区域电力市场交易模式的比较研究.pdf
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1、Y】0 5 8 222分共目:T M 一,学校代日;1 0 0 7 9整级=咕华北电力大学北京硕士学位论文题目:鹾域r b 力市场交易模式的比较研究英文题目:C o m p a r a t i v e l yS t u d y 衙I Z e g l o nP o w e r M a r k e t l h o D M o d e s研究生:郄帏专、业:电力系统及其自动化研究方向:电力市场指导教师:芟欣职称:教授论文提交日期:2 0 0 6 年1 2 月华北电力大学华北电力大学硕士学位论文摘要随着世界各国电力工业改革的发展趋势,我国于上世纪9 0 年代也开始了以打破垄断、引入竞争、放松管制为目标
2、的电力市场化改革。本文围绕建立区域电力市场交易模式的问题,进行了深入研究。在分析比较了世界上几个典型的电力市场交易模式后,提出了我国区域电力市场交易模式的选择原则,并对华北区域电力市场交易模式的选择进行具体说明。希望本文所作的工作,能对我国电力市场化改革特别是区域电力市场的建设具有实际意义。关键词:区域电力市场,交易模式,华北区域电力市场,选择原则A B S T R A C TA l o n gw i t ht h ew o r l d w i d ee l e c t r i cp o w e ri n d u s t r yr e f o t i nd e v e l o p m e n
3、t i nl a s tc e n t u 9 0 So u rc o u n t r ya l s os t a r t e de l e c t r i co o w e rm a r k e t a b i l i t yr e f o r i l lw h i c ha i m e da tb r e a k i n gt h em o n o p o l y,t h ei n t r o d u c t i o nc o m p e t i t i o na n dr e l a x i f i gt h ec o n t r 0 1 T h i sp a p e rt h o r
4、o u g h l yr e s e a r c h e st h ep r o b l e mo fe s t a b l i s h i n gr e g i o n a le l e c t r i cp o w e rm a r k e tt r a n s a c t i o np a t t e r n A f t e rc o m p a r e do fs e v e r a lt y p i c a le l e c t r i cp o w e r sm a r k e t st r a n s a c t i o np a t t e r n sw o r l d w i
5、 d e,t h ep r i n c i p l eo fr e g i o n a lp o w e rm a r k e tt r a d i n gm o d ei sb r o u g h tf o r w a r d I nt h i sp a p e r,t h ee r t m p l eo nN o r t hC h i n ap o w e rm a r k e ti st a k e nt oe x p l a i ns u c hp r i n c i p l e H o p i n gt h i sp a t t e r nh a st h ep r a c t i
6、c a ls i g n i f i c a n c et oo u rc o u n t r ye l e c t r i cp o w e rm a r k e t a b i l i t yr e f o r me s p e c i a l l yf o rr e g i o ne l e c t r i cp o w e rm a r k e tc o n s t r u c t i o n,Q i eW e t(E l e c t r i cP o w e rE n g i n e e r i n ga n di t sA u t o m a t i o n)D i r e c t
