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现货市场是电力市场的逻辑起点
电力市场由多个功能性子市场组成。在这个市场体系中，哪个功能性市场起主要作用？目前我国建立“以中长期交易为主，现货交易为补充的电力市场”，逻辑起点似乎在中长期交易。笔者认为，现货市场才是电力市场的逻辑起点。
电力现货市场的特殊性和复杂性
一般商品市场也有期货和现货市场。在一般商品现货市场中，对于供求平衡差异有三种基本的平衡调整方式。第一种是价格调整。由于存在需求价格弹性和供给价格弹性，当出现供大于求和供不应求两种情况时，买卖双方会及时调整价格，通过价格变化引导供给、需求分别变化或者供给和需求同时变化，实现供求平衡。这是最典型的、最有效，通常也是成本最低的现货市场供求平衡差异的平衡调整方式。第二种是存货调整。具体又可分为买方存货调整、卖方存货调整和买方、卖方利用第三方存货调整三种。以卖方存货调整为例，在供大于求的情况下，卖方可以将多余商品放入仓库存放；在供不应求的情况下，卖方可以使用自己或者借用第三方的存货增加供应，实现供求平衡。买方也可以利用自己或者第三方的存货进行现货市场供求差异的平衡调整。除买方和卖方的分别调整外，买卖双方也可以利用存货同时进行平衡调整。第三种是延时或者提前平衡调整。一般商品现货市场中出现的供求平衡差异还可以通过延时或提前供给和延时或提前消费两种方式进行调整。因此，在一般商品的现货市场中，供求平衡差异的平衡调整方式很多，而且成本较低，供求平衡差异或者现货市场问题不突出。
由于电力商品不能储存，没有买方、卖方或第三方存货；电力产供销同时完成，不能延时或提前生产或消费，因此，在一般商品现货市场中行之有效的存货调整，延时或提前调整在电力现货市场中完全不适用。由于电力产供销平衡以光速完成，电力供给和需求的瞬间价格弹性很低，而且还受电力生产与使用的技术条件的限制，因此，电力现货市场中价格调整的适用范围和程度实际上很小。电力现货市场供求平衡差异很难进行平衡调整的事实使电力现货市场相比于一般商品市场显得异常特殊和复杂。
电力现货市场的重要性
一般商品现货市场中也可能出现供求平衡差异难以平衡调整的问题，但是，并没有和不能引起足够的重视。电力工业作为国民经济与社会发展的基础设施，电力供应必须得到保证，否则会产生巨大的经济和社会损失。因此，电力现货市场中供求平衡差异是否能够得到有效的平衡调整，是电力市场改革的前提和基础。
正是由于电力现货市场的复杂性与重要性的双重因素影响，国内外电力工业最早都采用了发、输、配和售电垂直一体化经营形式。在这种体制下，电力调度机构可以在更大范围内使用各种灵活资源，集中和综合使用多种平衡调整机制，不仅完成电力交易，也保证现货市场供求平衡。英国等发达市场经济国家的电力工业在电力市场改革前采用国有经营体制，这也与电力现货市场的复杂性与重要性有关，因为国有企业可以在不计较利益的情况下满足电力调度机构提出的各种平衡调整需要。
从这个角度分析，对电力市场进行改革，就必须首先面对和解决电力现货市场中供求平衡差异的平衡调整问题。现代社会经济条件下电力供给与电力需求都充满不确定性，给电力供求平衡调整带来了更大的挑战。一方面，随着风电与光电等新能源发电比例的增加，并与传统水电结合在一起，电力供给在时间和数量上的不确定性进一步增加；另一方面，经济社会发展不确定性的增加和自然环境变化的不确定性，同时增加了电力需求的不确定性。虽然现在电力负荷预测技术和电力生产管理手段有很大的改进，但是，两方面因素的组合使电力现货市场供求平衡差异的不确定性相应增加。与此同时，随着现代社会技术进步与生活质量提高，社会对电能质量或电力安全可靠供应的要求进一步提高。这两种相互冲突的影响对电力市场供求平衡差异的平衡调整提出了更高的要求，成为优先于电力生产效率和体制机制选择的目标。
