代紅陽，陳瑋，何利平，歐陽邵杰，溫國偉

(1. 廣州電力交易中心有限責任公司，廣東 廣州 510623；2. 廣東電網(wǎng)有限責任公司，廣東 廣州 510620)

區(qū)域市場內(nèi)的省間電力交易是指電力企業(yè)與本省外的電力企業(yè)開展的電能交易[1]。我國的能源分布不均衡，能源稟賦特征與負荷分布存在地域不匹配的情況，因而開展省間電能交易對實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)資源優(yōu)化配置、促進可再生能源大規(guī)模消納、提高市場效率具有重要作用[2]。當前，我國電力行業(yè)正處于發(fā)展轉(zhuǎn)型期，電力市場快速發(fā)展[3]。近年來，在國家政策支持和相關(guān)市場主體積極響應(yīng)下，跨省跨區(qū)電力交易取得了一定效果，如皖電東送、西電東送[4]等。然而，我國以省為單位組織市場交易的現(xiàn)實增加了跨省電能交易難度。區(qū)域市場中的不同省級市場存在規(guī)則差異、訴求差異、資源和負荷特性差異，交易難以達到理想均衡點，容易造成交易不公平和效率損失[5-6]。其中，結(jié)算機制涉及主體最廣，且直接影響主體利益分配的公平合理性，是省間交易的關(guān)鍵。

目前，我國省間交易還處于計劃和市場的“雙軌制”階段，市場結(jié)算采用先市場后計劃的順序執(zhí)行，但本質(zhì)還是計劃電量占多數(shù)。隨著電力市場改革的深化，“計劃電”將逐步退出歷史舞臺，越來越多的電力交易將通過市場實現(xiàn)。市場化交易與非市場化結(jié)算機制的最大區(qū)別在于：非市場化結(jié)算機制是以利益均衡和大一統(tǒng)為準則的市場偏差處理方式，無法體現(xiàn)市場所強調(diào)的公平性原則和市場契約精神，不利于保障市場良性發(fā)展。因此，亟需設(shè)計一套適應(yīng)于完全市場化的跨省電能交易結(jié)算模式來解決上述矛盾。一般而言，跨省電力交易有2種情形：①區(qū)域電力市場內(nèi)，相對獨立的下級市場之間的交易，本質(zhì)為區(qū)域市場內(nèi)不同省級市場間的交易；②獨立電力市場之間的跨市場交易。本文研究對象是存在省級電力市場和區(qū)域電力市場兩級電力市場的區(qū)域市場，即跨省交易結(jié)算是指區(qū)域市場內(nèi)的不同省級市場間的交易結(jié)算機制，區(qū)別于區(qū)域電力市場之間跨區(qū)交易和結(jié)算機制。

當前，對于跨省電能交易結(jié)算的研究主要集中在2個方面：①旨在解決計劃和市場同時存在時面臨的公平性和效率問題。文獻[7]基于現(xiàn)有的偏差電量分攤結(jié)算方法和偏差電量單獨結(jié)算方法，提出了一種偏差電量加權(quán)平均定價的跨省區(qū)電能交易結(jié)算方法，以期維護非市場化交易中的結(jié)算公平性。文獻[8-9]提出了對于實際關(guān)口電量與計劃電量的偏差按交易計劃值比例進行分配的交易電量結(jié)算方案，從而保證華北區(qū)域市場網(wǎng)間結(jié)算的公平合理性。胡嘉驊等人則針對實際運行中出現(xiàn)的負線損情況，提出了計及偏差電量合理分解的省間電能交易結(jié)算方法[10-11]。文獻[12]針對當前跨省區(qū)電能交易存在的“市場電”和“計劃電”難以區(qū)分、偏差電量處理方法不完善和不統(tǒng)一等問題，設(shè)計了基于區(qū)域發(fā)電成本核準的偏差電量定價方法，并據(jù)此分別計算合同電費和偏差電費進行結(jié)算。②設(shè)計未來市場體系下的電能交易結(jié)算模式。曾鳴等人參考國外處理電力市場安全性與穩(wěn)定性矛盾的經(jīng)驗，提出了基于雙結(jié)算制度的分散式和集中式相協(xié)調(diào)的電力市場體系，以降低市場風(fēng)險，提高市場效率[13]。在此基礎(chǔ)上，進一步研究了網(wǎng)絡(luò)不確定性與市場環(huán)境下電力市場雙結(jié)算方法，并測算了雙結(jié)算方法產(chǎn)生的社會福利和對系統(tǒng)概率性事故的影響[14]。

上述文獻就不同市場階段的跨省電能交易結(jié)算模式進行了一定的研究，但基本限于偏差電量或偏差定價方法的研究，對于整個跨省電能交易的結(jié)算機制、結(jié)算流程、內(nèi)在邏輯、配套機制缺乏體系化研究，容易造成以點蓋面，難以實現(xiàn)系統(tǒng)性改進。鑒于此，本文結(jié)合國外典型市場跨區(qū)交易結(jié)算機制，針對未來電力市場發(fā)展所面臨的潛在風(fēng)險和問題，提出了基于雙結(jié)算方法的跨省電能交易結(jié)算機制，明晰了雙結(jié)算方法的結(jié)算關(guān)系、內(nèi)在邏輯和關(guān)鍵要素，設(shè)計了一套偏差電量處理方法，并指明了雙結(jié)算方法應(yīng)用所需的配套機制。

