【導(dǎo)讀】我國(guó)電力市場(chǎng)改革9號(hào)文中，將電力市場(chǎng)模式分為集中式和分散式兩種，在電力市場(chǎng)的具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，也經(jīng)常出現(xiàn)集中式和分散式之分。比如，交易模式包括雙邊交易和集中交易，對(duì)電廠的調(diào)度包括自調(diào)度和集中調(diào)度等，這都可以看為不同問題的分散和集中兩種實(shí)現(xiàn)方式。本文從市場(chǎng)的基本原理出發(fā)，對(duì)電力市場(chǎng)中的集中式經(jīng)濟(jì)機(jī)制和和分散式經(jīng)濟(jì)機(jī)制進(jìn)行討論。

(走進(jìn)電力市場(chǎng) 作者：荊朝霞)

一、計(jì)劃?rùn)C(jī)制和市場(chǎng)機(jī)制概述

1、經(jīng)濟(jì)體制

集中和分散的區(qū)別可以體現(xiàn)在很多不同的層次。這里，首先從最高層次討論：經(jīng)濟(jì)體制。

經(jīng)濟(jì)學(xué)的目的是解決資源配置中的三大問題：生產(chǎn)什么、怎么生產(chǎn)和為誰(shuí)生產(chǎn)。解決這三大問題有兩大類方法：計(jì)劃和市場(chǎng)，或者說集中和分散。計(jì)劃?rùn)C(jī)制下，由政府確定三大問題的解決方案。市場(chǎng)機(jī)制下，通過市場(chǎng)的力量自發(fā)形成三大問題的解決方案。

2、集中(計(jì)劃)機(jī)制

集中(計(jì)劃)機(jī)制：由一個(gè)統(tǒng)一的、集中的、壟斷的機(jī)構(gòu)來確定資源配置的方案：生產(chǎn)什么產(chǎn)品，怎么組織生產(chǎn)的過程，生產(chǎn)的產(chǎn)品怎么分配等。計(jì)劃?rùn)C(jī)制具體可以由多種方式實(shí)現(xiàn)：1)政府直接管制;2)壟斷的國(guó)有企業(yè)運(yùn)營(yíng);3)壟斷的私有企業(yè)運(yùn)營(yíng)。生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、分配計(jì)劃都由這個(gè)壟斷的機(jī)構(gòu)來負(fù)責(zé)。這個(gè)壟斷的機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的總體福利最大，包括生產(chǎn)者福利和消費(fèi)者福利。

理論上，如果這個(gè)壟斷的機(jī)構(gòu)能夠獲得經(jīng)濟(jì)體系的所有的信息，包括所有消費(fèi)者的需求特性的信息、所有生產(chǎn)者的供給特性的信息，以及相關(guān)內(nèi)外部約束的信息;具有足夠的計(jì)算、分析能力;并且執(zhí)行者能夠完全以社會(huì)福利最大化為目標(biāo)進(jìn)行決策，集中的計(jì)劃體制下可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)福利最大化的結(jié)果。但是，實(shí)際上往往達(dá)不到這個(gè)結(jié)果，影響這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的因素包括：

1)信息。集中決策者無法得到完全的、準(zhǔn)確的所有市場(chǎng)主體的信息。一方面是由于市場(chǎng)主體的數(shù)量可能比較大;另一方面，市場(chǎng)主體都會(huì)有隱瞞自己信息以得到更多獲利的動(dòng)機(jī)，集中的決策者很難獲得完全真實(shí)的信息，即使是對(duì)同一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的不同部門。

2)分析計(jì)算能力。現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)世界是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。如果要完全反映所有市場(chǎng)主體的生產(chǎn)、消費(fèi)特性，集中決策的問題可能是一個(gè)非常復(fù)雜的、高維的、非線性的最優(yōu)化問題，在一定的技術(shù)條件下和時(shí)間內(nèi)可能無法求解。

3)代理人的激勵(lì)問題。在集中機(jī)制下，社會(huì)福利最大化的目標(biāo)需要由一個(gè)代理人來執(zhí)行，如上所述，這個(gè)代理人可能是政府的某個(gè)部門，可能是某個(gè)國(guó)有企業(yè)，也可能是受管制的私人企業(yè)、上市公司。這個(gè)代理人在進(jìn)行決策的時(shí)候，難免會(huì)受到其個(gè)人利益的影響，這樣就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的目標(biāo)不一定是社會(huì)福利最大化的目標(biāo)。

4)市場(chǎng)主體的激勵(lì)問題。對(duì)市場(chǎng)中的廣大的市場(chǎng)主體，包括生產(chǎn)者和消費(fèi)者，其獲得的效益并不完全與其付出的努力相關(guān)，可能導(dǎo)致生產(chǎn)效率的低下。

3、分散(市場(chǎng))機(jī)制

分散(市場(chǎng))機(jī)制：沒有一個(gè)統(tǒng)一的、集中的、壟斷的機(jī)構(gòu)來確定資源的配置方案，而是通過市場(chǎng)主體各自的決策，市場(chǎng)主體之間的博弈，達(dá)到一種均衡狀態(tài)，確定資源的配置方案。市場(chǎng)中有很多個(gè)獨(dú)立的市場(chǎng)主體，每個(gè)市場(chǎng)主體的目標(biāo)都是各自的利益最大化。市場(chǎng)主體之間互相博弈，調(diào)整自己的市場(chǎng)策略，最終達(dá)到均衡的狀態(tài)。

理想狀態(tài)下，如果市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)充分，信息完全，沒有交易成本，沒有外部性，分散的市場(chǎng)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)福利的最大化。也就是說，在每個(gè)人追求自己的個(gè)人利益最大化的同時(shí)，自動(dòng)的推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)福利最大化的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，這個(gè)結(jié)果的實(shí)現(xiàn)也有條件。

1)競(jìng)爭(zhēng)充分。這是最重要的條件。市場(chǎng)中有足夠多的市場(chǎng)主體，每個(gè)市場(chǎng)主體沒有影響價(jià)格的能力，只能作為市場(chǎng)價(jià)格的接受者。

2)信息充分和對(duì)稱。每個(gè)市場(chǎng)主體都可以得到其決策需要的市場(chǎng)信息。市場(chǎng)主體獲得的信息是對(duì)稱的，不存在一些市場(chǎng)主體掌握的信息多，另外一些市場(chǎng)主體掌握的信息少的情況。