现货市场是电力市场中其他市场的基础和依据
国外成熟电力市场体系建设与运营的经验表明，现货市场是整体电力市场体系的基础和依据。首先，中长期市场的功能主要是为市场主体锁定现货市场价格、规避现货市场价格风险；也就是说，如果现货市场没有价格风险，或者有其他更好的风险管理工具，中长期市场可以不必存在。现货市场对中长期交易的影响还表现在三个方面：一是现货市场价格与合同交易价格的差可以衡量现货市场的价格风险及评估中长期交易风险管理的有效程度；二是现货市场的平均价格水平及变化趋势往往作为中长期交易的参考价格；三是在差价合同情况下现货市场价格也是影响不同效率发电机组替代和资源配置效益的决定因素。其次，其他功能性子市场直接依赖现货市场交易价格。比如，调频服务市场、电力期货、期权交易市场和输电金融权交易直接与现货市场耦合联动；备用和容量市场价格一般也参考现货市场交易价格决定。因此，电力现货市场无疑是整个电力市场体系的中枢和逻辑起点，强调逻辑起点是因为其他功能性市场几乎都服务于现货市场，或者从现货市场中派生出来。
我国电力市场目前主要是中长期交易市场，第一批8省（区）电力现货市场还处在试结算阶段。不过，在中长期交易市场与现货市场的关系上，2019年国家出台的《关于深化电力现货市场建设试点工作的意见》中指出：“建立以中长期交易为主，现货交易为补充的电力市场。”这个表述可能主要考虑了两个市场的交易电量规模，没有考虑市场体系中不同功能性市场之间的逻辑关系。根据上面的分析，电力现货市场在电力市场体系中发挥主导作用，中长期市场服务于现货市场。现货市场交易数量虽然小，但是，在交易机制设计上更加专业和复杂，更能体现电力商品、电力工业和电力市场的特殊性和复杂性，因此更加重要和关键。相反，中长期交易虽然交易数量规模大，但与一般商品市场的合同交易差别不大，与电力市场中其他功能性子市场关系不大，而且成交数量与价格受现货市场成交价格与数量的影响。因此，中长期合同交易市场不能作为电力市场的主要和关键部分；考虑成交电量因素和风险管理功能，可以作为电力市场体系的基础。
电力现货市场的本质特征
一般我们只用瞬间供求平衡机制说明电力现货市场的功能。这种解释只说了结果，没有指出手段或方式，不利于充分认识现货市场的实质和发挥其功能。我认为，电力现货市场的本质特征是用经常性的较大甚至巨大的价格变化增加或者切断负荷需求，有效实现电力系统瞬间供求平衡。
电力现货市场供求平衡特点
与一般商品市场需求相比，电力现货市场需求主要有四个特点。第一，需求驱动。需求驱动指市场需求必须得到满足，发电生产和电网运行以满足市场需求为基本使命。第二，需求刚性。指用户瞬间价格需求弹性很小，价格降低不会诱导需求增加，价格提高也不会诱导需求减少。极端情况下，如果价格很高，少数用户可能停止用电。第三，随时间变化发生较大幅度的周期性变化。与社会生产和生活相适应，每天的电力需求在特定的时间有尖峰、高峰、平段与低谷的交替变化，而且尖峰负荷可以是低谷负荷的几倍。在不同季节，由于空调负荷等用电需求的变化，电力需求的季节性差异特别是最大负荷需求的差异也十分明显。电力需求较大的周期性变化导致了不同时间电力生产成本的较大变化，为市场价格变化奠定了基础。第四，随机性变化大。由于自然因素等多种原因，电力需求还会发生随机性变化。随机性变化是电力现货市场存在的根本依据。需求驱动与随机性变化的结合可能产生基于机会成本的投标和成交价格。