1 典型區(qū)域電力市場的跨地區(qū)交易結(jié)算機制

1.1 美國PJM電力市場跨州交易結(jié)算機制

在現(xiàn)貨市場中，每一個市場主體的全部電量在日前市場與實時市場中分開進行結(jié)算，采用雙結(jié)算機制。其中，中長期市場的雙邊(多邊)交易由當事人商定結(jié)算方式，可以委托美國PJM電力市場(以下簡稱“PJM”)結(jié)算(委托PJM結(jié)算相當于凈額結(jié)算，可減輕市場主體的資金負擔)，也可以不由PJM結(jié)算部門結(jié)算；日前市場的出清電量依據(jù)日前市場的出清價格結(jié)算，實時出清量與日前市場出清量的偏差部分以實時出清價格結(jié)算，實際發(fā)用電曲線和實時調(diào)度曲線的差值按系統(tǒng)實時能量價格結(jié)算[15]。

PJM大部分市場主體裝有智能表計，因此結(jié)算部門能夠得到市場主體在日前市場出清和實時運行的全部電力曲線。少部分不安裝智能表計的居民用戶用電量按事先規(guī)定的標準用電曲線直接結(jié)算。能量市場中，電費結(jié)算以周為單位。從上報數(shù)據(jù)到結(jié)算完成，整個周期一共19 d[15]。偏差電量產(chǎn)生電費的結(jié)算以月為單位，市場主體需在用電當月之后的2個月內(nèi)上報用電數(shù)據(jù)。整個周期一共3個月。

PJM能量市場的結(jié)算由結(jié)算部門負責執(zhí)行并由第三方監(jiān)管機構(gòu)監(jiān)管[16]。

1.2 北歐統(tǒng)一電力市場的結(jié)算機制

北歐電力市場從物理交割方式的角度可以分為日前市場、日內(nèi)市場、實時平衡市場、備用容量市場。北歐日前、日內(nèi)平衡市場是由是北歐能源交易所(Nord Pool)組織運行，實時偏差由各個國家的系統(tǒng)運行商(transmission system operators，TSO)通過輔助服務(wù)調(diào)整[17]。電能在北歐能源交易所的日前市場進行物理交易，以小時為計時基礎(chǔ)，計時時間最長可達電能輸送的前24 h。在期貨市場OMX/Nasdaq進行金融交易，主要為了預(yù)防電價損失。大部分電能通過現(xiàn)貨市場交易，此外還有小部分電能通過電力生產(chǎn)商和電力交易公司之間的雙邊協(xié)議進行交易。期貨交易也可以采用雙邊協(xié)議的形式進行[18]。

日前市場和日內(nèi)市場通過現(xiàn)貨交易所進行結(jié)算。雖然歐洲統(tǒng)一日前市場計算出了北歐各個價區(qū)的價格，但是為了獲得一個金融合約可以對標的價格，北歐交易所還會對其交易所管轄范圍內(nèi)的市場進行二次出清，獲得一個日前系統(tǒng)價格。二次出清的日前系統(tǒng)價格是一個金融合約對標值且每小時都會發(fā)生變化，各市場成員依舊根據(jù)各個價區(qū)出清的成交量和價分別結(jié)算。日內(nèi)市場采用滾動連續(xù)出清方式來進行交易，只要用戶側(cè)報價大于發(fā)電側(cè)報價，交易即可成交。

實時平衡市場是由各國TSO分別組織的，由于北歐四國的網(wǎng)絡(luò)容量足夠大，調(diào)用上下調(diào)服務(wù)時可以調(diào)用整個北歐市場的所有機組。

實際交割完成以后，實際的發(fā)用電量和調(diào)度指令的偏差部分稱為不平衡電量。在北歐，芬蘭、瑞典和挪威的TSO建立了協(xié)調(diào)統(tǒng)一的北歐不平衡結(jié)算模式，成立了專門負責不平衡結(jié)算的eSett公司[19]。北歐的電力平衡通過平衡責任方來完成，對平衡責任方的不平衡電量結(jié)算分為發(fā)電不平衡電量結(jié)算和用電不平衡電量結(jié)算。北歐統(tǒng)一電力市場的不平衡結(jié)算機制見表1。

表1 北歐電力市場不平衡結(jié)算機制
Tab.1 Unbalanced settlement mechanism of Nordic electricity market

結(jié)算方式上調(diào)時段下調(diào)時段無上下調(diào)時段雙結(jié)算負發(fā)電不平衡量上調(diào)價格日前系統(tǒng)價格日前系統(tǒng)價格正發(fā)電不平衡量日前系統(tǒng)電價下調(diào)價格日前系統(tǒng)價格單結(jié)算負發(fā)電不平衡量上調(diào)價格下調(diào)價格日前系統(tǒng)價格正發(fā)電不平衡量上調(diào)價格下調(diào)價格日前系統(tǒng)價格

