美国加州电力市场(1)

美国加州电力体制改革和电力供求现状2001-12-19编者按：电力行业由发电、输电和配电三个环节组成。

过去，各国电力行业基本上实行的是电厂、电网和配电三家合一。

电网和配电是一个被称为具有巨大规模经济性和沉淀成本性而天然就具有垄断性的行业,一个发电厂通过电网向一定X围的用户供电，不可能再有第二个电网进入竞争。

经济学的理论分析证明，对于缺乏竞争的垄断行业，价格不能由唯利是图的企业单方面决定，而必须由政府管制。

但接下来的问题是政府如何确定价格。

经济学的分析告诉我们，对自然垄断行业的价格管制有两种定价法：一是让自然垄断企业按边际成本定价法，但这种定价法会让企业亏损；一是让垄断企业按包含了合理利润的平均成本定价法；可是如果肯定了平均成本定价法的合理性，电厂就失去了改善经营以降低成本的积极性，把各种不合理的开销也打入成本，问题在于：由于十年前投资新建的大批电厂十年后市场需求低于十年前的估计而没有投入运营，投资建电厂的建设费用能否计入成本？如果允许计入成本，此例一开，以后发电行业将不顾市场需求、毫无顾忌扩大投资（因为只要资金投入该行业，不顾消费者需不需要，投资都可以获得合理回报）。

如果不允许计入成本，今后电力行业将拒绝投资，造成电力供不应求。

对该行业的规制一直以来都是各国政府的一项重要任务。

电力行业中，电网和配电有很强的垄断性，但发电企业之间则存在较大的竞争性。

近年来，各国政府尝试实行“厂网分离、实竞价上网”的方式对电力行业进行改革。

但问题仍未解决：市场需求旺盛，电力短缺的时候，各种成本的电均可上网并获利，这会鼓励厂商投资建发电厂；但电力过剩时，电网厂商则通过择优录取只允许发电成本低的电厂的电上网，这让那些成本高的电厂无法运营，这会打击发电厂商的积极性。

一旦出现市场需求异常变化，电力行业将拒绝投资，造成电力供不应求。

2000年，美国加州的电力危机就是如此。

（编者）2000年夏天以来，美国加州出现了电力供应和电力企业的财务危机。

中国电力报/2006年/4月/25日/第008版世界能源美国加州电力市场国家电监会市场部供稿加州是电力行业改革重组的先驱。

早在二十世纪八十年代就已经开始酝酿建立电力市场。

1996年8月加州立法机构通过一项关于改革电力行业、引进电力零售竞争的法案－1890号法案，随后，加州电力调度控制中心(ISO)成立，加州电力改革全面展开。

1998年，电力交易中心(PX)和电力调度控制中心(IS0)同时开始运作，并成为加州电力市场的核心。

本文第一、二、三、四部分分别介绍加州电力危机前的市场结构、现货市场运作流程、辅助服务市场和阻塞管理情况，第五部分简析加州电力危机的原因及启示，第六部分介绍加州电力市场的再造情况。

加州电力市场结构加州电力市场中，电力调度控制中心(ISO)和电力交易中心(PX)是两个非营利机构。

其中，加州ISO负责输电系统的运行并保证加州电力系统的安全可靠，PX提供电能批发交易的平台。

原有的三大电力公司仍然拥有输配电设备的所有权，负责输配电网络的检修与维护及输配电设备的具体操作。

加州ISO不直接对输电设备进行操作，但协调输电公司的运行。

根据加州1890号立法规定，由投资者拥有的电力公司必须向电力交易中心(PX)购买其所有的电力需求量，并且也必须把其所有的发电量通过电力交易中心(PX)出售。

其它的市场参与者则可选择自愿参加电力交易中心(PX)的能量交易。

现货市场由ISO运行。

无论是发电商、中间商还是零售商，都必须经过计划协调公司向ISO提交自己的能量计划和辅助服务计划及报价。

电力交易中心实际上也是一个计划协调公司。

每个计划协调公司提交的能量计划必须是平衡的，即供给量和需求量必须相等。

加州ISO只接受来自计划协调公司和电力交易中心的计划和报价，也只和计划协调公司和电力交易中心进行结算。

现货市场运行时序日前阶段：日前上午10：00以前接受并检查各个计划协调公司递交的平衡的能量计划、自我提供的辅助服务量、以及辅助服务及平衡能量增减的投标报价。

电力市场概论-在线作业_A（95分）1.美国加州电力市场挪威电力市场美国英国电力库模式负荷曲线电价曲线收益曲线报价曲线长期边际成本法综合成本法实时电价定价法短期边际成本法回归分析法电力弹性系数法时间序列法单耗法调节电价结构上网电价结构供电电价结构销售电价结构宣传手段技术手段经济手段行政手段具有供应地域性，也就是原则上需要就地平衡的辅助服务是（）。