电力现货市场供给也有四个特点。第一，与需求驱动相对应，供给始终跟踪和适应需求，仅仅在极端情况下，可以通过价格机制创造需求。第二，供给的技术时滞。电力供给必须瞬间与需求平衡，但电力生产受技术影响不可能在瞬间增加或减少出力。虽然不同发电机组在需求响应上存在时间差异，但是，再快的响应也无法实现光速的平衡。第三，供给的不确定性。风电、光电和无调节能力的水电受自然因素影响较大，其发电出力和电量具有不确定性。火电和核电也存在事故停机或者降低出力的风险。第四，短期供给刚性。对于风电、光电和核电等，价格变化短期内并不会引起供给的相应变化。
与一般商品现货市场相比，电力现货市场的供求平衡也有不同。第一，电力现货市场设计了时间序列的平衡机制。由于不能使用存货调整和延时或提前调整手段，为了利用市场机制实现精准平衡，电力现货市场一般还按日前、小时前或日内和实时，提供了供求即时平衡的市场机制。一般商品现货市场不可能也不需要这样复杂的机制设计。第二，电力系统层次上的供求平衡，而不是买卖双方的个别或者局部平衡。日前市场买卖双方竞价成交后，还要经过系统安全校核后才能确认。在输电通道阻塞的情况下，交易机制还必须考虑阻塞管理。第三，通过第三方的交易平台实现。一般商品现货市场由买卖双方根据交易合同实现。电能在电网中流动的路径由物理定律决定，交易合同只有结算意义，而没有物理意义。电力现货市场交易复杂而且瞬间完成，需要一个强有力的统一的交易与系统管理平台组织和实施市场交易和可靠运行。
电力现货市场均衡的典型情景及结果
电力现货市场均衡有三种典型情景。
第一，供求平衡情景下的电力现货市场均衡。在正常的电力生产经营状态下或者平段负荷需求时间，供求基本平衡，而且有足够的冷热备用容量，供给有足够的响应需求变化的能力。假设市场充分竞争，卖方按边际成本报价。买方在电力需求可以得到保证的情况下，不参与竞价，或者根据以往经验报价。如果按统一价格出清，市场成交价格等于中标发电机组中的最高报价或者买卖双方边际中标价格匹配值，成交数量等于市场需求。中标发电机组获得最大边际成本或者匹配值与实际边际成本差的生产者净福利，用户获得用电单位电量经济增加值（以此作为用户效用）与最大边际成本或者匹配值的差的消费者净福利。
第二，极端供不应求情景下的电力现货市场均衡。在季节性负荷需求高峰或随机性因素影响下，市场出现短暂的临时性的过度需求；或者临时性的供应不足导致的相对过度需求。市场需求不能得到全部满足，电力调度机构通过市场机制安排有序用电。传统的做法是根据事先确定的用户优先顺序统一安排用电，但是，这样做既不公平，也没有实现有限发电资源的最大利用。在电力现货市场如日前市场中，卖方市场结构迫使买方竞争性投标用电，买方将按用电的机会成本即失负荷价值竞价。不考虑优先用电情况，市场按用户失负荷价值由大到小顺序中标，直到全部发电生产能力得到利用。在这种情况下，市场成交价格等于与市场有限供给相对应的用户的失负荷价值，成交数量等于有限供给。生产者获得全部也是最大的社会净福利者，消费者获得零净福利。
第三，极端供过于求情景下的电力现货市场均衡。在季节性的日低谷负荷时间或者其它随机性因素影响下，市场出现短暂的临时性的过度供给；或者临时性的需求不足导致的相对过度供给。市场最小供给不能得到全部出清，电力调度机构通过市场机制安排机组停机。传统的做法是根据事先确定的机组停机顺序如供电煤耗大小统一安排停机或者机组开机组合，与上一种情景相同的是，计划停机方式既不公平，也没有实现有限需求资源的最大利用。在电力现货市场如日前市场中，买方市场结构迫使卖方竞争性投标发电，卖方将按发电的机会成本即失负荷价值竞价。不考虑优先发电情况，市场将按发电机组失负荷价值如火电机组温态启动费与低谷负荷时间变动成本费用的差值由大到小顺序中标，直到全部市场需求得到满足。机组温态启动费用与变动成本的差值或失负荷价值越大，发电机组越不愿意停机，投标价格也越低，甚至为负电价。市场成交价格等于与市场有限需求相对应的发电机组的失负荷价值，成交数量等于有限需求。用户获得全部也是最大的社会净福利，发电机组获得零净福利。下图为以上三种典型情景下的电力现货市场均衡结果的示意图。