1.3 經(jīng)驗與啟示

1.3.1 國外電力市場結(jié)算機制的異同分析

各個典型市場的交易結(jié)算差異主要與各國所采用的電力市場模式及其設(shè)計思路有關(guān)，主要表現(xiàn)在：

a)PJM中存在內(nèi)部和外部監(jiān)管，而歐洲則不存在內(nèi)部監(jiān)管。

b)PJM現(xiàn)貨市場采用全電量交易和優(yōu)化，所以所有的金融合約都需要在PJM結(jié)算部門進行處理；而歐洲電力市場中電量交易采用分散式市場交易模式，所以金融合約不需要在結(jié)算機構(gòu)進行處理，可直接通過金融市場進行結(jié)算。

1.3.2 對我國電力市場交易結(jié)算工作的啟示

a)市場模式是基礎(chǔ)。市場組織者需要明確區(qū)域電力市場的市場模式，只有市場模式確定后才能設(shè)計一套符合區(qū)域市場特征的結(jié)算體系。

b)偏差定價是核心。隨著市場逐漸成熟，要搭建基于市場的偏差定價機制，體現(xiàn)市場信號的作用，同時引入平衡機制和輔助服務(wù)機制。

c)硬件設(shè)備要跟進。一方面，隨著市場成份和交易品種日趨復(fù)雜，對信息采集的準確性和及時性提出了更高要求，因此計量設(shè)備要持續(xù)更新；另一方面，市場擁有海量數(shù)據(jù)以及復(fù)雜的物理和金融合約需及時準確處理，交易結(jié)算系統(tǒng)要根據(jù)市場要求不斷完善。

d)風(fēng)險管控要注重。電力市場的結(jié)算風(fēng)險主要是資金風(fēng)險，各電力市場的設(shè)計者都在相關(guān)的規(guī)則中引入風(fēng)險管控的內(nèi)容，如信用保函制度和保證金制度等。

2 雙結(jié)算方法的內(nèi)涵

2.1 雙結(jié)算方法的定義

雙結(jié)算方法是指按照契約行為和違約偏差行為將省間電力交易結(jié)算分解為事前結(jié)算和事后結(jié)算的電力交易結(jié)算方法。其中，事前結(jié)算是指電量物理交割前按照契約約定對合同進行事前結(jié)算，保證合同百分百得到執(zhí)行；事后結(jié)算是指電量物理交割后，依據(jù)主體市場行為的偏差與否和偏差程度按偏差電價進行結(jié)算，從經(jīng)濟上給予違約行為以負激勵。通過事前結(jié)算和事后結(jié)算作為市場結(jié)算的一個流程，可得到所有市場主體的總費用。雙結(jié)算方法如圖1所示。

圖1 雙結(jié)算方法Fig.1 Two-settlement method

從時間軸線來說，雙結(jié)算方法是一個二次結(jié)算的過程：預(yù)電量結(jié)算，按照成交曲線和市場價格結(jié)算，出清結(jié)果將作為后續(xù)市場的“基態(tài)”；第二次電量結(jié)算，按照最終的發(fā)、用電曲線與調(diào)度計劃曲線的偏差和價格結(jié)算，即對“基態(tài)”之上交易偏差量進行結(jié)算。

2.2 雙結(jié)算方法的市場原則

a)所有交易都將依循市場規(guī)則，按照合約履行交易職責。電力市場的放開和交易機制的不斷完善也要求跨省電力交易強化市場契約精神，當前的“計劃電”和“市場電”都將被賦予市場屬性，計劃電量以雙邊合約形式簽署，并嚴格履約。市場主體任何違反契約精神的市場行為都會面臨負向激勵或懲罰措施。

b)系統(tǒng)安全是保障，市場交易達成是目標。在電力市場模式下，電力系統(tǒng)安全將由一個目標轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€約束，即：在系統(tǒng)安全的基本約束下，電力系統(tǒng)更傾向于保障系統(tǒng)靈活運行和市場交易行為的實現(xiàn)。系統(tǒng)運行一定程度上是為市場模式和市場行為服務(wù)的，而不能因容量不足或系統(tǒng)阻塞，在毫無違約成本的情況下限制或取消市場交易。

