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英国电力市场发展历程及现状

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国电力 发布时间:2020-11-08 浏览:
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中国储能网讯:自20世纪80年代末起,英国开始推行以打破垄断为主要特征的电力行业重组和电力市场建设,继而掀起了世界各国电力工业市场化改革的浪潮。英国电力市场化改革主要经历了4个阶段:POOL、NETA (New Electricity Trading Arrangements)、BETTA (British Electricity Trading and Transmission Arrangements)、2013年建立与低碳发展相适应的电力市场新改革。经过30多年的不断并购、重组,目前英国电力市场形成了适应竞争的多元化市场主体格局,明确了政府、市场、企业在行业发展中的定位,同时建立了政监分离的管理构架。

英国电力市场发展历程及现状

执笔人:李景、张凡

国网能源院企业战略研究所

一、英国电力市场发展历程

英国电力市场自20世纪90年代开始改革以来,经历了两次重要的改变。第一次改变是从全电量竞价的强制性发电侧竞争市场POOL模式向双边交易为主、市场主体自愿参与的NETA交易机制转变。第二次改变是2005年将NETA模式推广到苏格兰地区乃至全国,在全国范围内形成统一的竞争性电力市场(BETTA),由英国电网公司统一负责系统调度交易和平衡市场运营,由包括阿姆斯特丹电力交易所(APX)在内的多家电力交易所负责除双边交易外的其他电力交易。2011年7月,英国能源部正式发布了《电力市场化改革白皮书(2011)》。2013年,英国颁布了《2013年能源法案》,开始实施新一轮电力市场化改革,主要内容包括针对低碳电源引入固定电价和差价合同相结合的机制、对新建机组建立碳排放性能标准、建立容量市场等。2014年,英国举行了首次差价合同拍卖和容量市场拍卖,并对相关规则进行了修订。2017年8月,英国电力监管机构Ofgem宣布将对英国国家电网公司(National Grid Company,NGC)的调度职能实施法律分离。新成立的英国国家电力系统调度机构将作为英国国家电网公司的子公司,拥有独立的经营执照,并与NGC其他业务保持独立性。新的调度机构于2019年4月正式运营。

二、市场化改革后的英国电力工业结构

目前英国电力行业呈现以下结构。

图1  英国电力市场结构

发电环节:按照发电量,法国电力集团(EDF)占比24%,莱茵集团(RWE npower)占比14%,苏格兰南部电力(Scottish Southern Energy,SSE)占比8%,德拉克斯公司(Drax)占比7%,英国天然气公司(British Gas)占比5%,苏格兰电力(Scottish Power)占比4%,其他发电公司占比38%。

运行环节:系统运行全部由英国国家电网公司负责。2019年4月起系统运行职能将与英国国家电网公司实施法律分离,成为其子公司。

输电环节:按照线路长度,英国国家电网占比44%,主要分布在英格兰与威尔士地区;苏格兰水电公司占比31%,主要分布在北苏格兰;苏格兰电力公司占比25%,主要分布在南苏格兰地区。

配电环节:按接入的用户,西北电力公司(Electricity North West)占比8%,苏格兰南部电力(SSE)占比8%,苏格兰电力能源电网公司(Scottish Power Energy Networks)占比11%,西部电力配网公司(Western Power Distribution)占比17%,北部电网公司(Northern Powergrid)占比17%,英国电力配网公司(UK Power Networks)占比39%。

售电环节:按照电量,莱茵集团(RWE npower)占比9%,苏格兰电力(Scottish Power)占比10%,法国电力集团(EDF)占比11%,意昂集团(EON)占比13%,苏格兰南部电力(SSE)占比14%,英国天然气公司(British Gas)占比20%,其他占比23%。

用电环节:按照用电量,居民用电占比35%,商业用电占比34%,工业用电占比31%。

英国的政府监管机构主要包括4个部门:一是商务、能源与产业战略部(Department for Business, Energy and Industrial Strategy,BEIS),该部门是能源宏观政策的制定部门;二是天然气与电力市场监管办公室(Office of Gas and Electricity Markets,Ofgem),该部门是英国电力监管部门,独立于政府,受议会监督,同时监管天然气和电力两个市场,主要监管手段是价格监控;三是公平交易办公室(Office of Fair Trading,OFT),该部门主要依据反垄断法、竞争法及公平交易法对操纵市场、企业并购等行为进行监管;四是竞争委员会(Competition Commission,CC),主要应Ofgem和OFT的要求对纠纷处理进行详细的调查,仲裁市场成员的投诉和纠纷。