3)交易成本低。交易需要成本，包括尋找交易對(duì)手的成本、談判的成本、資金交割結(jié)算的成本等。如果交易成本過高，將淹沒市場(chǎng)帶來的效益。

4)沒有外部性。外部性的存在會(huì)影響市場(chǎng)的效率。比如，可再生能源發(fā)電具有減少排放的好的外部性，燃煤發(fā)電具有增加排放的壞的外部性，這個(gè)外部性如果在市場(chǎng)機(jī)制中沒有考慮，或者以錯(cuò)誤的方式考慮，都會(huì)影響市場(chǎng)整體的效率和福利。

二、集中和分散機(jī)制的層次

集中的經(jīng)濟(jì)機(jī)制和分散的經(jīng)濟(jì)機(jī)制各有優(yōu)缺點(diǎn)，在理想的情況下都可以實(shí)現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化。但實(shí)際中，兩種模式實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的假設(shè)、前提條件都不可能完全實(shí)現(xiàn)，因此每種模式都存在一定的問題。

縱觀各國(guó)的經(jīng)濟(jì)，基本沒有完全的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)或完全的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，都是介于計(jì)劃和市場(chǎng)之間的混合經(jīng)濟(jì)。不同經(jīng)濟(jì)的差別，主要取決于計(jì)劃和市場(chǎng)在經(jīng)濟(jì)中的比例。這個(gè)比例可以體現(xiàn)在不同的層次。

1、不同行業(yè)之間

一個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)包括多個(gè)行業(yè)，如航空、金融、交通、電力、通訊、農(nóng)產(chǎn)品、工業(yè)品等。首先，要確定在哪些行業(yè)采用計(jì)劃、壟斷的體制，哪些行業(yè)引入市場(chǎng)的機(jī)制。這并沒有一個(gè)確定的模式，是隨著相關(guān)理論、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而變化的。歐美等傳統(tǒng)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)國(guó)家，在十九世紀(jì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初期，都認(rèn)為應(yīng)該讓市場(chǎng)發(fā)揮最大的作用，大多行業(yè)都是完全的市場(chǎng)機(jī)制。20世紀(jì)20年代到70年代之間，出現(xiàn)了多次嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，因此認(rèn)識(shí)到市場(chǎng)不是萬(wàn)能的，需要政府的干涉，對(duì)通訊、能源、航空等都進(jìn)行了嚴(yán)格的管制，以壟斷的機(jī)制運(yùn)行。但到了70年代以后，又認(rèn)識(shí)到了政府太多管制對(duì)經(jīng)濟(jì)造成的不利的影響，又紛紛開始了解除管制的過程。通訊、交通、電力行業(yè)紛紛又逐漸轉(zhuǎn)向更加市場(chǎng)化的機(jī)制。

2、行業(yè)內(nèi)部的不同環(huán)節(jié)

對(duì)很多比較復(fù)雜的行業(yè)，特別是以某種網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，產(chǎn)品的生產(chǎn)包括多個(gè)環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)具有不同的屬性。完全的壟斷和完全的計(jì)劃運(yùn)行都有問題，需要在不同的環(huán)節(jié)采用不同的運(yùn)營(yíng)機(jī)制。一般來說，目前經(jīng)濟(jì)學(xué)家和政治學(xué)家達(dá)成的共識(shí)是，對(duì)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，在產(chǎn)品的生產(chǎn)和分配環(huán)節(jié)可以引入競(jìng)爭(zhēng)，而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)仍需要保持壟斷，因?yàn)橐话阋粋€(gè)行業(yè)建設(shè)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)是不經(jīng)濟(jì)的。

電力行業(yè)是一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，包括發(fā)、輸、配、售等不同的環(huán)節(jié)。一般認(rèn)為，在發(fā)電和售電環(huán)節(jié)，可以引入市場(chǎng)的機(jī)制，而在輸、配電環(huán)節(jié)，需要仍然保持比較強(qiáng)的壟斷性。

3、某個(gè)產(chǎn)品市場(chǎng)的供給端和需求端

對(duì)某個(gè)產(chǎn)品市場(chǎng)來說，包括供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)，可以對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)整體進(jìn)行市場(chǎng)化，也可以僅對(duì)某一側(cè)進(jìn)行市場(chǎng)化。以電力市場(chǎng)中的幾個(gè)例子說明僅僅在供給和需求一側(cè)進(jìn)行市場(chǎng)化的情況。

1)電力單一購(gòu)買者。電力市場(chǎng)中，對(duì)發(fā)電這個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)，在早期的實(shí)踐中，很多國(guó)家或地區(qū)采取的是單邊市場(chǎng)，即僅僅在發(fā)電側(cè)引入市場(chǎng)機(jī)制，實(shí)行競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，但在終端用戶的銷售側(cè)仍然保持壟斷，由電網(wǎng)公司以單一購(gòu)買者的形式從不同的電廠買電再統(tǒng)一賣給終端用戶。

2)輔助服務(wù)市場(chǎng)。電力市場(chǎng)中的輔助服務(wù)也大多是一個(gè)單邊的市場(chǎng)：輔助服務(wù)由一個(gè)壟斷的機(jī)構(gòu)通過市場(chǎng)化的機(jī)制獲得，包括中長(zhǎng)期合同及集中拍賣等形式，然后由這個(gè)壟斷的機(jī)構(gòu)將相關(guān)的輔助服務(wù)成本按一定的原則分?jǐn)偨o相關(guān)的市場(chǎng)成員。

3)需求側(cè)管理。電力行業(yè)中未進(jìn)行電廠側(cè)競(jìng)價(jià)情況下的需求側(cè)管理，可以認(rèn)為是一種需求側(cè)單向開放，供給側(cè)仍集中壟斷運(yùn)行的方式：發(fā)電側(cè)尚未開放，仍然采用集中壟斷的運(yùn)行、調(diào)度機(jī)制，在電力供給緊張的市場(chǎng)，由用戶通過一些市場(chǎng)化的方式進(jìn)行報(bào)價(jià)，反映其愿意承擔(dān)的電力的最高價(jià)格或者停電獲得的補(bǔ)償。