2.3 雙結(jié)算方法的關(guān)鍵要素

2.3.1 結(jié)算主體及其職責

a)售電主體：依據(jù)市場交易規(guī)則與購電主體簽署購售電合約，明確交易電量和電價；按照購售電合約執(zhí)行交易計劃，盡可能減少偏差；接受調(diào)度機構(gòu)的指令，能力范圍內(nèi)響應(yīng)輔助服務(wù)；按照合約和結(jié)算單收取電力交易中心的電費。

b)購電主體：依據(jù)市場交易規(guī)則與售電主體簽署購售電合約，明確交易電量和電價；按照購售電合約執(zhí)行交易計劃，盡可能減少偏差；接受調(diào)度機構(gòu)的指令，能力范圍內(nèi)響應(yīng)輔助服務(wù)；按照合約和結(jié)算單支付電力交易中心的電費。

c)調(diào)度機構(gòu)：結(jié)合交易計劃和系統(tǒng)約束，發(fā)布調(diào)度計劃，最大范圍優(yōu)化配置資源；負責指揮系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓，協(xié)調(diào)和保障兩級市場系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行；監(jiān)督發(fā)、供電計劃的執(zhí)行，并負責督促、調(diào)整、檢查和考核；根據(jù)系統(tǒng)要求發(fā)布輔助服務(wù)需求，負責與輔助服務(wù)商簽訂輔助服務(wù)供應(yīng)協(xié)議，以及出具輔助服務(wù)調(diào)用清單。

d)電力交易中心：根據(jù)市場主體的交易協(xié)議，出具結(jié)算單；按照市場交易規(guī)則向購電主體收取事前交易電費，并按合約支付給售電主體；校驗跨省交易的關(guān)口數(shù)據(jù)，結(jié)合輔助服務(wù)清單計算偏差電量；在交易周期結(jié)束后，出具偏差電量清單，計算偏差率，并確定下周期偏差電價的懲罰因子。

e)輸電公司：維護輸電系統(tǒng)和設(shè)備，保障調(diào)度計劃順利執(zhí)行；采集跨省交易的關(guān)口數(shù)據(jù)(包括點對網(wǎng)電廠外送的關(guān)口數(shù)據(jù))；校驗系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，校核偏差電量；按照交易中心出具的偏差電費清單，向市場主體收取偏差電費；根據(jù)調(diào)度機構(gòu)出具的輔助服務(wù)清單，向輔助服務(wù)商支付輔助服務(wù)費用；結(jié)合關(guān)口數(shù)據(jù)和核定線損率，計算所要收取的輸電費用，并向市場主體收取。

2.3.2 結(jié)算電量

雙結(jié)算方法涉及的電量主要包括合約電量和偏差電量。合約電量由不同層級市場簽署的合約集合決定；偏差電量是指實際發(fā)電或用電的電量與合同電量的差值。其中，比較關(guān)鍵的問題是實際電量計量的準確性和及時性，它是偏差電量測定的決定性因素。

2.3.3 結(jié)算電價

事前結(jié)算的電價按照合約價格或者市場競價等方式產(chǎn)生和執(zhí)行，充分體現(xiàn)市場化原則。雙結(jié)算方法的偏差電價在基準電價的基礎(chǔ)上利用懲罰系數(shù)調(diào)整，基準電價可通過綜合成本法或市場定價法確定，懲罰系數(shù)由前3期市場主體偏差程度確定。其優(yōu)點是相對準確地反映了市場價值信號，靈活性強，體現(xiàn)了偏差的后果；缺點是操作相對復(fù)雜，及時性、精準度要求較高。

2.3.4 偏差金額

偏差賬戶是為了滿足區(qū)域電力市場建設(shè)需要，妥善處理發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)和電力用戶的利益關(guān)系，規(guī)范競價上網(wǎng)產(chǎn)生的差價資金管理，促進電力市場的健康發(fā)展而建立的區(qū)域電力市場資金賬戶。平衡賬戶主要用于偏差電費、輔助服務(wù)費等費用收支，根據(jù)國外經(jīng)驗一般設(shè)置在相對獨立的交易機構(gòu)內(nèi)，并受政府監(jiān)管部門監(jiān)督和管理。為了保障主體權(quán)益，減少市場信用風(fēng)險，還需考慮引入跨省交易保證金制度。

3 基于雙結(jié)算方法的跨省交易結(jié)算機制

3.1 結(jié)算機制應(yīng)用的市場條件

從我國當前電力市場建設(shè)和發(fā)展程度來看，可滿足以下3點：

a)計劃電量可轉(zhuǎn)化為市場電量，以市場合約執(zhí)行雙結(jié)算。當前國內(nèi)的區(qū)域電力市場基本確立了穩(wěn)定的中長期市場和集中競價市場(月度)，長期協(xié)議電量交易也可通過市場機制進行規(guī)范，參與到中長期交易市場中并依照合約執(zhí)行雙結(jié)算。

b)利用上下調(diào)服務(wù)和輔助服務(wù)補償機制來維護系統(tǒng)平衡和執(zhí)行不平衡結(jié)算。對于電量偏差，可通過經(jīng)濟調(diào)度(按月度封存的價格結(jié)算)上調(diào)或下調(diào)，偏差量計算是以各省電網(wǎng)及點對網(wǎng)電廠為單位開展，從市場角度來說，這些都是輔助服務(wù)供應(yīng)商。調(diào)用的電量參考輔助服務(wù)補償機制進行支付。

c)省級市場和獨立電廠可擔任平衡單元，不平衡電量由省級市場內(nèi)部消化。按照目前的市場狀態(tài)，數(shù)據(jù)關(guān)口設(shè)置在點對網(wǎng)電廠、區(qū)域市場和省級市場的產(chǎn)權(quán)分界點，跨省交易數(shù)據(jù)采集也只能到點對網(wǎng)電廠和省級電網(wǎng)主體，省級電力市場的不平衡量再由其內(nèi)部消化。因此，主要的平衡單元只能由省級電網(wǎng)主體和點對網(wǎng)電廠擔任。上述主體雖然平衡能力較強，但整個平衡機制無法反映出市場價值信號，只能作為新結(jié)算機制下的彌補性措施。