三、当前英国电力市场模式

英国市场电能交易以双边交易为主,实时平衡机制为辅,双边交易合同是电网调度的重要依据,都是需要执行的物理合同,占比达到95%,平衡机制电量占比很小。因此,可以认为英国市场采用市场成员分散决策、分散平衡为主的一种市场决策方式,突出的是电能的普通商品属性,提倡电能的自由买卖交易。

按照市场的组织形式与功能的角度,英国的电力市场主要由以下四类市场组成:中长期双边交易市场、日前集中交易市场、平衡机制及辅助服务市场。

(一)中长期双边交易

英国市场双边交易包括场外OTC(Over the Counter)交易和场内标准合约交易,场内交易在电力交易机构进行。双边交易没有固定的交易周期,市场成员可以灵活签订各类合同,合同签订截止时间可以一直持续到关闸(Gate Closure)时间,即实时前1小时。

双边交易合同签订时不需要系统运营机构进行安全校核,合同履行时,双方协商形成发电/用电计划曲线,并按照《平衡和结算规范》(Balancing and Settlement Code, BSC)和《电网交易主要协议》(Grid Trading Master Agreement,GTMA)要求,将合同交易电量和交易计划在规定时间内上报负责平衡和结算的Elexon公司,以及系统运营机构(Electricity System Operator)。所有获得业务许可的电力公司都必须签订BSC协议,该协议要求发电商和售电商在Elexon公司建立能源账户,并将各种合同交易结果通知Elexon公司,Elexon负责对各市场主体合同电量和实际电量之间的差额进行计量、计费和结算。

(二)日前集中市场

英国日前集中竞价市场由两个电力交易所分别组织(APX Power UK和N2EX),市场成员自愿选择参与,电力交易所之间存在着竞争。APX组织的日前市场于10:50关闭,11:50完成出清计算并公布交易结果;N2EX则在日前09:30闭市,并于10:00前向市场公布出清结果。英国日前市场出清计算不考虑实际的网络情况,也不考虑机组的物理参数,出清价格为系统边际电价。

由于双边交易和日前集中竞价市场均未考虑电网安全约束,因此调度机构在日前环节要通过大量分析计算,及时发现平衡和电网安全问题,引导市场成员调整交易,并非以调度指令的方式安排生产,也不进行机组组合。调度机构每日9:00公布全网及分区负荷预测;11:00开始根据市场成员提交的初始电力曲线(Initial Physical Notification, IPN),进行次日系统平衡裕度分析和电网安全分析;16:00调度机构根据最新的申报曲线,发布系统平衡裕度和次日发电计划。当发生电力供应不足时,及时发布电力不足警告和限负荷警告,通过电价上涨的预期,引导发电商推迟检修,引导可调整负荷缩减电力需求。当发生电网阻塞时,引导市场成员调整交易计划,避免造成合同累加曲线与实际出力偏差过大。

(三)平衡机制及辅助服务

英国双边交易占市场总体电量的规模如此之大,可能会导致系统的低效率调度,甚至影响系统安全运行。为解决这一问题,英国电力市场设立了平衡机制,该机制是英国ESO(Electricity System Operator)用来保证每秒钟电力供需平衡的系统。设立平衡机制的意义在于:一是为调度部门提供了在实时调度前1小时阶段,调整发电与负荷预测偏差的手段和依据;二是平衡机制中产生的不平衡电价(系统买入价和系统卖出价)将为市场成员的不平衡电量提供结算价格。

平衡机制下,ESO作为系统操作员(System Operator,SO)通过招投标方式购买长期期权和长期合同下的容量平衡服务以保证系统实时平衡。同时,ESO也可提前(有时提前1年以上)与一些辅助服务机构签订合同以保证系统能安全和高效地运行,这些辅助性服务包括无功功率、热备用、频率控制和黑启动等。