4、產(chǎn)品的交易方式

如果已經(jīng)確定了對(duì)某個(gè)行業(yè)某個(gè)環(huán)節(jié)的某一側(cè)或雙側(cè)進(jìn)行市場(chǎng)化改革，采用市場(chǎng)的分散決策機(jī)制，則需要進(jìn)一步確定其產(chǎn)品的交易場(chǎng)所和交易方式。

1)分散的交易。由市場(chǎng)的供需雙方在場(chǎng)外、自由簽訂交易合同。

2)非強(qiáng)制性的集中交易。由獨(dú)立的機(jī)構(gòu)成立集中的交易機(jī)構(gòu)，市場(chǎng)主體可以在交易機(jī)構(gòu)(如非強(qiáng)制型的電力交易機(jī)構(gòu)Exchange)中進(jìn)行集中的交易。交易機(jī)構(gòu)起的作用主要是降低交易成本。市場(chǎng)成員可以自由選擇是否在交易機(jī)構(gòu)中進(jìn)行交易。

3)強(qiáng)制性的交易機(jī)制。要求市場(chǎng)成員必須在一個(gè)統(tǒng)一的市場(chǎng)(如強(qiáng)制性電力庫(kù)POOL)中進(jìn)行交易。

6、集中市場(chǎng)中一些特殊生產(chǎn)和消費(fèi)特性的考慮

電力市場(chǎng)是一個(gè)非常復(fù)雜的市場(chǎng)，在市場(chǎng)設(shè)計(jì)中有很多特殊的問題需要考慮。比如，多產(chǎn)品的問題，電網(wǎng)約束的問題，發(fā)電機(jī)組的非線性成本特性問題等，這些問題可以有不同的解決方式，從大的方面也可以分為集中的方式和分散的方式兩大類。

三、電力市場(chǎng)中一些特殊問題的處理

1、多產(chǎn)品的處理

市場(chǎng)中可能包括多種產(chǎn)品，多種產(chǎn)品之間的供給和需求互相影響。可以用不同的方法，包括分散的方法和集中的方法來考慮不同產(chǎn)品之間的機(jī)會(huì)成本。舉例來說，發(fā)電機(jī)組的發(fā)電容量可以用于能量市場(chǎng)發(fā)電，也可以用于輔助服務(wù)市場(chǎng)做備用。發(fā)電機(jī)組參與備用市場(chǎng)的成本，很大程度上是其參與能量市場(chǎng)的機(jī)會(huì)成本，即由于參與備用市場(chǎng)而造成的發(fā)電量的變化，進(jìn)而造成的對(duì)能量市場(chǎng)收益的影響。市場(chǎng)設(shè)計(jì)有兩種思路：

1)分散式：建立能量和備用兩個(gè)獨(dú)立的市場(chǎng)，由市場(chǎng)主體自己決定如何對(duì)總?cè)萘窟M(jìn)行分配。市場(chǎng)主體在兩個(gè)市場(chǎng)的報(bào)價(jià)中，需要考慮在另外一個(gè)市場(chǎng)的可能的機(jī)會(huì)成本。

2)集中式：設(shè)計(jì)一個(gè)包括能量和備用的聯(lián)合的市場(chǎng)，市場(chǎng)主體僅僅需要申報(bào)總的一個(gè)報(bào)價(jià)，由一個(gè)集中的機(jī)構(gòu)來考慮兩個(gè)市場(chǎng)之間的協(xié)調(diào)和機(jī)會(huì)成本。

2、網(wǎng)絡(luò)約束的處理

電網(wǎng)的約束處理是電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中需要特別注意的一個(gè)問題。如果將發(fā)電和電力傳輸看為是實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的兩個(gè)產(chǎn)品，這個(gè)問題也可以歸為多產(chǎn)品問題：發(fā)電和輸電兩個(gè)產(chǎn)品市場(chǎng)之間的協(xié)調(diào)問題。

1)集中式：兩個(gè)市場(chǎng)聯(lián)合運(yùn)行

我們知道，電在電網(wǎng)中的傳輸有很多限制條件，比如每條線路有最大傳輸量的約束、節(jié)點(diǎn)的電壓需要保持在一定范圍內(nèi)、要保證一些系統(tǒng)擾動(dòng)如發(fā)電機(jī)組故障和線路短路后系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行等。在集中的市場(chǎng)模型中，在能量市場(chǎng)出清的時(shí)候，同時(shí)考慮完全的電網(wǎng)的約束，保證能量市場(chǎng)出清的結(jié)果是可行的。這樣，市場(chǎng)出清的結(jié)果、市場(chǎng)的電價(jià)同時(shí)反映了能量市場(chǎng)和輸電容量市場(chǎng)的供需情況。

2)分散式：兩個(gè)市場(chǎng)獨(dú)立運(yùn)行

由于實(shí)際上能量市場(chǎng)和輸電市場(chǎng)是相互影響的，能量市場(chǎng)和輸電市場(chǎng)不可能完全獨(dú)立運(yùn)行，可以通過電網(wǎng)約束的簡(jiǎn)化和市場(chǎng)的分離來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)市場(chǎng)的一定程度的解耦。

(1)市場(chǎng)的分離。將能量市場(chǎng)、輸電市場(chǎng)都分為多個(gè)獨(dú)立的市場(chǎng)。

(2)約束的簡(jiǎn)化。將電網(wǎng)的復(fù)雜的約束盡量用比較簡(jiǎn)單的形式表現(xiàn)。盡量減小不同市場(chǎng)之間的耦合。

以歐洲電力市場(chǎng)為例：根據(jù)行政區(qū)域、電網(wǎng)特點(diǎn)等，劃分為若干價(jià)區(qū)。并做以下假設(shè)：a)認(rèn)為價(jià)區(qū)內(nèi)部的交易不會(huì)有網(wǎng)絡(luò)約束的問題。b)可以給出每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的最大交易量(輸電量)。這樣，就可以把整個(gè)市場(chǎng)分解為若干個(gè)獨(dú)立的市場(chǎng)：a)價(jià)區(qū)內(nèi)部市場(chǎng)：能量市場(chǎng)不受網(wǎng)絡(luò)約束的影響，可以自由進(jìn)行交易;b)跨區(qū)交易市場(chǎng)：跨區(qū)能量交易需要獲得跨區(qū)輸電容量，由于認(rèn)為每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的跨區(qū)交易的最大交易量是確定的、不會(huì)互相影響的，因此不同的跨區(qū)交易可以獨(dú)立組織，單獨(dú)成為一個(gè)市場(chǎng)。

