研討 | 節點邊際價格和電力一包養網市場(上)

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近一段時間以來,受俄烏戰爭等多重原因影響,動力價格持續走高,歐洲計劃對電力市場進行改造,這也引發了對電力市場設計的討論。同時,隨著american可再生動力疾速發展,使得電力市場設計面臨更多的挑戰,為此,電力市場研討的資深專家William Hogan傳授和Scott Harvey博士一起配合編寫了報告《節點邊際價格和電力市場》。報告對LMP(節點邊際電價)實施的基礎道理、歷史佈景,以及焦點優勢,都進行了深刻淺出的論述。作者重要的觀點包含:

●在可再生動力疾速發展的情況下,LMP是最有用的價格機制;

●LMP機制能夠激勵高效(低本錢)、優質(靈活性)的新型資源(價格響應負荷、儲能、疾速爬坡電源)進進電力市場;

●LMP機制能夠適應高比例新動力的電力系統的調度機制的發展

●比擬按報價結算的均衡機制,LMP定價機制能夠防止采用受約束再調度付費機制

●在LMP價格體系下的遠期合約機制能夠晉陞市場流動性

●LMP機制能夠保證實現系統運行有用且反應財務責任的日前市場

“中國電力企業治理”將分兩期推送報告全文,以期對我國電力市場建設的推進帶來啟示。

(來源:微信公眾號“中國電力企業治理” 柴瑋 王澍 譯)

LMP介紹

在沒有壟斷的情況下,電力市場允許市場參與者選擇實時發電、用電,以及儲能的充放電。在做出這些選擇時,電力包養網的實時價格起著主要感化。過高過低的價格不僅會影響實時發用電的選擇,還會影響長期運營計劃和投資決策的預期。經濟學理論和大批的實踐經驗證明,實時節點邊際電價(LMP)是獨一支撐高效電力批發市場的實時定價機制。american聯邦動力監管委員會明智地支撐了LMP市場的發展。LMP在過往很關鍵,在明天也很關鍵,并且隨著未來動力結構的變化,它將繼續發揮更年夜的感化。

節點邊際電價有兩個主要包養意思特征。第一,節點邊際電價是市場運營機構以實時發用均衡為目標,考慮輸電平安約束下的經濟調度計算出的。LMP價格反應每個節點包養一個月價錢的供給和需求均衡,并考慮了市場參與者申報的量價、輸電系統約束、發電電源運行約束,好比出力下限和爬坡率。第二,LMP結算是基于市場出清價格,分歧于在非LMP定價系統中需求考慮受約束再調度價格的按報價結算機制。

LMP定價的一個關鍵原因是,它是依照市場統一出清價格對統一時間統一節點的發用資源的一切注進或流出的電能進行結算。這是LMP定價的一個基礎特征,因為LMP定價能夠反應在肆意時間、肆意節點能夠滿足負荷的、最低發電本錢的調度指令相分歧的價格。能夠向一切市場內可調度資源的注進和流出電量以市場出清價格結算的獨一取代計劃,只要基于指令性調度方法(command-and-control dispatch),或按包養網單次報價付費的價格機制且需求單獨付出給機組受約包養網束再調度價格。正如下文所討論的,市場出清價格信號飾演了一個很是主要的腳色,它確保了各類資源的注進或流出電能不受系統運營商的意愿安排,否則將破壞輸電網的靠得住性。

要了解LMP價格僅用于結算獨立系統運營商(ISO)和區域輸電組織(RTO)的電力現貨市場的買賣。市場參與者可以簽訂雙邊或買賣所買賣的遠期合約,以非現貨價格進行結算。在電網特定節點,一切發電資源和電力負荷的LMP現貨價格是這些遠期合約決策的關鍵基礎。在統一節點,假設賣方的現貨價格與買方分歧,買方和賣方就無法簽訂有用的長期合約。