7、 e db yP r o f A iX i nK E YW O R D S:r e g i o np o w e rm a r k e t,t r a n s a c t i o nm o d e,N o r t hC h i n ap o w e rm a r k e t,s e l e c t i o np r i n c i p l e华北电力大学硕士学位论文声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文区域电力市场交易模式的比较研究,是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间,在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰
8、写过的研究成果,也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书面使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:主宰!垄日期:丝五:墨:砷关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文;同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名:导
9、师签名日期:迎2:墨:盈日期:丝丑!墨:边华北电力大学硕士学位论文1 1 选题的背景及意义第一章引言自上世纪9 0 年代初以来,电力工业的市场化改革席卷全球,成为世界各国电力工业的发展趋向。其改革目的在于实现电力管理体制的转变,通过引入市场竞争机制,优化资源配置,提高电力企业的生产效率,为用户提供经济、安全、可靠的电能,促进电力工业的不断发展。长期以来,我国电力工业实行的是垄断经营模式。由国家对其生产经营进行管理。随着社会经济的不断发展,这种管理体制已不适应形势,导致电力工业生产效率低下。鉴于此,我国也从上世纪9 0 年代开始,进行了电力市场化改革的探索。区域电力市场作为我国电力市场三级体系中
10、的一级,对其交易模式的研究有着十分重要的意义。建立一个设计合理的市场交易模式不但可以可有效打破省间壁垒,实现区域资源优化配置,更可以取得巨大的经济效益和社会效益。因此,本文以区域电力市场交易模式的比较研究作为硕士学位论文的选题。希望通过对现有电力市场的比较研究及华北区域电力市场交易模式的提出,为我国电力市场化改革的研究尽一份微薄之力。一1 2 研究状况综述从上世纪9 0 年代初,英国率先实行电力工业市场化改革以来,国内外电力市场改革的研究者都孜孜不倦,寻求更高效、更完善、更符合市场发展规律的电力市场交易模式。从英国最初的p o o l 模式到现在N E T A 模式的转变,从美国加州电力危机至
11、I J P J M 市场的流畅运转,以及北欧、澳大利亚、阿根廷 2 1 等国家电力工业改革的实践经验,都说明电力市场交易模式的选取关系到市场发展的前途命运。我国电力市场发展尚处于初级阶段,“打破垄断,引入竞争,提高效率,降低成本,健全电价机制,优化资源配置,促进电力发展,推进全国联网,构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系”,是我国电力体制改革的总体目标。在我国实现电力市场化改革,最重要的就是要打破原来电力行业由政府垄断经营的行政体制,实现电力市场的买卖关系。我国幅员辽阔,资源和负荷的分布极不均衡,因此,电力市场改革要因地制宜,电力市场交易模式也应有不同的选择。因
12、此,从目前发展形势看,市场交易模式还需进_ 步研究,在实践中不断摸索。1 华北电力大学硕士学位论文商品市场交易的模式各种各样,鉴于电力商品区别于一般商品的特殊性,对其交易模式的研究不能照搬其他商品的经验,成果。而是需要对其现有模式进行深入的比较,分析出它们的不足和可取之处,再加以弥补和创新,设计更符合我国网情的交易模式。因此,对于我国电力市场交易模式的研究十分必要。1 3 本文的主要工作我国电力工业的市场化改革是社会主义市场经济建设与发展的重要组成部分,选择合理的市场交易模式是电力改革顺利开展的必然要求。本文首先介绍了电力市场的一些基本概念,对什么是电力市场交易模式作了详细解释。再结合目前我国