四、英国电力市场发展新动态-英国智能电力零售市场计划

近年来,英国天然气与电力市场办公室(Ofgem)启动了智能电力零售市场计划。该计划依托智能计量技术,充分考虑能源系统的一系列变化,旨在建立一个更加高效、动态、具有竞争力的市场,并为消费者带来更好使用体验和经济效益。智能市场计划包含4方面内容:供电商切换,电力结算,需求侧灵活性,消费者权益与保护。

图2  智能市场计划内容

其中,更换供电商指用户可以自由地选择供电商,并且可以随时更换到供电商。快速、可靠地切换供电商有利于增强了供给侧的竞争性,是智能市场的前提。Ofgem的目标是在2020年之前,实现所有用户供电商次日更换(Next-Day Switching, NDS)。电力结算改革是智能市场实施的关键,目前零售市场的结算方案并非半小时制,造成了市场效率低下。随着智能计量技术的应用,Ofgem正在推动零售市场强制半小时结算(Mandatory Half-Hourly Settlement,MHHS)改革。需求侧灵活性是智能市场的重要特征,智能市场环境下用户的消费模式(消费能源的方式、时间等)可以根据价格信号的变化而变化。通过制定合理的分时电价,引导用户合理地利用能源,不仅可以给用户带来经济效益,还可以促进新能源消纳。消费者权益与保护(Consumer Empowerment and Protection, CEP)是智能市场计划的最终目的。智能市场计划虽然能为消费者提供更好的服务,但也存在潜在的风险,如消费者隐私泄露,消费者权益受到侵害等。消费者权益和保护计划旨在制定相关规则,最大化消费者的权益,确保消费者能更有效地参与智能市场。

智能计量技术是实施智能电力零售市场的前提。首先,消费者通过智能电表可以更快、更方便地了解自己的电能消费情况,并根据电能消费情况选择适合自己的供电商。同时智能电表可以实时、精确地测量电能消费数据,大幅降低了切换供电商过程中的数据差错概率。其次,智能电表提供的实时、精确的消费数据也是强制半小时结算的前提。再次,供电商利用用户的能源消费数据可以更有效地制定分时电价,这为需求侧响应创造了条件。最后,智能电表可以双向记录消费者电能消费情况,这为储能技术,分布式光伏发电等的推广创造了条件。总之,智能计量技术的应用增强了供需双方的互动,提高了电力零售市场的活力和竞争力,为能源的高效利用铺平了道路。

专家介绍

李景,博士,国网能源院企业战略研究所高级研究员。长期从事电力市场、电力体制改革、清洁能源发展等方面研究工作。先后承担国家电网公司委托的重大课题10余项,作为主要作者撰写专著4本,发表论文10余篇。研究成果获得国家电网公司软科学成果奖一等奖2项、三等奖2项;国网能源研究院科技进步奖10余项。

张凡,博士,国网能源院企业战略研究所改革与市场研究室主任。曾主持和参与多项政府委托项目、国家电网公司重大战略课题、国家电网公司科技项目以及管理咨询项目,研究领域主要包括电力体制改革与电力市场、可再生能源技术与政策等。

团队简介:企业战略研究所(以下简称战略所)成立于2009年,原名为企业战略与管理咨询研究所,2010年12月单独设立企业战略研究所,是国网能源院核心研究所之一。经过多年实践和积累,在企业发展战略与规划、体制改革与电力市场、企业国际化发展等领域已形成显著优势,培养造就了一支专业素质高、研究能力强的研究咨询队伍。战略所内设企业战略规划研究室、改革与市场研究室、国际化发展研究室,共有32名员工,平均年龄32岁,其中博士27人,硕士5人,具有高级职称12人,国家电网公司优秀专家人才后备3人,是一只充满活力、善于思考、凝聚力强的团队。曾获得“2010年度国家电网公司先进党支部”、“2011-2012年度国家电网公司科技工作先进集体”、“2018年度国家电网有限公司先进班组”、国网能源院“2011-2017年度先进集体”以及“课题攻关党员先锋团队”等称号。2016年,设立“马莉劳模创新工作室”。

关键字:电力市场

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