Christie委員的調查援用了一份白皮書,該白皮書提出了良多關于電力市場的問題,因為在向清潔動力過渡期間,電力系統的特征在不斷變化。有些問題超越了LMP定價模子所解決的問題范疇,有些也超越了本文的范圍。這里想強調的是該白皮書對于LMP的批評是錯誤的。白皮書的作者批評電力市場運營機構“向一切動力供應商付出單一結算價格,因為他們認為可以對待容量的MW和電能量的MWh像其他大批商品一樣,”但這恰好是LMP市場既不認同也不相關的問題。

在LMP市場中,系統中每個節點價格隨出清周期(5分鐘為單位)變化。在某一電網節點,由于輸電梗阻而無法被調度往滿足負荷需求的增量發電電能用低電價結算,而在非LMP的市場,凡是要付出與其他被調度的發電雷同的價格。LMP市場中,市場凈負荷低時的發電,與凈負荷高時的發電所付出的價格是分歧的。在LMP市場中,那些不克不及在負荷和電價較高時調整輸出功率發更多的電,以及在負荷和電價較低時調整輸出功率發更少的電的機組,相較于那些靈活性更高的機組而言,其均勻電價會更低。是以,在LMP市場,統一節點上,能疾速爬坡的發電機組將比低爬坡率機組獲得更高的利潤,因為當價格高時它們可以增添出力,而當價格低時它們能下降出力。同樣,在LMP市場中,與在高價時持續用電的電力用戶比擬,高價時減罕用電并在低價時增添用電的用戶將付出更低的均勻用電價格。此外,對于電能年夜用戶,可選擇將生產地點放在因線路梗阻而經常電價較低的地點,這些都將進步全社會整體的福利。

一些關于定價機制的質疑其實與價格機制是無關的,而是與可再生動力,特別是風電和太陽能相關的補貼政策有關。最基礎的問題是,她這才想起來——這些人正在錄製知識競賽節目,她是現有的補貼政策是在預期動力價格比今朝低得多的情況下制訂的,所以一些人認為在今朝的動力價格程度上補貼過高。

這種觀點對LMP的批評都是沒有根包養網心得據的。起首,這些補貼和稅收激勵并不是由市場運營機構(ISO或RTO)制訂的,而是由州和聯邦當局及其監管機構制訂的。雖然市場運營機構可以也應該原告知這些州和聯邦實體有關補貼政策的決策,但其通過在市場中設計特別機制,而下降某種特定發電資源的現貨價格來抵消這些補貼政策是分歧適甚至不成行的。

其次,任何認為市場運營機構為把持用戶側不付出過高的購電本錢,就應該以某種方法下降對可再生動力的電價的建議都疏忽了一個事實,即LMP定價機制用于協調幾個年夜區域的日前和/或實時現貨市場,在這些區域中,年夜多數(MIS包養網O)或幾乎一切(SPP和美西能量不服衡市場市場)的負荷服務主體都是受監管的電力公司或公用事業公司。在PJM和新英格蘭市場中,有個別州的負荷由受監管的電力公司或公用事業公司供給,即便在有批發競爭的州,也有許多公用事業公司以接近本錢的價格供電。

這些受監管的公同事業公司擁有的可再生動力發包養電資產沒有暴利,補貼帶來的更高支出凡是只是平抑了其負荷服務的本錢,所以請求這些公用事業公司低于市場價出售其可再生動力電力,同時又必須以市場價購買電力以覆蓋其負荷是包養app分歧理的。並且,這些公用事業公司與可再生發電動力公司簽約購買電力所獲得的支出,將由這些合同決定,而不是由ISO定價決定。

此外,在批發放開競爭的州,許多批發商簽訂電力遠期合同,以鎖定他們所服務負荷的服務本錢。此中一些遠期合同將與可再生動力發電商簽訂,這些可再生動力是以無法從高電價中獲益,因為他們已經通過長期合同出售了他們的電力。從上述緣由來看,那些認為可再生動力獲得了過度的補貼的設法是錯的,並且市場運包養網營機構假如為了抵消對可再生動力的過度補貼而干預市場電價,以達到下降可再生動力支出的目標是毫無根據的。