3、發(fā)電機(jī)組約束的處理

發(fā)電機(jī)組發(fā)電成本的一些非線性特性，是電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的另外一個(gè)問題，也可以用集中式和分散式兩種思路進(jìn)行。

1)問題的描述

我們知道，發(fā)電機(jī)組有最小、最大技術(shù)出力約束，有一定的啟動(dòng)時(shí)間，有較大的啟動(dòng)成本、空載成本，邊際微增成本也不是單調(diào)上升的。也就是說，發(fā)電機(jī)組的供給特性是非單調(diào)的、非線性的，不符合經(jīng)典經(jīng)濟(jì)學(xué)中對(duì)供給曲線的假設(shè)。

電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中，一般規(guī)定發(fā)電的報(bào)價(jià)需要是單調(diào)上升的。這一方面是考慮到整個(gè)行業(yè)來說，市場(chǎng)的供給量是隨著價(jià)格升高而增加的;另一方面，從技術(shù)的角度，如果允許發(fā)電機(jī)組申報(bào)非單調(diào)的報(bào)價(jià)函數(shù)，市場(chǎng)出清則無法得到唯一的結(jié)果。

這樣，就出現(xiàn)一個(gè)問題：市場(chǎng)中，如何考慮發(fā)電機(jī)組的這些技術(shù)的約束、非線性的成本特性呢?

2)集中式方法

美國(guó)PJM為代表的市場(chǎng)中，采用集中的方法處理這些約束和非線性問題。具體來說，就是：(1)由市場(chǎng)主體申報(bào)詳細(xì)的技術(shù)約束參數(shù)和成本特性，包括啟停時(shí)間、爬坡速率、啟停成本、空載成本、微增成本等。(2)由集中的調(diào)度機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)出清中統(tǒng)一考慮這些約束，產(chǎn)生考慮各種約束的調(diào)度方案。在市場(chǎng)結(jié)算中，通過全成本補(bǔ)償(make-whole-pament)機(jī)制保證發(fā)電機(jī)組的總收入不小于總成本。

3)分散式方法

英國(guó)、北歐、澳大利亞等電力市場(chǎng)中，對(duì)發(fā)電機(jī)組的約束和成本的非線性特性主要由市場(chǎng)主體在報(bào)價(jià)中自行考慮，市場(chǎng)出清模型中不考慮機(jī)組本身的技術(shù)約束的成本回收需求。也就是說，市場(chǎng)出清模型中不包括機(jī)組的約束，結(jié)算也不考慮市場(chǎng)主體是否能回收全部的成本。美國(guó)電力市場(chǎng)中的自調(diào)度(self-commitment)實(shí)際上就是一種對(duì)發(fā)電約束的分散式的處理方式。

很多人會(huì)擔(dān)心，這種機(jī)制下，如何保證交易方案的可行?如何保證電網(wǎng)的安全可靠性?如何保證發(fā)電廠的收益?

答案是：市場(chǎng)。市場(chǎng)成員得到的唯一的收入是每個(gè)時(shí)段的能量的收入。在報(bào)價(jià)時(shí)，不僅僅要考慮微增成本，還有考慮啟停成本、空載成本;也就是說，自己將非線性的成本曲線線性化，申報(bào)符合要求的單調(diào)遞增的報(bào)價(jià)曲線;在進(jìn)行各個(gè)時(shí)段的報(bào)價(jià)時(shí)，不僅僅考慮每個(gè)時(shí)段的供需情況，還要考慮自身的技術(shù)約束，保證交易結(jié)果的可行(比如，如果爬坡速率慢，就不要在連續(xù)的時(shí)段之間給出差異太大的報(bào)價(jià))。

另外，從市場(chǎng)模型上，為了簡(jiǎn)化市場(chǎng)成員的報(bào)價(jià)，也可以設(shè)計(jì)一些特殊的報(bào)價(jià)形式減少這種不一致的出現(xiàn)。比如歐洲市場(chǎng)中的各種塊報(bào)價(jià)、關(guān)聯(lián)報(bào)價(jià)就是從這個(gè)角度進(jìn)行的一些設(shè)計(jì)。我們之前的一些文章里對(duì)這種報(bào)價(jià)方法有較為詳細(xì)的介紹。(參考【走進(jìn)電力市場(chǎng)：歐洲電力現(xiàn)貨市場(chǎng)聯(lián)合出清機(jī)制】)

四、集中式和分散式機(jī)制的對(duì)比和選擇

我們看到，在不同的層次，不同的環(huán)節(jié)，都存在集中和分散，計(jì)劃和市場(chǎng)之間的選擇。前面已經(jīng)簡(jiǎn)單分析了計(jì)劃和市場(chǎng)各自的特點(diǎn)。在理想的情況下，兩種方式都可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)，但實(shí)際中都存在各種制約其最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的因素。因此，具體在某個(gè)問題上的選擇取決于對(duì)具體問題的分析，而且最佳的選擇不是固定不變的，可能會(huì)隨著一些供需情況、技術(shù)的發(fā)展等發(fā)生變化，最佳的模式可能從集中轉(zhuǎn)為分散，也可能從分散轉(zhuǎn)為集中。下面對(duì)影響集中和分散機(jī)制選擇的因素進(jìn)行討論。

1、生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和范圍經(jīng)濟(jì)性

具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)，企業(yè)的規(guī)模越大，整體生產(chǎn)效率越高，因此適合由一個(gè)集中、壟斷的機(jī)構(gòu)來運(yùn)行;具有范圍經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)，對(duì)多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的聯(lián)合運(yùn)行比單一生產(chǎn)的成本低，也適合由一個(gè)集中的、壟斷的機(jī)構(gòu)來聯(lián)合運(yùn)行。對(duì)不具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)、范圍經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)、環(huán)節(jié)，更加適合由多個(gè)不同市場(chǎng)主體分散來運(yùn)行。具體到電力市場(chǎng)中，這個(gè)原則可以用于以下問題的選擇：