第四，市场均衡情景与均衡结果转变。电力市场极端供不应求情景往往与发电机组出力的技术时滞有关，在这种情况下，极端供不应求情景延续的时间一般较短，可能仅仅在一个现货市场定价周期15分钟甚至5分钟内。供不应求情景所形成的高电价引导发电机组响应，并在时滞后形成有效供给，从而使市场均衡情景迅速从极端的供不应求情景恢复到正常的供求平衡情景，并使电价从用户失负荷价值降低到发电边际成本，成交价格大幅度回落。现货市场成交价格在很短的时间内快速上涨和下降，在时间—价格坐标中形成一个钉子一样的图形，即电力现货市场“价格钉”，也称为“价格飞涨”。高电价虽然很高，有时超过边际成本定价的10倍甚至更多，但是，由于延续时间很短，所产生的电费增加并不大，并不会给市场主体造成多大的损失。极端供过于求情景下的低电价也有类似的效应，不过，低电价低的程度不如高电价高的程度，从极端供过于求到正常的供求平衡情景的转换也没有那么快。
电力现货市场的本质特征
电力现货市场的本质在于供求平衡差异的价格调整机制，具体讲，就是通过经常性的大幅度的价格变化刺激负荷或者切断负荷，有效实现供求平衡差异的平衡调整。第一，经常性的较大的价格变化是电力现货市场的本质特征。有效的市场应该建立市场主体的价格响应机制，把市场主体暴露在价格变化风险之中，而不是把市场主体屏蔽在价格变化的风险之外。政府、电力调度机构和市场主体应该理性地接受这种价格变化，而不是简单地否定和排斥价格的较大变化，甚至用价格上下限管制加以限制。第二，大幅度的价格变化对市场主体的利益影响其实并不大。与价格大幅度上涨和回落相比，一方面，接受高价的市场主体数量和电量规模有限；另一方面，即使形成了高电价，由于时间短，市场主体承担总电费支出并不大。第三，市场价格的较大变化为资源优化配置提供了条件。在价格大幅度变化的情况下，不同要素的替代才能够有效发生，比如极端供不应求情景下不同失负荷价值用户之间的替代，极端供过于求情景下用户新增用电甚至收费用电与发电机组不停机节省启动费用和维护机组安全之间的替代。这些替代都在一个市场主体福利不变的前提下，增加了另一个市场主体的福利，产生了帕累托优化。如果没有较大幅度的价格变化，这些替代就不可能发生，社会净福利不可能增加。
相关政策建议
电力现货试点工作的建议
第一，明确和强化电力现货市场在电力市场建设中的主导作用。由于没有认识和明确电力现货市场与其他功能性子市场的关系，我国电力市场改革一直以来沿袭传统的计划经济管理体制和思维模式，一是围绕省级市场还是区域市场展开，二是在计划体制的基础上引入市场竞争机制，而不是建立市场，形成“计划+竞争电量”的市场运营模式。“无现货、不市场”既是对这种思路的否定，也是对电力市场改革回归现货市场逻辑起点，反映现货市场本质特征的提醒。在现货市场与中长期市场的关系上，建议调整为：以现货市场为主导，中长期交易为基础。要以电力现货市场为抓手推进电力市场体系和机制建设，不要用市场形式干政府管制的事情。