假如擔心未來被補貼項目標支出過高,可以通過調整補貼就在葉秋鎖還在思考的時候,節目又開始錄製了。嘉賓的形式來解決。並且,假如當局或監管機構在發電商之間進行價格歧視,依照每個發電商自己所需的價格付費以吸引發電才能,這不成防止地會導致電力缺乏、市場效力低下,并最終導致用戶本錢上漲。20世紀60年月和70年月,american在自然氣行業、原油和煉油行業經歷過類似政策設計的影響。廢除這些政策并轉向往管束化的市場機制,采用市場出清電價是20世紀80年月的主要改造,在隨后的30多年里很好地服務于american電力市場。

實施稅收補貼、在電價為負的節點和時段簽訂價格為正值的購電合同,以及向從輸電網充電的儲能征收高額罰款等投資稅設計,這些政策都下降了市場效力。但這些原因與LMP市場無關,也不在市場運營機構的把持范圍之內。LMP市場從以最低本錢滿足負荷的供電靠得住性角度出發做出了最佳的決策。值得留意的是,LMP定價機制在過往的20年中已經表白,它能夠適應各種各樣的州和聯邦環境政策,包含NOX和SOX排放許可本錢、溫室氣體排放許可本錢、可再生動力證書(REC)、發電稅收抵免以及投資稅抵免。可是這些政策不是市場運營機構制訂的,而是LMP市場機制主動適應了它們。

在比來的一份白皮書中,討論了關于代替英國統一出清價格的建議,這無疑是環境補貼政策佈景下對LMP定價和市場的錯誤關注點。英國電力市場不是采用的LMP機制,當前的市場設計是基于單一電力庫形式下的(未采用LMP定價)進行日前市場和實時均衡機制,而實時均衡機制并不是基于最小調度本錢,且不是按市場出清價格結算,而是按報價結算(pay-as-bid)。這種市場設計帶來的結果是,電力用戶不僅因為燃氣價格高要付出高電價,還必須為沒有發出來的電付出高電價。

回到對LMP定價的優勢,隨著動力轉型過程中電源構成的變化,我們認為其焦點優勢如下:

●為表后發電資源(be包養hind the meter generation)、價格響應負荷和表后部分電網(behind the meter networks)以及儲能資源供給了高效、通明的價格信號,以保證系統供應緊張的情況下的輸電靠得住性;

●實施運行上可行、具有財務責任的日前市場的發用電包養網站計劃,以滿足正常和異常情況下的系統均衡需求,確保實時發用電均衡;

●供給有用的地位信號激勵,不僅下降用戶購電本錢,並且通過供給地位信號激勵儲能和發電機組疾速爬坡才能,從而有用保證系統靠得住性;

●有用防止了單一系統電價或分區電價中由于不考慮受約束下調價格所產生的用戶購電本錢;

●高效性和競爭性。通過遠期合同對沖梗阻的節點價格風險,反過來又通過供給實時均衡容量保證遠期合同的買賣;

●能夠適應調度機制和環境政策的不斷調整和變化,包含補貼退坡設計等;

●能夠有用緩解市場力。LMP定價設計能夠適應市場力緩解。市場力緩解軌制關注的是有才能在不混雜市場力和“按報價結算”激勵的條件下有用行使節點市場力的賣方。

LMP發展概況

LMP定價凡是與基于市場的定價機制相關,它由市場參與者根據其邊際本錢提交報價來確定價格,而不是包養管道以基于本錢治理確定價格。LMP常用于批發市場開放競爭的電力市場中,好比ERCOT、NYISO、PJM和ISO-NE,但LMP定價也可用于一些受監管的公同事業單位在參與區域協調調度時進行的結算。事實上,今朝american采用LMP定價的地區,年夜部門都是由受監管公用事業公司供給供電服務,好比放異彩——聰明、美麗、有魅力。節目的播出,讓她從東北電力聯營公司、西部動力不服衡市場和MISO。