13、电力市场的发展现状,即在建设三级电力市场的基础上,对建设区域电力市场的利弊进行分析。由于我国的电力市场改革还处于初级阶段,汲取国外市场运行的经验教训十分重要。但毕竟国情不同,经济发展水平不同,市场的承受能力也会有所不同,这就需要对外国典型的电力市场交易模式进行比较研究。本文选取了国外几个典型的电力市场交易模式英国的p o o l 模式、N E T A 模式、美国的加州电力市场和P J M 电力市场、北欧跨国电力市场交易模式进行比较研究。最后分别对电力市场设计原则和电力市场交易模式的选择原则提出了6 条建议。并根据华北电网的实际网情,提出了华北区域电力市场交易模式的三种形式,即:单层交易模式、双
14、层交易模式和混合交易模式,并给出其具体市场结构和交易模式的解释。华北电力大学硕士学位论文2 1 电力市场基本概念2 1 1 电力市场的概念第二章电力市场概述电力市场的概念始于2 0 世纪8 0 年代。在此之前,电力行业被认为是自然垄断型产业,由政府对其实行行政管治。直到1 9 8 9 年英国首先提出了电力市场的概念后,世界各国才开始了电力市场的改革和研究。电力工业作为我国的支柱产业,它的市场化改革是社会主义市场经济建设与发展的重要组成部分,与国民经济各个部门关系密切。本文着重对电力市场交易模式的比较研究,首先就要对电力市场的概念有清楚的了解。我国电力市场改革的思路来源于F C S c h w
15、e p e 的“平衡效益控制”理论1 3】【”。他在文中提出了能源市场的交易模式,即发电厂和用户通过一个市场系统进行交易,而配电公司则继续保持垄断。我国的电力市场研究者也从不同角度给出了电力市场的概念。文献【5 中指出:电力市场是应用计算机、现代化的测量和通信等设备,以电价作为控制电力交易的杠杆,进行负荷管理、电力系统运行,在电力生产者、电力消费者和输配电网络管理者之间实行平等、公正的等价交换的系统的总称。文献【6】中指出:电力市场是电价、电力系统运行、负荷管理、供电用电合作、通信和计算机系统的总和,是电力工业经营管理与技术的综合体。文献 7】中指出:电力市场是以发电商、配电商、终端用户及市场
16、和系统操作者为主体,通过电网这个市场载体所构成。电力市场可分为电力批发市场和电力零售市场,实行现货(市场)交易和金融和约交易。文献【8】中指出:电力市场是电力的买方与卖方相互作用以决定其电价和电量的过程。具体地讲,电力市场是采用经济手段,本着公平竞争、自愿互利的原则,对电力系统中发电、输电、配电、用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。本人认为以上对于电力市场概念的描述正确但不全面。文献【5】和文献【6 描述内容相近,只是突出了电价在电力市场中的杠杆作用,对于电力市场中的交易主体没有给出相应说明。文献【7】中,涉及到了交易主体的概念,并对电力市场进行划分,但没有突出电力市场与一般商
17、品市场的区别。在文献【8】中,把电力市场描述为一种经济过程,并对系统中各成员进行管理,这也显然没有体现出电力市场的特殊性。华北电力大学硕士学位论文因此,综上所述,本人对电力市场概念的理解为:电力市场是交易主体按照一定的市场交易规则,在电力系统安全稳定运行的条件下,进行交易的总和。2 1 2 电力市场的主体电力市场的主体包括电力市场的交易主体和电力市场的服务性主体”。电力市场的交易主体包括发电商、电网公司、配电商和电力经销商等以赢利为目的市场运营机构为主体。电力市场的服务性主体是不以赢利为目的非利益主体,是为了保证电力市场健康有序地正常运营而存在,包括电力交易机构、电力调度机构和电力监管机构等。
18、(一)发电商(发电厂、发电公司)从原有垂直垄断的电力系统中分离出来的若干发电厂和发电公司等共同构成了发电市场的主体。在电力市场中,各个独立的发电企业在发电领域的竞争尤为激烈。发电公司或发电厂是以发出电能并售出电能为目的赢利性机构,他们可以采取套期保值、博弈等各种措施规避风险以获取最大化的利润。为了使市场竞争合理化,应对参与市场竞争的发电商数目作合理安排。如果发电商数目过少,将可能出现个别大型发电商的市场力行为;而如果发电商数目太多,又会使市场的效率大大降低。因此保持一定数目的发电公司,即可以在一定程度上防止滥用市场力的现象,也可以保证一定的竞争能力。(二)电网公司电网公司是电网的所有者。因为输
19、电网是传输电能的载体,输电网的安全稳定运行关系电力市场有序运营,所以电网公司在电力市场中扮演着非常重要的角色。电网公司主要负责规划、建设和运行在某一特定区域内的输电网。在仅发电侧开放的电力市场中,电网公司还要作为单一购买者,在电力市场中购买发电商的电能,并卖给用户。电网公司通过收取网络服务费和阻塞管理费等手段获取收益。由于电网具有行业垄断性,因此要受到电力监管部门的管理。(三)配电商(配电公司)配电公司通过配电网向某一特定区域内的用户配送电能,它负责配电网的规划、建设和运行。只有在输电网开放的电力市场中,配电公司才能成为购电的竞争主体。与输电网相似,配电公司也具有行业垄断性,它通过向供电区域售