可見，現(xiàn)有的市場條件沒有完全達到雙結(jié)算方法應(yīng)用的要求，表現(xiàn)在：價格機制不完善，偏差電價和輔助服務(wù)價格無法反映市場信號，無法體現(xiàn)公平性原則和市場化原則，不利于市場良性發(fā)展；沒有短期集中市場消化中長期市場(包括雙邊交易市場和月度集中市場)的偏差，偏差只能通過調(diào)用輔助服務(wù)來維護系統(tǒng)平衡，對交易主體沖擊較大，經(jīng)濟性欠佳。

因此，以下3個市場條件是未來區(qū)域市場建設(shè)必須重點考慮的：

a)區(qū)域日前市場?？缡‰娏灰椎娜涨笆袌?，旨在解決：①偏差電量沒有消化渠道的問題，即在物理交割前所有主體都可通過日前市場來彌補偏差電量，維護主體利益。②提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，即通過日前市場調(diào)整，系統(tǒng)供需偏差和緊急調(diào)用的輔助服務(wù)量都顯著減少，提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。③真實反映短期市場的價格信號，即日前市場通過供需來反映市場價格信號，相比于當前市場條件下的處理方式，更加公平合理。

b)相對完善的輔助服務(wù)市場。應(yīng)用基于雙結(jié)算方法的結(jié)算機制，還需配置基于市場機制(而非補償機制)的輔助服務(wù)市場，以維護市場平衡和系統(tǒng)穩(wěn)定。

c)其他市場條件，包括基于市場的偏差定價機制、系統(tǒng)阻塞管理、保證金制度等。

3.2 結(jié)算機制的內(nèi)在邏輯

按照雙結(jié)算方法的結(jié)算思路，可以將整個結(jié)算過程按照時間軸劃分為事前結(jié)算和事后結(jié)算2個階段。其中，交易過程中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)是事后結(jié)算的依據(jù)，在事后結(jié)算流程圖中體現(xiàn)。

3.2.1 事前結(jié)算

事前結(jié)算是對物理交割前多級市場所有金融合約結(jié)算的過程。在交易前，市場主體根據(jù)個體需求簽訂交易協(xié)議，自行商定交易電量和交易價格，這些主體主要包括售電/購電省級電網(wǎng)主體、點對網(wǎng)電廠、購電代理等。從時間軸線來看，事前結(jié)算的合約信息流來自中長期合約市場、短期集中交易市場。中長期合約交易是場外雙邊交易，短期集中市場則由交易中心組織開展。主體通過對上述合約總量以及市場供需情況進行偏差預(yù)測，并在日前市場進行偏差矯正(發(fā)電權(quán)交易、物理購售電合約等)。每級市場形成交易合約信息流后將提交至區(qū)域市場電力交易中心，經(jīng)電力交易中心初步核準后遞交到調(diào)度機構(gòu)進行安全校驗。調(diào)度機構(gòu)校驗后，對于不符合約束條件的協(xié)議內(nèi)容提出修改意見。校驗完成并通過后，將調(diào)度計劃發(fā)送給區(qū)域市場的電力交易中心、輸電公司等交易主體。此時調(diào)度計劃與校正后的交易計劃是一致的，也是事前結(jié)算的主要依據(jù)。電力交易中心基于調(diào)整后的電力交易協(xié)議，向市場交易主體出具事前交易結(jié)算依據(jù)，其中交易電量和交易電價均按照合同約定執(zhí)行，交易中心對交易結(jié)果進行備案和信息發(fā)布。輸電公司則根據(jù)事前交易計劃保障輸電通道的順暢，盡量避免阻塞。調(diào)度機構(gòu)為保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，在事前階段與市場主體提前簽訂長期輔助服務(wù)協(xié)議，約定輔助服務(wù)量和輔助服務(wù)價格。至此，事前交易結(jié)束，形成后續(xù)市場允許的“基態(tài)”。市場開始按照交易協(xié)議和調(diào)度計劃進行物理交割，購售主體、電力交易中心、調(diào)度機構(gòu)、輸電公司等市場主體則各司其職，保障協(xié)議的準確履行。事前結(jié)算的邏輯關(guān)系如圖2所示。

圖2 事前結(jié)算邏輯Fig.2 Logic of advance settlement

3.2.2 事后結(jié)算

在交易后，最核心的問題是事后結(jié)算費用的計算，包括輔助服務(wù)費用和偏差電費。對于偏差費用，要根據(jù)計量的偏差量按照規(guī)定的偏差價格執(zhí)行，具有一定懲罰作用。具體的偏差處理方式和偏差價格可見3.3節(jié)。