實施LMP定價的一個基礎驅動力是在一個非垂直一體化的疏散競爭市場中,由市場運營商來負責治理輸電梗阻和防止輸電設備過載。而這一腳色過往由年夜型垂直一體化的公用事業公司的調度機構來擔任,該公司能夠應用“調度指令把持機制”進行調度,以均衡發用電,同時防止系統過載。“基于調度指令的調度”也用于電力庫形式,好比NYISO的前身紐約電力庫和PJM市場實行“split-savings”機制的時期。當非優化調度本錢比較低時,基于調度指令的調度方法是可行的,參與者原則上被制止執行低效價格,受監管的公用事業公司則通過管束批發價格來收受接管本錢。

20世紀90年月,基于調度指令的調度方法在供需緊張的情況下的可行性遭到挑戰。自然氣價格上漲形成了更年夜的輸電線路梗阻本錢,同時一些公用事業公司能夠(有些時候是必定)無法從批發價格中發出任何額外本錢,高本錢(由于市場外原因等相關額外本錢,好比紐約6美分法案“the New York 6 cent law”)已經給這些批發價格帶來了壓力。在日益疏散競爭的市場中,有更多不受監管的市場參與者的情況下,“split-savings”機制變得越來越不成行,也是以進一個步驟推動了紐約電力庫和PJM開展LMP價格機制設計。

年夜多數american的電力市場都采用LMP來同時結算實時和日前市場電費,但實際上LMP定價也可以在沒有日前市場的情況下單獨用于實時結算。盡管這般,LMP定價的一個重要優勢是它能夠實現一個系統運行上可行的日前市場,后文將更詳細地討論。

對于通過遠期對沖買賣和買賣所遠期買賣以對沖現貨價格的結算、通過金融輸電權(FTRs)對沖梗阻,基于LMP設計的市場對這些效能都有至關主要的感化。點對點輸電權對于支撐負荷和發電之間的長期合同至關主要。從電力市場改造晚期到現在,除了結合LMP市場設計實施的FTRs之外,沒有其他可行的輸電權體系。理論上,只要LMP/FTR組合才幹在疏散化競爭的市場中有用地參與經濟調度和治理梗阻,并支撐分歧區域的發電和用戶簽訂長期合同,20多年的經驗告訴我們在市場設計中沒有其他可行的計劃。

在1995-2014年市場環境和動力構成條件下采用LMP的優勢

LMP定價機制是在20世紀90年月開發并初步實施的,在當時的市場條件和動力結構下應用時,已經展現出很年夜的優勢包養甜心網。重要體現在LMP定價與經濟調度分歧,并支撐經濟調度,並且不需求單獨考慮輸電梗阻本錢,而這個就是存在于非LMP市場中形成最年夜壁壘的重要原因。LMP另一主要的優勢是,它在系統運行層面支撐日前市場買賣。此外,其他各類型買賣也隨之發展起來,為LMP電力市場開她入學時,是他幫忙搬的行李。他還曾經要過她的聯發各種對沖買賣產品。

1.LMP與集中經濟調度的分歧性

包養站長無歧視與開放輸電接進、確保輸電系統的有用運行就需求LMP。LMP是獨一支撐有用調度的定價系統,因為LMP是根據實際調度的邊際條件計算的。價格制訂與實時調度紛歧致的定價系統,必定要導致歧視性的定價結果,好比限制接進、受約束再調度價格、依附調度指令來維持系統靠得住性。