20、电而获取利润。(四)电力经销商(电力零售商)电力经销商一般不具备发电能力,可以拥有也可以不拥有配电网络。只有在输电网和配电网都开放的电力市场中才可能出现。电力市场的开放程度不同,导致电力市场的交易主体也不完全相同,如表2-1华北电力大学硕士学位论文发电侧开放输电网开放输、配电网开放发电公司(多卖方)发电公司发电公司无配电网公司配电网公司、零售商电网公司(单一买方)大用户大用户在我国现阶段,只是发电侧开放的电力市场环境下,还只是在发电环节存在竞争,电力市场的交易主体是发电公司、电网公司和用户。随着电力市场化的不断发展,将在更多环节引入竞争,市场交易主体也会相应有所改变。2 1 3 电力市场的特殊
21、性在经济学的定义中,商品是用作交换的劳动产品,在交换过程中遵循等价交换的原则。电力作为商品,在市场中进行交易,与其它商品一样,服从价值规律,进行等价交换。但电力与其它商品相比,由于其生产和消费过程的特殊性,它还有着一般商品不具备的特性。文献【8】对于电力市场的特殊性给予描述;“开放性、竞争性、网络性和协调性是电力市场的基本特征。与传统的垄断电力系统相比,电力市场具有开放性和竞争性。与普通的商品市场相比,电力市场具有网络性和协调性。”在此描述中,只是对电力市场的网络性和协调性做出了与其它商品市场区别的说明。对于电力商品的其他特征,则没有具体列出。本文在此基础上,做了更进一步的分析。一、电能不能大
22、量存储。电能的生产、输送和消费是同时进行的,不同于一般商品,在不进行消费的时候,可以先储存起来。任何时刻生产的电能必须等于该时刻消耗的电能,要保持动态平衡,而且这一数值还会髓时间不断变化,这就给电力市场的供需平衡提出了挑战。二、市场交易的主体会发生变化。如前文所述,在电力市场发展的不同阶段,交易主体也会相应改变。这不同于普通的商品交易市场,买方和卖方是固定不变的。在电力市场中交易主体的改变,会形成不同形式的电力市场交易模式。三、电力网的电能传输容易受到外界因素影响。电能生产、输送、消费的工况改变十分迅速,在系统某一部分发生的事故会以1 0 4 1 0-8 s 的速度传播。因此需要有调度机构负责
23、电力系统的计划和调度。四、对电能质量的要求颇为严格【l”。当电能质量出现问题时,会引起设备损坏、大面积停电等后果。因此,要对电压的大小、频率和波形进行一定的控制。五、电流按电阻最小的路径流动。这意味着用户不可能指定电力的传输路线,华北电力大学硕士学位论文只能接受恰好通过他们那里的电能。调度可以安排发电厂发出的电能以及电网的接线方式,以使电能可选择性地流到用户。以上所罗列的这些特点,充分说明了电力市场不同于一般商品市场的特殊性。因此,电力市场交易模式比一般商品市场更为复杂,在方案的设计上也要体现出它的特殊性。2 2 电力市场的交易模式电力市场交易模式由于交易主体在电力市场交易中的参与方式、交易地
24、位与交易自由度的不同,构成了不同的市场交易形式。在文献 1 2 仲将电力市场的交易模式分为三种,即过网模式、分散模式和一体化模式。过网模式是低水平的统一,分散模式居中,一体化模式是高水平的统一。2 2 1 过网模式过网模式不适用于完全竞争市场。在过网模式下,一体化的电力公司拥有自己的发电厂,并负责输电和系统运行。过网模式的交易规则都是关于垂直一体化电力公司输电接入的。当地的垂直一体化公司优先满足自己的负荷,剩余的可以用于过网使用,按照交易商的请求,按计划执行合同,提供输电开放接入。电力公司用自己的发电资源提供不平衡量、阻塞管理和提供辅助服务。在过网模式下,系统调度机构是垂直一体化电力公司的一部
25、分,提供不平衡电量、阻塞管理和辅助服务,按监管的价格收取费用。目前还没有正式的现货市场。许多地方都将过网模式作为引入竞争的第一步。在过网模式下,大负荷用户从独立发电厂商购电,满足自己的用电需求,而不是从当地电力公司购电。或者电力公司安排两者之间大笔的电力交易,但这样可能会由第三方的输电系统,赚取区域性发电成本的差价。过网模式有很多缺点,如发电侧没有引入完全竞争。完全竞争要求系统调度机构必须独立于所有的电力市场参与者,但是过网模式中的调度机构是属于垂直一体化电力公司的。如果改革的目标是在发电侧引入完全的竞争,那么过网模式是不适用的。过网模式的交易规则不能延伸拓展,不能支持完全竞争。系统调度机构必
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