调频服务无功服务备用服务黑启动服务19901998 19782000即时信息报价处理能量管理交易管理电网配电商通讯设备电力库利润管理电价成本根据预测的今后数星期内电价等因变压器每定期进行预防性检修，防患于未然，尽最大可能提高系统运行的可靠性火电每年要计划大修和小修，水电每年要小修、边际成本机会成本固定成本变动成本把一定的资源用于生产某种产品时，而不得不放弃的生产另一种产品的价值，称为（）。

短期成本边际成本机会成本变动成本完全垄断市场垄断竞争市场完全竞争市场寡头垄断市场1.系统扩展成本 系统约束成本维护成本 网损用短期边际成本法进行输电定价，输电成本包括（ ）。

电力市场概论-在线作业_B（100分）一单项选择题1. 由于政府的特许经营可能形成的一种市场类型是（）。

(5.0 分)a 完全竞争市场b 垄断竞争市场c 完全垄断市场d 寡头垄断市场2. 下面不属于电力市场主体的是（）。

(5.0 分)a 辅助服务b 发电厂商c 配电公司d 电力用户3. （）电价预测方法，可以根据运行条件和系统约束模拟实际调度情况，从而预测各节点的详细电价曲线。

但是，该方法不仅需要大量数据，而且还有很多细致的要求。

对于一般市场成员而言，使用如此复杂的程序是难以想象的。

(5.0 分)a 神经网络法b 运行仿真法c 市场均衡分析法d 模糊建模法4. 市场实现对资源优化配置的重要杠杆是（）。

(5.0 分)a 供求机制b 价格机制c 竞争机制d 市场机制5. 介于完全竞争市场和完全垄断市场之间的一种市场结构，既存在有限度的垄断，也存在不完全的竞争。

美国电力市场分析报告一．美国电力市场的总体概况美国为高度发达的国家，相对于其他国家来说，电网的建设也相对发达，美国电力系统的电压等级较为复杂，从110～765千伏之间共有8个电压等级（即765、500、345、287.5、230、161、138、115千伏）最长的500千伏线路是西海岸太平洋联络线，全长1520公里，共两条线，将西北部水电送至西南部加利福尼亚州负荷中心，与其并行一条±400千伏直流线路，送电容量近400万千瓦。

美国的500千伏线路总长度已达36000公里，加上70000公里的345千伏线路，形成了美国电力系统的主要干线。

另外，在东中部和东北部还分布有3000余公里的765千伏线路。

1．美国电力发电的组成与类型美国发电组成图一（2006年数据）从上图可以看出，煤发电（火电）占整个发电市场的49%；天然气占20%；核电占19.4%；水电占7%；油发电占1.6%。

美国发电的组成预测2005 – 2030年表一从上图可以看出，美国煤发电和可再生能源发电，从2006年到2030年的增长幅度相对较大，06年– 30年平均年增长分别为1.1%和1.3% 。

2．1980年至2030年美国电力市场需求状况可以看出，煤发电（蓝色）及可再生能源发电（绿色）增加较大，可再生能源发电市场值得关注。

3．2007 – 2030年美国各电网发电增长状况从上图统计可以看出，美国新增发电容量最大的地区为FL 和SERC，应重点关注这两个地区的业务开展。

4．2006 – 2030年美国各电网可再生能源（不包括水电）发电增长状况以上可以看出，可再生能源（不包括水电）发电增长在各州普遍都有项目。

二．2010年后美国变压器市场状况上图的纵坐标为所需要变压器的容量（MVA），横坐标为美国从1941年至2061年的新建电力项目与替代更新项目的对比，其中，红色的柱状为新建电力项目所需的变压器容量，蓝色波纹为替代变压器的容量。

世界主要区域电力市场介绍北欧电力市场CONTANTS电力市场基本概念美国加州电力市场美国PJM 电力市场国内电力市场建设现状澜湄区域电力市场展望电力市场电力批发市场电力零售市场电力中长期市场电力现货市场实物合同金融合同部分电量集中竞价优化出清全电量集中竞价优化出清分散式电力市场集中式电力市场电力现货市场的定义与功能◆定义：一般指48小时以内的电力交易，包括日前市场、日内市场和实时市场，通常是由调度机构组织的集中竞价交易，采用边际出清价格机制。