有關電力市場設計有一個晚期曾屢次被提起,直到現在有時還在爭論的觀點,即整個市場應該制訂單一的市場出清價格,還是至多將輸電梗阻的影響限制在幾個較年夜的定價區,以此代表輸電梗阻的重要影響。這種說法在過往和現在都是很惹人注視的話題,因為這樣一個單一流動性市場似乎要簡單得多。

但是,這種簡單性的說法被證明是一種錯覺。人們經常斷言,不需求節點定價,因為不會存在嚴重的梗阻,但這種說法在實際的系統運行中一次又一次被證明是錯誤的。輸電約束是廣泛存在的,其影響有時候常與直覺相悖。由于需求從頭調度多臺發電機(有些增發,有些減發)以滿足特定節點的邊際負荷增量,真正滿足負荷的節點邊際本錢既能夠高于也能夠低于任何運行的發電機的邊際本錢。

是以,在沒有輸電梗阻的情況下,LMP將會構成單一市場出清價格。在此情況下,LMP具有單一價格或分區價格的優點。是以,單一市場價格或分區定價模子與LMP模子的區別僅在于能否存在輸電梗阻。非LMP機制的單一市場出清價格和分區定價模子則必須要依賴調度指令或受約束再調度價格才幹發揮感化。

與此相反的極端情況是,試圖包養站長將電力潮水區分為多種產品的市場形式,并為每種產品制訂單獨的定價和分派規則。但是瞬時電力潮水均衡的一個焦點請求是:潮水在特定的時間和節點是無法區分的。換句話說,在某個時刻和節點的電能是一種商品,它是若何生產的并不主要,事實上,究查究竟是誰生產的,又是誰在某一特定時刻或某一特定節點用的電能是沒有興趣義的。LMP模子給這種積木式(building-block)大批商品定義了市場出清價格。

有觀點認為節點價格創造結局部市場力,但事實并非這般。在人為劃分的分區內,即便雷同價格也不會下降部分市場力,只是市場力的行使方法分歧罷了。判斷分區內的市場流動性是很難的,因為在分歧地點買賣的商品是分歧的。分歧地點或分歧時間生產和耗費的電能也是不均勻的。輸電梗阻分區外的發電無法滿足受阻區域內的負荷增量。那個基于電力在市場中的地位是可替換的這個假設,并認為最終必定會有人承擔相應本錢的設法是錯的,因為實際上這個本錢凡是是分攤給了一切的負荷。而這種做法導致單一價格市場缺乏有用的機制來識別和緩解實時均衡市場中部分地區市場力的行使。

雖然通過定義發電商分區定價來治理輸電梗阻似乎是一個可行的折衷計劃,但它凡是會產生比單一市場價格更多的問題。此外,當狀態變化請求改變分區的定義時,歷史表白沒有可行包養的方式來持續調整分區定義。獨一穩妥的計劃就是LMP設計,可以為每個節點供給獨一的實時價格。所以無論是在理論還是實踐中,LMP才是真正簡單的定價系統。

2.采用LMP進行梗阻治理無需單獨考慮受約束再調度價格

垂直一體化公用事業不需求應用LMP定價來支撐其滿足負荷供應的經濟調度,因為垂直一體化公用事業的調度機構會持續向本企業發電電源發送調度指令,而這些電源沒有經濟動機來背離這些指令。但是,這種方法在基于市場的系統中是行欠亨的,因為請求發電商以不克不及超過其本錢的價格發電是不成持續的。非節點電價系統本質上形成了價格過高或過低的狀況包養網,使一些發電商依照調度指令發電無法獲得公道收益。對于那些由于梗阻需求下降出力的機組,往往發現分區價格凡是要高于發電的邊際本錢,機組這時候發電是可以獲利的;而對于那些由于梗阻機組需求增添出力的時候,往往區域電價可以比梗阻區域的發電邊際本錢低良多,這時候發電商就會發現當他們被調度起來的時候是無法獲利的。