輔助服務(wù)包括中長期協(xié)議和短期市場響應(yīng)。輔助服務(wù)協(xié)議是調(diào)度機構(gòu)與輔助服務(wù)供應(yīng)商提前簽署并約定可提供的輔助服務(wù)類型、數(shù)量、價格的合約，在系統(tǒng)不平衡時調(diào)度機構(gòu)可直接調(diào)用相應(yīng)輔助服務(wù)并按照協(xié)議內(nèi)容支付費用。當系統(tǒng)需要的輔助服務(wù)量大于協(xié)議約定量時，對于超出的輔助服務(wù)，則通過主體發(fā)布、市場響應(yīng)的方式，價格按照市場主體申報價格執(zhí)行，輔助服務(wù)量按照實際調(diào)用量計算。事后結(jié)算的邏輯關(guān)系如圖3所示。

圖3 事后結(jié)算邏輯Fig.3 Logic of post settlement

3.3 區(qū)域內(nèi)跨省交易結(jié)算模型

3.3.1 結(jié)算機制總模型

結(jié)算機制總費用包括事前結(jié)算費用和事后結(jié)算費用，其數(shù)學(xué)表達式為

(1)

式中：C為結(jié)算總費用；Q1,ij為交易主體i和j之間的協(xié)議電量；I為市場主體集合；p1,ij為交易主體i和j之間的協(xié)議電價；Q2,im為交易主體i在m市場內(nèi)合約的偏差量；M為不同市場層級，如月度集中市場、日前市場等；p2,m為m市場內(nèi)的偏差電價。

3.3.2 偏差結(jié)算模型

偏差結(jié)算可以進一步劃分為信息偏差結(jié)算和能量偏差結(jié)算。信息偏差結(jié)算是指市場主體經(jīng)調(diào)度機構(gòu)核準后的出力/負荷曲線與該市場主體實際計量的出力或負荷值之間存在差異且已超過差異允許范圍時，交易中心根據(jù)偏差程度對相關(guān)市場主體采取懲罰性措施的過程。該措施可以是經(jīng)濟性的措施，如按照偏差程度分等級收取罰金等；也可以是考核性的措施，如按照偏差程度劃分主體信用等級，削減低信用主體的下周期交易比例等。對信息偏差采取懲罰性措施有助于促使市場成員盡可能提供準確的信息。能量偏差結(jié)算是針對交易主體實際計量量與協(xié)議電量和調(diào)度計劃的偏差電量的結(jié)算。偏差結(jié)算費用

Cp=Cinf+Cele=f(βi)+Q2,imp2,m.

(2)

式中：Cinf為信息不平衡結(jié)算的費用；Cele為能量不平衡結(jié)算的費用；βi為交易主體i的偏差率；f(βi)為不同偏差等級下的懲罰金，是一個與β相關(guān)的分散函數(shù)。

市場主體i在各個市場的總偏差電量Q2,i可由式(3)或式(4)得出：

(3)

Q2,i=Q4,i-(Q1,i+Q3,i).

(4)

式中：Q4,i為關(guān)口數(shù)據(jù)對于市場主體i的實際計量量；Q1,i為市場主體i的協(xié)議量；Q3,i為市場主體i響應(yīng)的輔助服務(wù)電量。

電力交易中心根據(jù)式(4)所得偏差電量，計算偏差率β，并以此為主要指標開展信息不平衡結(jié)算。偏差率

β=Q2,i/Q1,i.

(5)

對于偏差價格，由基準偏差價與懲罰因子確定。其中，基準偏差價等于交易前有效市場協(xié)議電價的加權(quán)平均數(shù)。為了鼓勵市場主體按照調(diào)度計劃出力或消納負荷，降低偏差率，在偏差價格中引入了懲罰因子。由政府監(jiān)管機構(gòu)和交易中心核定1個基準值，涉及到具體的交易主體，懲罰因子則與之前3個周期該市場主體的偏差率掛鉤。若上周期偏差越大，則本周期的懲罰因子越高。其數(shù)學(xué)表達式為

p2,t=p0,tηi,t∈T.

(6)

式中：p0,t為核準的t時段內(nèi)的基準偏差價格；T為分時電價劃分時段，分為高峰、平峰和低谷3個時段；ηi為交易主體i的懲罰因子。ηi的值需根據(jù)之前3個周期交易主體的表現(xiàn)確定，是與偏差率β相關(guān)的函數(shù)。

對于責任方的偏差等級和罰金，則通過f(β)函數(shù)表達。f(β)是與β相關(guān)的分散函數(shù)，根據(jù)偏差率的不同共分5個偏差等級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，每個偏差等級對應(yīng)1個懲罰金子函數(shù)，其數(shù)學(xué)表達式為

(7)

式中：a,b,c,d分別為偏差等級Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ下的等級基礎(chǔ)罰金，通過偏差率βi和調(diào)整系數(shù)μ來確定交易主體i的罰金；β1至β4將偏差等級劃分成5個范圍；μ為調(diào)整系數(shù)，用以根據(jù)市場供需情況來調(diào)整懲罰力度。市場供應(yīng)緊張情況下，少發(fā)或多用將加大μ值；市場剩余情況下，多發(fā)或少用將加大μ值；反之亦然。