交易品种包括电能量、备用、调频等服务。

◆功能：实现电力资源的优化配置+ 发现价格。

边际出清与按报价出清的比较：1.边际出清可充分反映市场供需，体现供需决定价格的经济学理论。

2.边际出清价格机制使市场运行效率更高，也有利于提高清洁能源消纳。

3.边际出清有利于中小发电企业竞争，可有效降低市场集中度，从而防患市场力操纵行为。

边际出清示意反映短期边际成本，随着用电时间的不同而不同QPSMP单一买方市场边际出清电价机制的分类与应用：⚫节点边际电价（LMP）：出清考虑网络约束，指节点增加单位MW 需求时所需要增加的成本。

⚫系统边际电价（SMP）：出清不考虑网络约束，指系统增加单位MW需求时所需要增加的成本。

分区边际电价（ZMP）：出清考虑区域间联络线的约束，指区域增加单位MW需求时，所需要增加的成本。

系统边际电价（S M P）分区边际电价（Z M P）节点边际电价（L M P）￥235/MWh￥135/MWh￥180/MWh￥235/MWh①英国；①北欧；②伊比利亚①美国RTO / ISO②智利；③澳大利亚￥140￥175￥235￥210￥180￥135节点边际电价P3=150M P3m ax=报价～～容量：200 MW报价：5 $/MWh 容量：80 MW 报价：30 $/MWh线路容量：100 M W负荷A ：50 MW 报价：50 $/MWh负荷B ：150 MW 报价：50 $/MWh#1机组出力：150 MW #2机组出力：50 MW 问题：如何确定#1机组、#2机组中标电价？方法1：统一按5 $/MWh 出清结算，对#2机组不公平方法2：统一按30 $/MWh 出清结算，对负荷A 不公平方法3：节点1按5 $/MWh 出清结算，节点2按30 $/MWh 出清结算12阻塞盈余P3=150M P3m ax=报价～～容量：200 MW 报价：5 $/MWh 容量：80 MW 报价：30 $/MWh线路容量：100 M W负荷A ：50 MW 报价：50 $/MWh负荷B ：150 MW 报价：50 $/MWh#1机组出力：150 MW#2机组出力：50 MW 12问题：节点1电价= 5 $/MWh ，节点2电价格= 30 $/MWh 对购售电四方都公平吗？负荷B 购电费= 30 ×150 = $4500负荷B 的150MW 中有100MW 是#1机组提供的，售价是5 $/MWh 出现了阻塞盈余= （30-5）×100 = $2500阻塞盈余P3=150M P3m ax=报价～～容量：200 MW 报价：5 $/MWh 线路容量：100 M W负荷A ：50 MW 报价：50 $/MWh负荷B ：150 MW 报价：50 $/MWh#1机组出力：150 MW#2机组出力：50 MW 12交易中心售电收入= 150 ×30 + 50 ×5 = $4750交易中心支付发电= 150 ×5 + 50 ×30 = $2250交易中心获得了阻塞盈余= $4750 -$2250 = $2500负荷B 多支付电费= 100 ×(30-5) = 2500 1、事先拍卖该线路金融输电权2、获得金融输电权的各方事后依此获得阻塞盈余补偿北欧电力市场北欧电力市场发展历程Array⚫挪威在1991年建立了国家电力市场；⚫瑞典1996年1月率先加入，两国成立了挪威-瑞典联合电力交易所；⚫芬兰于1998年6月加入；⚫丹麦西部于1999年7月加入；⚫丹麦东部于2000年10月加入；⚫2010-2013年，波罗的海三国爱沙尼亚、立陶宛、拉脱维亚分别先后加入北欧电力市场。

基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（GDKJXM 20172886）美国加州分布式储能参与电力市场分析宋安琪李新（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东佛山528000）摘要：分布式储能的应用正日益改变着电力供需体系，从全球来看，分布式储能如何参与电力市场交易还处于摸索阶段。

现梳理了美国CAISO 为促进分布式储能市场化交易而设定的政策及市场规则，通过分析其参与市场的障碍，总结出了我国分布式储能参与电力市场可以借鉴的经验。

关键词：分布式储能；美国；电力市场；聚合0引言截至2018年底，全球分布式电化学储能投运规模达到5.4GWh ，占全球电化学储能投运总规模的50.6%，是各个应用领域中累计装机规模最大、应用场景最丰富的领域。

从区域上来看，分布式储能在美国、欧洲、澳大利亚、日本等国家和地区的应用较为活跃，这些国家具有较高的终端用户电价、合理的峰谷电价差等比较有利于储能应用的电价制度。

根据中关村储能产业技术联盟全球储能数据库的不完全统计，截至2019年11月，美国已投运的电化学储能项目总规模达1.26GW 。

从区域上看，PJM 、CAISO 、ERCOT 、MISO 、ISO -NE 合计占到美国储能总规模的90%以上。

CAISO （California Independent System Operator ，Inc ）是加州电力市场的运营主体和加州电网的调度中心，是美国储能能量规模最大的地区，占到已投运项目44%的能量规模和18%的功率规模。