1)縱向組織結(jié)構(gòu)的改革。是否要進(jìn)行發(fā)、輸、配、售不同環(huán)節(jié)的拆分，很大程度上取決于這些環(huán)節(jié)的范圍經(jīng)濟(jì)性。縱向的拆分可以有不同的形式，包括法律上的、財(cái)務(wù)上的和信息上的等。法律上的拆分就是將一個(gè)企業(yè)分為多個(gè)獨(dú)立的企業(yè)，實(shí)現(xiàn)分散的、競(jìng)爭(zhēng)的運(yùn)營(yíng);財(cái)務(wù)上的分拆就是多個(gè)業(yè)務(wù)仍然由一個(gè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)，但不同的業(yè)務(wù)的財(cái)務(wù)要獨(dú)立經(jīng)營(yíng)、核算。對(duì)于同一個(gè)企業(yè)同時(shí)運(yùn)營(yíng)一些壟斷的產(chǎn)品和一些競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品的情況，需要進(jìn)行信息隔離，就是壟斷產(chǎn)品和競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)需要在信息上相互隔離、獨(dú)立。

2)橫向組織結(jié)構(gòu)的改革。是否、如何對(duì)企業(yè)進(jìn)行橫向的拆分，限制市場(chǎng)主體的市場(chǎng)份額，很大程度上，取決于企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)方面的規(guī)模經(jīng)濟(jì)特性。

另外，在進(jìn)行縱向和橫向組織結(jié)構(gòu)的改革中，除了要考慮規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和范圍經(jīng)濟(jì)性，還需要靠考慮信息方面的問題，在下面的章節(jié)里再討論。

3)多產(chǎn)品市場(chǎng)的設(shè)計(jì)。多個(gè)產(chǎn)品是獨(dú)立運(yùn)行，還是聯(lián)合運(yùn)行，取決于各自的成本和效益。對(duì)聯(lián)合運(yùn)行有更大效益的情況，可以認(rèn)為其具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)或范圍經(jīng)濟(jì)。比如，上面例子中的能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，可以認(rèn)為是不同的產(chǎn)品市場(chǎng)，采取獨(dú)立的出清機(jī)制還是集中的出清機(jī)制取決于兩個(gè)市場(chǎng)之間的范圍經(jīng)濟(jì)性;不同地區(qū)的市場(chǎng)可以認(rèn)為是同類產(chǎn)品在不同地理、物理范圍的市場(chǎng)，采取分區(qū)出清的機(jī)制還是全市場(chǎng)統(tǒng)一出清的機(jī)制，取決于在不同區(qū)域范圍的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。

2、準(zhǔn)確的、全面的信息的獲得

無論是集中決策，還是分散決策，其決策正確的一個(gè)前提是信息的準(zhǔn)確、全面性。哪種機(jī)制能更加反映真實(shí)的、準(zhǔn)確的信息，哪種方式相對(duì)就有更多的優(yōu)勢(shì)。

1)對(duì)信息量的需求和信息的可獲得性。集中機(jī)制中，決策需要所有市場(chǎng)主體的所有的信息，當(dāng)系統(tǒng)非常龐大，市場(chǎng)主體的特性非常復(fù)雜的時(shí)候，集中機(jī)制下，常常無法獲得全部的、準(zhǔn)確的信息。分散的市場(chǎng)機(jī)制中，市場(chǎng)主體的決策一般僅需要部分的信息。比如說，在完全競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中，市場(chǎng)主體報(bào)價(jià)時(shí)僅需要考慮自身的成本情況，按自己的真實(shí)成本報(bào)價(jià)就是最佳策略，不需要了解其他市場(chǎng)主體的信息。每個(gè)市場(chǎng)主體對(duì)自己的特性相對(duì)集中機(jī)制下的決策機(jī)構(gòu)一般有更加深入的、細(xì)致的了解。當(dāng)然，市場(chǎng)決策需要的信息量和信息類型與市場(chǎng)的具體設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。比如，在按報(bào)價(jià)結(jié)算(PAB，pay as bid)的機(jī)制下，市場(chǎng)主體決策時(shí)不僅僅需要了解自身的生產(chǎn)成本特性，還需要了解其他市場(chǎng)主體的特性，了解市場(chǎng)出清價(jià)的可能的情況。

決策所需的信息越多，會(huì)造成獲得信息的成本越高。一般來說，集中機(jī)制所需的信息較多，而分散機(jī)制需要的信息相對(duì)較少。

2)獲得的信息的質(zhì)量。假設(shè)集中機(jī)制和分散機(jī)制下，都可以獲得所有的、決策所需要的信息，那么決策的質(zhì)量很大程度上就取決于所獲得的信息的質(zhì)量。電力系統(tǒng)是由非常多的個(gè)體組成的，包括發(fā)電設(shè)備、電網(wǎng)設(shè)備、用電設(shè)備等。而這些不同的設(shè)備通常由不同的個(gè)體運(yùn)行和管理。這些不同的個(gè)體之間是什么關(guān)系，比如完全獨(dú)立的公司、具有股權(quán)關(guān)系的公司、完全控股的上下級(jí)公司、同一公司的不同部門等，信息的獲取都需要一定的成本，獲取真實(shí)的信息都需要一定的激勵(lì)。不同的機(jī)制，獲取的信息的質(zhì)量和成本都會(huì)不同。

相對(duì)來說，集中機(jī)制更容易獲得準(zhǔn)確的信息。市場(chǎng)機(jī)制下，市場(chǎng)主體的市場(chǎng)策略是否反映其真實(shí)信息，很大程度上取決于市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)程度。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度不夠，市場(chǎng)主體有較大市場(chǎng)力的情況下，市場(chǎng)主體會(huì)傾向于隱藏自己的真實(shí)信息，從而對(duì)市場(chǎng)效率造成不利的影響。因此，市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要原則是揭示原理，即在設(shè)計(jì)的市場(chǎng)機(jī)制下，市場(chǎng)成員最佳的市場(chǎng)策略是按照真實(shí)的成本報(bào)價(jià)。

【多產(chǎn)品設(shè)計(jì)】多產(chǎn)品的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)中，信息的可獲得性和質(zhì)量也是考慮的一個(gè)重要方面。比如在能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，市場(chǎng)主體提供輔助服務(wù)的機(jī)會(huì)成本與系統(tǒng)整體的調(diào)度方案有很大關(guān)系，每個(gè)市場(chǎng)主體在市場(chǎng)出清前很難準(zhǔn)確估計(jì)，而如果采取能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)聯(lián)合出清的機(jī)制，統(tǒng)一的出清機(jī)構(gòu)則可以方便的、較為準(zhǔn)確的計(jì)算相關(guān)的機(jī)會(huì)成本。因此，目前大多數(shù)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)都是采取能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)聯(lián)合出清的模式。