在單一市場價格或分區定價設計中,價格和調度指令之間的不協調導致需求一種機制來激勵或請求發電商遵守調度指令,所以單一市場價格或分區定價機制必須要單獨考慮受約束再調度價格來激勵可調度的發電資源依照系統運營商的指令運行。當然,向邊際本錢超過單一市場價格的發電商單獨付出受約束上調價格,相對于LMP市場價格,紛歧定會舉高消費者的總本錢,因為在LMP市場頂用戶本來就會由于受限的發電付出更高的購電本錢。但是在實踐中,假如實時調度不是一切資源都能參與的完包養app整最小發電本錢調度,而是一個無限參與并按報價結算的均衡市場,分歧于輸電毛病約束下最小本錢調度,那么這些單一或許分區定價設計能夠會舉高梗阻治理的本錢。

從用戶購電價格的角度來看,非LMP市場的一個基礎問題是,為防止輸電系統過載,在基于單一或分區電價機制的市場中,需求向那些需求下調才有利潤的機組付出受約束下調價格。而這些受約束下調價格對于滿足負荷請求并沒有太多貢獻,卻本質上會增添消費者的用電本錢,即便發電商基于本錢報價也是這般。受約束下調價格普通按非LMP價格與機組邊際報價之差結算。是以,當報價下降時,受約束下調價格會增添。在這種市場價格機制下會形成用戶購電增添的趨勢,因為發電商會由于希冀被補償受約束下調價格,通過下降出力和人為地提交低報價而行使必定水平的市場力,從而舉高付出他們的補償。這就是原CASIO市場(1998-2009)中的INC/DEC博弈。同樣的問題也曾出現在德克薩斯州的ERCOT電力市場,這也是后續向LMP機制改造的重要緣由之一。

安粗略省電力市場(IESO)在其當時非LMP設計下,也存在受約束下調價格補償問題。市場監管機構對這些額外本錢進行了充足的討論,形成額外本錢此中一個緣由就是外來電計劃。安粗略省電力市場還通過在2013年9月實施風能報價上限來限制梗阻下調本錢,其請求90%的風電以不低于-3美元/兆瓦時以及其余10%的風電發電商以不低于-15美元/兆瓦時的價格調度。在american基于LMP的市場中,我們經常看到這樣的情況:間歇性電源地點電網的某些節點以低價或負價被調度出往,而其他地位的價格卻很高。在非LMP定價設計下,這些情況要么會導致付出宏大的受約束再調度價格,要么就實施價格上限和對間歇性發電下達調度指令進行治理。

雖然我們有良多來由認為受約束下調價格形成的額外本錢是分歧理的,但在基于市場的非節點定價機制下,為防止輸電過載,這些補償又是必須的在實驗室待了幾天,被拖到這個環境,葉也趁著休息的。PJM公司1997年的市場實踐經驗具有指導意義。單一價區市場是由安然公司和費城電力公司(PECO)發展起來的,聯邦動力監管委員會(FERC)請求PJM公司優先實施這種設計,而不是由其他公用事業公司供給的LMP系統。該設計女大生包養俱樂部請求在整個系統中采用單一的聯營價格,并允許有受約束上調價格,但沒有考慮受約束下調價格。是以,假如出現輸電梗塞,為清楚決梗阻被調度請求減發的發電商將損掉本應獲得的電費支出,盡管他們的報價和本錢比其他發電商能夠要低的多。同時,那些被再調度的資源、自調度機組,以及愿意根據固定電價條款付出梗阻價格的非固定計劃外來電都被付出了比其發電報價高的多的價格。

1997年6月,在實施單一價格市場后,輸電梗阻的出現在預料之中,這些原因導致了PJM西部越來越多的發電資源采用自調度方法,進進了一個逝世亡螺旋。這種設計的后果是,那些不是自調度,或由于簽訂了聯合運行協議的機組無法實施自調度的公用事業公司,都被請求以遠遠高于那些未被調度機組本錢的價格購買電力,用來讓自調 TC:


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