加州储能以提供能量服务为主，应用领域比PJM 更为多样。

本文将详细介绍CAISO 区域为促进分布式储能的应用而设定的政策及市场规则关键点。

1储能资源模型与准入标准为了方便储能装置参与电力市场交易，CAISO 先后定义了3种资源模型：代理需求响应资源（PDR ）、分布式能源（DER ）以及非发电资源（NGR ），这3种不同的资源模型有着不同的性能要求，如表1所示，也代表了参与电力市场交易的不同身份。

第7章电力市场的辅助服务为了满足用户的需求和适应同行业之间的竞争，电力工作者必须能生产、输送和分配高质量、低成本的电能。

由于电力生产的特殊性，要保证用户得到优质、廉价的电能就必须依靠电网相关的辅助措施来确保电力市场的安全、经济和可靠运行。

在传统的电力生产模式下由于实行统一调度，统一管理，能较好地保证电力生产的安全、可靠；在电力市场条件下，发电竞争的引入和电网开放的实施及新的技术，的应用，增加了电网运行和控制的复杂性，因而会产生一些新的引起电网功角稳定、电压稳定、过负荷和系统崩溃等问题的因素。

这就使辅助服务问题越来越受到广泛的重视。

此外，在电力市场中，不能再要求发电厂和用户无条件地提供辅助服务，因此必须解决一系列问题，如与每一项辅助服务相关的费用、各辅助服务供应者的贡献、各用户使用了哪些辅助服务和使用量是多少等。

辅助服务的定价机制不但应确保供应者收回成本，还要保障其合理的利润。

随着电力市场理论的研究和实践的不断深人，辅助服务问题由于其重要性和技术上的复杂性吸引了越来越多的研究者和电力公司的兴趣。

因此对于辅助服务及其定价方式的研究在电力市场中有着十分重要的理论和现实意义。

但与电能价格相比，辅助服务定价的研究起步较晚，尚未形成理论体系。

因此，在电力市场中迫切需要对辅助服务进行深入的研究。

7.1 辅助服务概述7.1.1 辅助服务的定义及分类1.定义目前对辅助服务的确切定义并未完全统一。

辅助服务一般定义为：为完成输电的主要功能，即将电能从电厂输送到用户并保证安全和质量，所需要采取的所有辅助措施。

换句话说，在输电服务中，为保证电能质量和系统安全所采取的一切辅助措施都属于辅助服务。

不同的国家甚至电力公司对辅助服务的定义都不尽相同。

因为辅助服务的供应由系统需求决定。

其决定因素包括：（1）系统协调方式：有无统一的系统调度中心决定了辅助服务供应的模式。

（2）电力生产的结构：决定了辅助服务的重要程度，如火电占优还是水电占优。

美国加州电力市场
美国加州电力市场自20世纪80年代以来，已经逐步实现了私有化和竞争化，并逐渐
形成了由多家公共事业和私人企业相互竞争的市场体系。

然而，近年来由于电力市场的不
稳定性和能源政策的调整，加州电力市场又面临诸多挑战。

加州电力市场的现状是由加州公共事业委员会（CPUC）实施并监管的。

该委员会根据1996年颁布的加州市场公共设施工具（PCM）法案而形成的目标是开放市场、提高有效性
并降低电费。

电力市场的竞争在该市场中，主要是由收购和长期合同所组成的。

作为美国最大、最复杂的电力市场之一，加州电力市场的基础设施是由多个独立运营
公司和公用事业公司共同维护和管理的。

这些公司负责输送和分配电力，以及维护市场的
基础设施。

然而，近年来面临了能源局势紧张、环境政策调整等多方面的挑战。

由于2011年福
岛核电站事故的影响，加州电力市场在未来几年内必须关闭其所有核电站，以便更新当前
存在的基础设施，并将其转换为新的低碳设施。

此外，加州还试图在2030年以前实现100%的可再生能源。

从市场的角度来看，加州电力市场还面临着激烈的竞争和价格波动，这表明市场的竞
争正在增强。

此外，由于政策调整和技术升级的影响，加州市场的基础设施成本也在增加。

未来，加州电力市场的发展将继续受到市场、技术和政策环境的影响。

电力市场的稳
定性、可靠性和效率将是加州市场中可持续竞争的关键因素。

而且随着技术的迅速发展以
及新兴市场的不断涌现，加州的市场变化将可能会在更广泛的范围内进行相应的调整和适应。