3、決策問題的建模和求解

經(jīng)濟(jì)學(xué)中要解決的資源配置問題從數(shù)學(xué)上可以看為一個(gè)優(yōu)化問題。在已經(jīng)獲得了決策所需的所有信息的情況下，是否能夠準(zhǔn)確、快速的求解也是在進(jìn)行分散和集中機(jī)制選擇中需要考慮的一個(gè)問題。

相對(duì)來說，集中決策下優(yōu)化問題更加復(fù)雜，更難求解;分散機(jī)制下，由于部分問題或全部問題通過分散的機(jī)制求解，優(yōu)化的規(guī)模減小，求解更加容易。

比如，對(duì)發(fā)電機(jī)組的約束和非線性處理的問題。集中的機(jī)制下，由統(tǒng)一的集中的機(jī)構(gòu)來考慮所有約束下的調(diào)度和成本回收問題，相關(guān)出清和結(jié)算的模型和算法都比較復(fù)雜。如果采用分散的機(jī)制，由各自市場(chǎng)主體通過報(bào)價(jià)反映相關(guān)的約束，出清和結(jié)算模型會(huì)相對(duì)更加簡(jiǎn)單，但市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)策略會(huì)更加復(fù)雜。

實(shí)際上，在數(shù)學(xué)優(yōu)化領(lǐng)域，也一直有集中優(yōu)化和分布式優(yōu)化兩種方法。市場(chǎng)設(shè)計(jì)中的集中機(jī)制和分散機(jī)制，一定程度上也是這兩種優(yōu)化方法的反映。應(yīng)該采用集中的方式還是分散的機(jī)制，沒有絕對(duì)的答案，取決于具體問題的特點(diǎn)、相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

4、對(duì)市場(chǎng)主體行為的激勵(lì)

以上分析是假設(shè)生產(chǎn)者的生產(chǎn)特性和消費(fèi)者的需求特性一定的情況。實(shí)際上，不同的資源配置機(jī)制下，對(duì)市場(chǎng)主體的行為有不同的影響，進(jìn)而影響市場(chǎng)的供給和需求的特性。

市場(chǎng)機(jī)制下，每個(gè)市場(chǎng)主體獲得的收益與其行為直接有關(guān)，相對(duì)來說，有更大的激勵(lì)降低自身的成本、提高生產(chǎn)和消費(fèi)效率。

計(jì)劃體制下，生產(chǎn)計(jì)劃和分配計(jì)劃由一個(gè)統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)集中進(jìn)行，每個(gè)市場(chǎng)主體獲得的收益不完全與其自身的努力、效率有關(guān)，對(duì)市場(chǎng)主體降低成本、提高效率的激勵(lì)相對(duì)更加困難。

5、交易成本

交易成本包括尋找交易對(duì)手的成本、相關(guān)的技術(shù)支持系統(tǒng)的成本、研究市場(chǎng)策略的成本、市場(chǎng)機(jī)制研究和監(jiān)管的成本等。相對(duì)來說，集中機(jī)制下的交易成本很低，或者說幾乎沒有，而市場(chǎng)機(jī)制下隨著市場(chǎng)機(jī)制的不同會(huì)有不同的交易成本。

市場(chǎng)設(shè)計(jì)的一個(gè)原則，是盡量減小相關(guān)的交易成本。

【小結(jié)】選擇計(jì)劃還是市場(chǎng)，選擇集中模式還是分散模式，沒有絕對(duì)的答案，取決于對(duì)不同方案的成本、效益的對(duì)比分析。而這個(gè)對(duì)比分析的結(jié)果也不是一成不變的，會(huì)隨著相關(guān)供需情況、技術(shù)等的變化而變化。比如，在早期愛迪生剛發(fā)明電的時(shí)候，電的主要需求就是電燈，而遠(yuǎn)距離傳輸?shù)某杀痉浅８撸虼耸袌?chǎng)就是一些局部的、分散的、壟斷的市場(chǎng)，每個(gè)地區(qū)的市場(chǎng)是垂直壟斷的。隨著發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模發(fā)電設(shè)備的出現(xiàn)，以及遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的發(fā)展，更大范圍內(nèi)供電的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性凸顯，電力市場(chǎng)的范圍逐漸擴(kuò)大，從整個(gè)市場(chǎng)角度發(fā)電的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性不再存在，因此發(fā)電側(cè)引入競(jìng)爭(zhēng)成為可能。電力市場(chǎng)中一些具體環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，更加需要密切考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r和電網(wǎng)的具體特點(diǎn)。

五、集中式和分散式網(wǎng)絡(luò)約束處理機(jī)制的對(duì)比

這里以網(wǎng)絡(luò)約束的處理為例，對(duì)集中式和分散式兩種方式各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步深入的分析和討論。

1、集中和分散兩種網(wǎng)絡(luò)約束出力機(jī)制概述

在集中的市場(chǎng)模型中，能量市場(chǎng)和輸電市場(chǎng)聯(lián)合出清，也就是說，在能量市場(chǎng)出清模型中，考慮了完全的電網(wǎng)的約束，因此可以保證能量市場(chǎng)出清的結(jié)果是可行的。這樣，市場(chǎng)出清的結(jié)果、市場(chǎng)的電價(jià)同時(shí)反映了能量市場(chǎng)和輸電容量市場(chǎng)的供需情況。