3.3.3 輔助服務(wù)結(jié)算模型

輔助服務(wù)的結(jié)算包括長期協(xié)議輔助服務(wù)結(jié)算和市場響應(yīng)的輔助服務(wù)結(jié)算。長期協(xié)議的輔助服務(wù)結(jié)算價格按照協(xié)議價格執(zhí)行，輔助服務(wù)量按照長期合同約定并實際調(diào)用的數(shù)量執(zhí)行；市場輔助服務(wù)價格根據(jù)輔助服務(wù)市場供需雙方報價和出清價格確定。輔助服務(wù)響應(yīng)違約是指輔助服務(wù)商無法履行輔助服務(wù)合同義務(wù)。由于輔助服務(wù)市場是處于關(guān)門市場后的補救行為，其影響比電量偏差更大，因而響應(yīng)違約的懲罰應(yīng)該更為嚴格。數(shù)學(xué)表達式為

(8)

3.4 雙結(jié)算機制下的區(qū)域和省級兩級市場協(xié)調(diào)模式

目前，8個現(xiàn)貨市場試點省份正在積極開展現(xiàn)貨市場建設(shè)。據(jù)悉，廣東省近日將發(fā)布現(xiàn)貨市場運營規(guī)則以正式啟動省級現(xiàn)貨市場，《南方(以廣東起步)電力市場運營規(guī)則體系》也進入了專家討論階段。隨著一系列市場建設(shè)工作的推進，原有的市場條件正在快速變化，也將引發(fā)區(qū)域市場與省級電力市場建設(shè)如何銜接和協(xié)調(diào)的問題。本文根據(jù)市場建設(shè)情況，分2個階段來討論。

第一階段，假設(shè)區(qū)域市場只有中長期市場，沒有現(xiàn)貨市場，省級電力市場有現(xiàn)貨市場。該階段比較貼近當前的電力市場條件，建議跨省電能交易不參與省級電能量市場，而是作為省級市場的邊界條件?？梢岳斫鉃?，省級市場開展交易前，先將跨省電能交易合同電量在省級市場內(nèi)“框定”，剩下的市場電量再開展省內(nèi)交易。在該階段，市場主體類型較少，交易品種相對簡單，因此雙結(jié)算方法按照上述思路開展應(yīng)用不會受到很大阻力。對于偏差電量主要采用省級現(xiàn)貨市場消化電量和區(qū)域市場偏差考核制度來處理。對于偏差電價，一方面可以設(shè)定考核標準，另一方面也可以通過發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓等方式由市場主體自行協(xié)商解決。當然，還有一種情景：兩端省級市場中僅有一個擁有現(xiàn)貨市場。該情景下對偏差電量和偏差電價的處理方法會有所不同。對于擁有現(xiàn)貨市場的省級電力市場來說，區(qū)域市場傳導(dǎo)過來的偏差電量可由內(nèi)部現(xiàn)貨市場消化，消化不了的電量再交由發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓市場和輔助服務(wù)市場解決，偏差電價是市場因素和考核因素結(jié)合的結(jié)果。對于沒有現(xiàn)貨市場的省級電力市場來說，僅可依靠發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓市場和輔助服務(wù)市場來消化，對電力市場的計量要求和電網(wǎng)魯棒性提出了更高要求，其偏差電價更多由考核因素確定。

第二階段，假設(shè)區(qū)域市場擁有中長期市場和現(xiàn)貨市場，省級電力市場有現(xiàn)貨市場(可認為區(qū)域現(xiàn)貨市場建立在省級現(xiàn)貨市場之后，因此暫不考慮區(qū)域電力市場有現(xiàn)貨市場、省級電力市場無現(xiàn)貨市場的情景)。區(qū)域現(xiàn)貨市場的作用主要是消化一部分事前結(jié)算后的偏差電量，從經(jīng)濟性和可操作性來看，建議只設(shè)計日前市場即可。區(qū)域日前市場消化了部分區(qū)域事前合同偏差電量后，剩余部分可交由省級市場消化。由省級市場自行消化的電量，對于區(qū)域市場內(nèi)的省網(wǎng)公司用戶而言，即為偏差電量，按照設(shè)定的偏差價格進行事后結(jié)算。此時的偏差價格將受到區(qū)域和省級兩級現(xiàn)貨市場的影響，建議其定價過程要兼顧區(qū)域日前市場出清價和省級日前市場出清價，實現(xiàn)兩級市場的價格聯(lián)動。此外，由于市場復(fù)雜程度增加，該階段還需考慮引入?yún)^(qū)域市場的輔助服務(wù)聯(lián)動機制，例如構(gòu)建省間調(diào)峰互濟交易機制[20]等。

