的綜合能源規(guī)劃(Integrated Resource Planning，簡稱IRP)過程以確定需要新建哪些設施。

 

供電區(qū)域擴張讓公用事業(yè)企業(yè)在發(fā)電技術(shù)上獲得規(guī)模經(jīng)濟。隨著發(fā)電廠規(guī)模越來越大，單位生產(chǎn)成本也在逐步下降。隨著發(fā)電廠數(shù)目的增長和發(fā)電技術(shù)的多樣化，公用事業(yè)電力公司開始利用數(shù)學算法來優(yōu)化自身發(fā)電機組的啟停組合，采用經(jīng)濟調(diào)度的辦法來優(yōu)化這些機組的出力，以最小化實時供電成本(指以燃料為主的可變生產(chǎn)成本，不考慮固定成本分攤)，從而達到短期運行效率最大化。制定綜合資源規(guī)劃時，在持續(xù)滿足中長期電力電量平衡和可靠性的原則下，依據(jù)公用事業(yè)單位的零售定價與營利模式，以終端用戶平均電費水平長期期望值最小化為目標來制定系統(tǒng)擴展規(guī)劃。如果沒有技術(shù)創(chuàng)新和預測誤差，綜合資源規(guī)劃再加上競爭性基建招標，也能實現(xiàn)了長期投資的社會效率最大化。此傳統(tǒng)模式下的短期和長期效率最優(yōu)方案，都是僅僅單個企業(yè)控制區(qū)內(nèi)的效率最優(yōu)。

 

二、備用容量共享、電網(wǎng)互聯(lián)、經(jīng)濟電能交易和電力庫

 

機組大型化，導致自備備用容量非常昂貴。而相鄰的電力公司共享備用容量，就可將高昂的備用成本降下來。電力公司間開始建立聯(lián)絡線路，以保障發(fā)生緊急事故時能夠提供充足的容量備用；但畢竟事故很少發(fā)生，因此電力系統(tǒng)在平時擁有了過剩的輸電容量。這讓電力公司可以利用這些線路來交易電力。大型公用事業(yè)電力公司在一些情況下，其邊際發(fā)電成本可能高于或低于相鄰企業(yè)。有輸電線路容量可用時，電力公司能夠在必要時購買電力以降低成本，或向其他邊際發(fā)電成本更高的電力公司出售電力。這在美國被稱為經(jīng)濟電能交易(economy energy trading)，最初由各家電力公司調(diào)度中心負責洽談價格并在聯(lián)絡線上執(zhí)行。這種最原始的電力交易從一開始就是小時級的現(xiàn)貨交易和帶曲線的中長期交易。機組可用性和電價在季節(jié)上以及區(qū)域上有差異，這讓雙邊交易市場(bilateral trading market)活躍了起來；通過價差套利，參與雙方同時提升了彼此的運行效率。

 

容量共享協(xié)議的價值也導致了電力庫(powerpool)的誕生，這也是現(xiàn)如今區(qū)域輸電組織(RegionalTransmission Organizations，簡稱RTO)的前身。電力庫是一種多邊協(xié)議，參與成員將自身的發(fā)電機組或輸電設施的運營權(quán)交由統(tǒng)一的系統(tǒng)運營機構(gòu)進行管理。成員向運營機構(gòu)提交自身機組的增量成本數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運營機構(gòu)運行的能量管理系統(tǒng)使用機組成本數(shù)據(jù)，對機組啟停組合和經(jīng)濟調(diào)度進行多方優(yōu)化，從而提高了整個電力庫區(qū)域里的短期運行效率。優(yōu)化形成的電力交換計劃也是小時級的現(xiàn)貨交易。

 

為了讓公用事業(yè)電力公司開始共享其發(fā)電資源，1927年賓夕法尼亞-新澤西-馬里蘭互聯(lián)（PJM）成立，成為全世界第一家電力庫。1941年至1971期間，美國德州、西南、紐約、新英格蘭這四家電力庫也相繼成立。