在分散的市場(chǎng)模型中，通過電網(wǎng)約束的簡(jiǎn)化和市場(chǎng)的分離來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)市場(chǎng)的一定程度的解耦。以歐洲電力市場(chǎng)為例：根據(jù)行政區(qū)域、電網(wǎng)特點(diǎn)等，劃分為若干價(jià)區(qū)。并做以下假設(shè)：a)認(rèn)為價(jià)區(qū)內(nèi)部的交易不會(huì)有網(wǎng)絡(luò)約束的問題。b)可以給出每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的最大交易量(輸電量)。這樣，就可以把整個(gè)市場(chǎng)分解為若干個(gè)獨(dú)立的市場(chǎng)：a)價(jià)區(qū)內(nèi)部市場(chǎng)：能量市場(chǎng)不受網(wǎng)絡(luò)約束的影響，可以自由進(jìn)行交易;b)跨區(qū)交易市場(chǎng)：跨區(qū)能量交易需要獲得跨區(qū)輸電容量，由于認(rèn)為每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的跨區(qū)交易的最大交易量是確定的、不會(huì)互相影響的，因此不同的跨區(qū)交易可以獨(dú)立組織，單獨(dú)成為一個(gè)市場(chǎng)。

2、分散式方式分析

1)分散式機(jī)制的好處

a)交易組織靈活。由于每個(gè)市場(chǎng)中，僅需要簡(jiǎn)單的考慮供需平衡即可，不要額外考慮一些特殊因素，因此交易方式靈活多變：交易可以雙邊進(jìn)行，也可以集中進(jìn)行;可以建立一個(gè)統(tǒng)一的集中交易中心，也可以有多個(gè)不同的交易中心;集中市場(chǎng)的報(bào)價(jià)、出清方式也可以靈活多變。

b)交易流動(dòng)性好、適應(yīng)性好。市場(chǎng)主體在市場(chǎng)供需狀態(tài)、自己的生產(chǎn)和消費(fèi)特性發(fā)生變化時(shí)，可以很方便的、及時(shí)的通過一些增量的交易反映這種變化。

c)市場(chǎng)機(jī)制簡(jiǎn)單。市場(chǎng)交易機(jī)制簡(jiǎn)單，透明，信息披露簡(jiǎn)單。

2)分散式方式的主要問題

分散式方式存在的主要問是：將一個(gè)連通的電力系統(tǒng)分解為多個(gè)獨(dú)立市場(chǎng)的過程中，一些假設(shè)條件不一定滿足，影響了系統(tǒng)的效率。

第一個(gè)假設(shè)：認(rèn)為價(jià)區(qū)內(nèi)部的交易不會(huì)有網(wǎng)絡(luò)約束的問題。如果區(qū)內(nèi)網(wǎng)架非常強(qiáng)，區(qū)內(nèi)從來不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題，這個(gè)假設(shè)沒有問題。但實(shí)際中這個(gè)假設(shè)是不可能實(shí)現(xiàn)的，總會(huì)在或多或少的時(shí)間內(nèi)由于區(qū)內(nèi)的交易造成一定的電網(wǎng)阻塞。這樣，之前成交的交易就需要調(diào)整(事后裁減)，或者要進(jìn)行一些新的交易來解決這些問題(比如建立平衡市場(chǎng))。這個(gè)過程中，就會(huì)容易造成一些市場(chǎng)力問題。美國(guó)加州、德州早期的市場(chǎng)中，采取了分區(qū)市場(chǎng)的機(jī)制，就是日前市場(chǎng)出清中假設(shè)區(qū)內(nèi)不存在網(wǎng)絡(luò)約束，實(shí)時(shí)市場(chǎng)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)約束造成的問題再通過反向交易解決。這樣造成在一些地區(qū)的發(fā)電存在較大的市場(chǎng)力。

這個(gè)市場(chǎng)力出現(xiàn)的根本原因是：交易(定價(jià))模型和調(diào)度的模型不一致，導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格不能真實(shí)反映實(shí)際的系統(tǒng)成本。這種情況下，市場(chǎng)主體就存在了套利的機(jī)會(huì)。所以，市場(chǎng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是：交易、定價(jià)模型盡量和調(diào)度模型一致。

第二個(gè)假設(shè)：可以給出每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的最大交易量(輸電量)。學(xué)過電力系統(tǒng)分析的都知道，電在電網(wǎng)中按物理規(guī)律傳輸，與交通、通信的都不一樣。對(duì)一個(gè)連通的電網(wǎng)絡(luò)，在兩個(gè)點(diǎn)之間進(jìn)行電力的傳輸，將在所有線路上都產(chǎn)生電力潮流，不同節(jié)點(diǎn)(區(qū)域)之間的電力傳輸是會(huì)相互影響的。如果要事先給定每?jī)蓚€(gè)區(qū)域之間的最大傳輸容量，必然要犧牲一定的可行空間。

圖1 歐洲網(wǎng)絡(luò)約束處理方式

如圖1所示，假設(shè)系統(tǒng)中存在三個(gè)區(qū)域A、B和C，橫坐標(biāo)表示AC兩個(gè)區(qū)域之間的交換功率，縱坐標(biāo)表示BC兩個(gè)區(qū)域之間的交換功率。圖中四條紅色的線條表示系統(tǒng)中的一些線路造成的網(wǎng)絡(luò)約束。也就是說，考慮到電網(wǎng)的各種約束，AC、BC之間的傳輸功率必須進(jìn)行一些協(xié)調(diào)，需要在紅色的線條圍起來的范圍之內(nèi)，即五邊形EFGMN之內(nèi)。如果想要讓AC之間的傳輸功率盡量大，應(yīng)該運(yùn)行在G點(diǎn);如果想讓BC之間的傳輸功率盡量大，應(yīng)該運(yùn)行在M點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行中，AC、BC的傳輸功率只要在EFGMN內(nèi)，系統(tǒng)就是安全的、可行的。

但是，如果要將AC、BC兩個(gè)市場(chǎng)解耦，就需要單獨(dú)給出AC的最大傳輸功率和BC的最大傳輸功率，也就是說，要給出一個(gè)矩形的可行區(qū)域。而這種可行區(qū)域不是唯一的。比如，圖中給出了兩個(gè)可行域：藍(lán)色的矩形和黃色的矩形。相對(duì)藍(lán)色的矩形，黃色的矩形可行區(qū)域下，BC兩個(gè)區(qū)域之間的傳輸功率的范圍增大了，但AC之間傳輸功率的范圍減小了。實(shí)際中，需要事先由一個(gè)機(jī)構(gòu)按照某種方法確定一個(gè)可行域矩陣，這樣，各個(gè)區(qū)域之間交易的范圍就獨(dú)立的確定了，各個(gè)交易就可以單獨(dú)組織。比如，A、C兩個(gè)區(qū)域之間的交易由交易機(jī)構(gòu)H負(fù)責(zé)，而B、C兩個(gè)區(qū)域之間的交易由另外的交易機(jī)構(gòu)R負(fù)責(zé)。