4 區(qū)域內(nèi)跨省交易結(jié)算的配套機制

4.1 平衡賬戶和保證金制度

平衡賬戶是為了滿足區(qū)域電力市場建設(shè)需要，保持銷售電價的相對穩(wěn)定，妥善處理發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)和電力用戶的利益關(guān)系，規(guī)范競價上網(wǎng)產(chǎn)生的差價資金管理，促進電力市場的健康發(fā)展而建立的區(qū)域電力市場賬戶。平衡賬戶主要用于偏差電費、輔助服務(wù)費以及發(fā)電企業(yè)的獎懲等費用收支[21]，根據(jù)國外經(jīng)驗一般設(shè)置在相對獨立的交易機構(gòu)內(nèi)，并受政府監(jiān)管部門監(jiān)督和管理。為了保障主體權(quán)益，減少市場信用風(fēng)險，還需考慮引入跨省交易保證金制度。

4.2 風(fēng)險管控和監(jiān)管機制

對于交易主體違約、爭議處理、系統(tǒng)阻塞、供需失衡等風(fēng)險因素，需要有針對性的風(fēng)險管控機制。風(fēng)險識別和管控主體主要包括交易中心、調(diào)度機構(gòu)、購電主體、售電主體、各類代理商、輔助服務(wù)商、輸電公司等。其中，電力交易中心和調(diào)度機構(gòu)是風(fēng)險管控的主要實施單位。

結(jié)算方式改變后，政府監(jiān)管方式和制度也要做相應(yīng)調(diào)整。特別是針對資金流流經(jīng)的市場主體和平衡賬戶管理單位，監(jiān)管要更細化。

4.3 輸電網(wǎng)絡(luò)阻塞管理機制

在雙結(jié)算方法中，如何減少偏差電量是所有主體共同努力的目標。在偏差發(fā)生時，一般采用“誰出問題誰買單”的原則。從國外經(jīng)驗來看，電網(wǎng)阻塞是對偏差影響很大且易發(fā)生的風(fēng)險。從責任界定來說，輸電公司要承擔阻塞風(fēng)險主要責任，對其收益沖擊很大。因此，建立輸電權(quán)市場、應(yīng)用節(jié)點電價等技術(shù)或制度來減緩電網(wǎng)阻塞十分關(guān)鍵。

5 成果和建議

本文依據(jù)前述新形勢下結(jié)算機制面臨的問題，提出了基于雙結(jié)算方法的跨區(qū)電力交易結(jié)算機制。結(jié)合國外典型市場的經(jīng)驗和啟示，明確雙結(jié)算方法的定義、基本內(nèi)涵和關(guān)鍵要素，給出雙結(jié)算設(shè)計和應(yīng)用的市場條件；描繪雙結(jié)算的結(jié)算流程，梳理結(jié)算的信息流向和內(nèi)在邏輯，界定結(jié)算主體的職責和義務(wù)；重點分析雙結(jié)算的偏差處理方法，包括偏差電量和偏差電價模型；明確基于雙結(jié)算方法的跨省交易結(jié)算所需的其他配套機制。本文的主要研究成果和建議如下：

a)通過分析國外典型區(qū)域市場的跨地區(qū)交易結(jié)算機制，明確國內(nèi)區(qū)域電力市場建設(shè)需要關(guān)注4個方面：①市場組織者必須明確區(qū)域電力市場的市場模式，市場模式是設(shè)計結(jié)算體系的基礎(chǔ)；②偏差定價是核心，要充分體現(xiàn)市場信號的作用，并注重平衡機制和輔助服務(wù)機制；③硬件設(shè)備要持續(xù)創(chuàng)新，以適應(yīng)日趨復(fù)雜的市場結(jié)構(gòu)、交易品種對信息采集準確性和及時性的高要求，并不斷完善交易結(jié)算系統(tǒng)；④各電力市場的設(shè)計者需在相關(guān)規(guī)則中突出風(fēng)險管控的重要性，如信用保函制度、保證金制度等，以強化市場風(fēng)險管控和處理能力。

b)針對我國當前區(qū)域市場普遍存在的價格機制不完善，偏差電價和輔助服務(wù)價格無法反映市場信號，缺乏有效措施消化中長期市場偏差，通過人為調(diào)整來維護市場平衡導(dǎo)致公平性和經(jīng)濟性欠佳等問題，提出了一種基于雙計算方法的跨省電能交易結(jié)算機制。雙結(jié)算方法是指按照契約行為和違約偏差行為將跨省電力交易結(jié)算分解為事前結(jié)算和事后結(jié)算的電力交易結(jié)算方法。其優(yōu)點包括：合約價格和偏差電價體現(xiàn)了市場意愿，符合市場規(guī)律；區(qū)域日前市場、輔助服務(wù)市場的設(shè)立，豐富了偏差電量處理手段，通過市場方式維護了市場平衡和系統(tǒng)穩(wěn)定；二次結(jié)算的交易結(jié)算邏輯強化了市場契約精神，減少了人為因素的干擾，有利于推動電力市場化建設(shè)等。

c)構(gòu)建區(qū)域內(nèi)跨省交易結(jié)算模型，明確了交易結(jié)算總費用、偏差電量、偏差電價、輔助服務(wù)成本、偏差懲罰因子等函數(shù)目標值和參數(shù)值的計算公式。