這個(gè)方法下實(shí)現(xiàn)了交易之間的獨(dú)立性，但是可以看到，犧牲了一定的可行空間。無論選擇藍(lán)色矩形還是黃色矩形，可行范圍都比原始的可行空間EFGMN要小。

3)解決分散式方式下一些問題的方法

分散式方式的問題主要是兩個(gè)假設(shè)造成的問題。

(1)第一個(gè)假設(shè)造成的問題。第一個(gè)假設(shè)是認(rèn)為價(jià)區(qū)內(nèi)部的交易不會(huì)有網(wǎng)絡(luò)約束的問題。對(duì)這個(gè)問題，有以下幾種解決方案：首先，增強(qiáng)網(wǎng)架，使得區(qū)內(nèi)阻塞很少發(fā)生;其次，調(diào)整分區(qū)方法，根據(jù)電網(wǎng)的物理特性分區(qū)，并將經(jīng)常發(fā)生阻塞的地區(qū)進(jìn)行拆分;最后，進(jìn)行市場(chǎng)力監(jiān)測(cè)和控制，限制一些特殊發(fā)電主體的市場(chǎng)力。

(2)第二個(gè)假設(shè)造成的問題。第二個(gè)假設(shè)認(rèn)為可以給出每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的最大交易量(輸電量)。歐洲早期的電力市場(chǎng)中，大多采用這種方式處理電網(wǎng)阻塞問題，即ATC方式。認(rèn)為每?jī)蓚€(gè)價(jià)區(qū)之間的傳輸容量是確定的。從上面的分析看到，這種方法減小了可行空間，因此降低了市場(chǎng)的效益。

這個(gè)問題可以通過對(duì)跨區(qū)交易市場(chǎng)耦合的方法解決(參考【走進(jìn)電力市場(chǎng)：歐洲電力現(xiàn)貨市場(chǎng)聯(lián)合出清機(jī)制，電力市場(chǎng)集中競(jìng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理分析 (十五 阻塞管理基本原理5-歐洲分區(qū)競(jìng)價(jià)、輸電容量計(jì)算及分配2)】)。區(qū)內(nèi)交易仍然可以自由進(jìn)行，但所有的跨區(qū)交易需要在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行，在統(tǒng)一的平臺(tái)上采用基于潮流的電網(wǎng)約束。對(duì)圖1中的例子，就是采用五邊形EFGMN來描述電網(wǎng)的約束。實(shí)際中，這個(gè)約束是以區(qū)域之間的潮流分布因子的形式展現(xiàn)的。

另外，也可以通過多級(jí)市場(chǎng)的配合實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)流動(dòng)性和市場(chǎng)效率的綜合目標(biāo)：在中長(zhǎng)期市場(chǎng)中，采用簡(jiǎn)單的、解耦的網(wǎng)絡(luò)約束模型，通過簡(jiǎn)單的模型實(shí)現(xiàn)交易的流動(dòng)性;在接近實(shí)時(shí)的市場(chǎng)中，采用耦合的、考慮完全網(wǎng)絡(luò)約束的市場(chǎng)機(jī)制，最大程度發(fā)揮電網(wǎng)的作用。

3、集中式方式分析

集中式方式下，市場(chǎng)出清中直接考慮了所有的網(wǎng)絡(luò)約束，可以保證調(diào)度和交易的一致，減小市場(chǎng)套利、博弈的空間，減小電廠的市場(chǎng)力。

集中式方式下存在的主要問題是，網(wǎng)絡(luò)約束過于復(fù)雜，造成市場(chǎng)出清模型復(fù)雜，出清算法復(fù)雜、不透明，增加市場(chǎng)監(jiān)管的難度，增加信息獲取的難度。

4、討論

實(shí)際上，考慮到電力系統(tǒng)的特殊的屬性，無論是哪種市場(chǎng)模式，實(shí)時(shí)的調(diào)度都是集中進(jìn)行的。比如，美國(guó)的實(shí)時(shí)市場(chǎng)，歐洲的平衡市場(chǎng)。不同的機(jī)制的差別，主要在于在這個(gè)集中的網(wǎng)絡(luò)約束處理之前，還要不要設(shè)計(jì)一些集中的市場(chǎng)，這些集中的市場(chǎng)中需要考慮哪些約束，這些約束的限值如何確定。

上面提到美國(guó)PJM為代表的電力市場(chǎng)是集中處理網(wǎng)絡(luò)約束的，但是，在中長(zhǎng)期市場(chǎng)中，存在輸電權(quán)的拍賣市場(chǎng)，輸電權(quán)的定義也有實(shí)際節(jié)點(diǎn)、虛擬節(jié)點(diǎn)、Hub等多種方式。對(duì)同一個(gè)Hub的發(fā)電或負(fù)荷，如果購(gòu)買了該Hub的輸電權(quán)，那么在Hub內(nèi)部的交易理論上也可以自由進(jìn)行而不會(huì)帶來新的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

全文總結(jié)

“集中”和“分散”是包含多個(gè)方面含義的廣泛的概念，可以從不同的層次、不同的角度來理解。并沒有一個(gè)簡(jiǎn)單的集中式市場(chǎng)模式或分散式市場(chǎng)模式的概念，集中和分散的概念反映在市場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中。

在進(jìn)行電力市場(chǎng)的改革中，首先要確定市場(chǎng)化、引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的環(huán)節(jié)，進(jìn)行“集中”和“分散”、“計(jì)劃”和“市場(chǎng)”機(jī)制的選擇時(shí)主要是考慮生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性、范圍經(jīng)濟(jì)性等的特性。

對(duì)市場(chǎng)中每個(gè)環(huán)節(jié)具體的機(jī)制設(shè)計(jì)，則更多的是要考慮電力系統(tǒng)的一些特殊的屬性的處理，比如網(wǎng)絡(luò)約束的處理，機(jī)組約束的處理等，需要結(jié)合具體電網(wǎng)的特點(diǎn)(網(wǎng)架是否強(qiáng)壯，是否經(jīng)常發(fā)生阻塞)、相關(guān)技術(shù)的發(fā)展(復(fù)雜算法的求解速度、效率)等確定最佳的方案。