第二，修改价格上下限定价规则，同时加强价格监管。电力现货市场的本质就是用经常性的较大甚至巨大的价格变化调整负荷实现瞬间供求平衡，人为地限制价格变化也就否定了现货市场本身。目前我国第一批现货市场试点中都有价格上下限的规定，价格水平分别按发电机组的最大和最小发电成本确定，价格上下限没有按发电机组和用户的失负荷价值分别确定，现货市场价格信号显示不充分。建议按照机会成本定价原则引入失负荷价值概念确定两种极端供求平衡情景下的价格上下限，用真实的价格信号引导资源配置。不能简单地把高电价等同于市场势力，不能用行政手段人为地限制合理的高电价或者低电价。同时，在分析不同供求平衡典型情景的发电机组会计成本、机会成本或失负荷价值的基础上，结合供求平衡典型情景对发电企业滥用市场势力提出相应的判别标准，并在交易规则中设置发电机组市场势力自动检测和处理程序。如果要实施电价水平的宏观控制，也应该以发电企业年度成交均价为对象，而不能以每天的成交价格为对象。
第三，围绕电力现货市场进行市场体系建设。我国电力市场改革已经实施近20年，虽然市场交易电量规模不小，交易品种和交易方式看起来也比较丰富，但是，在市场体系与市场机制建设方面，与国外成熟电力市场还有较大差距。电力现货市场是目前最好的抓手和突破口。首先，要通过全电量竞争和差价合同等手段，利用电力现货市场促进中长期交易市场中不同效率发电机组的电量替代，在维护现行利益格局的基础上最大限度地优化资源配置。其次，要利用现货市场价格信号解决调峰问题，建立调频等辅助服务市场。我国电网峰谷差逐年增大，尖峰负荷利用小时越来越小，通过现货市场价格真实反映不同时段的供电成本，有利于削峰填谷，提高发电和电网设施利用效率。目前我国辅助服务主要采用政府行政定价，现货市场价格有利于确定辅助服务的真实价值，建立辅助服务市场机制。最后，在电力现货市场的基础上建立电力金融市场，为市场主体风险管理提供工具。目前电力市场风险管理基本上由政府以行政管理的方式承担，包括基数电量、成交数量和价格限制等。在现货市场的基础上建设电力金融市场，可以让市场主体承担和管理风险。
中长期交易市场建设的建议
在没有现货市场的情况下，中长期交易市场应该吸收现货市场的思想观点，以模拟电力现货市场的方式加强建设和运行管理。
第一，明确中长期交易与计划交易的关系，建立市场主体直接面对市场供求变化的机制。目前我国中长期交易市场与计划交易脱耦运行，中长期交易在总电量盘子中切出一块，进行年度双边交易等。市场主体及其交易与实际电力需求变化处在脱钩状态，市场供求平衡仍然沿袭传统模式，由电力调度机构集中管理。这种市场运营模式本质上属于计划经济体制，是引入了竞争机制的计划交易。要在明确优先发用电曲线的基础上，把市场需求曲线扣除优先用电曲线后的电力需求作为中长期交易的市场需求，让市场主体直接根据这个需求投标，同时取消现有的预先设定的不同交易品种的市场电量规模。电力交易机构要不断提供中长期交易的市场需求与供给信息，为市场主体直接响应市场需求提供服务。
第二，按照满足市场需求的逻辑优化交易品种，完善交易组织方式。国外电力交易品种一般按时间序列设计，其内在逻辑是随着时间变化不断平衡调整合同电量与市场需求之间的差异。电力市场交易组织服务于市场需求变化。目前我国中长期交易品种多，缺乏内在逻辑，交易组织也不确定。建议按平衡市场供求差异的逻辑优化交易品种，同时完善和规范交易组织方式。国家有关部门可以在电力中长期交易规则的基础上，总结和评价目前各省年度交易方案中交易品种和组织方式的合理性，对省级电力市场中长期交易品种和交易组织方式提出规范性的指导意见，像其它大型商品交易一样，形成公开透明的年度中长期交易组织程序。
第三，做好分时段带曲线交易。在没有现货市场情况下，中长期交易按分时段带曲线交易组织，实际上是对现货市场交易的模拟与近似。电力市场交易的电能实际上是电力，实际中仅仅为了计量和结算上的方便，才按电量交易。分时段带曲线交易首先要建立市场主体响应真实市场需求的机制，否则，市场主体申报曲线可能与实际市场需求背离，从而失去了分时段带曲线交易的价值，甚至还会产生错误的价格信号，诱导更大的供求平衡差异。其次，要让分时段价格充分反映分时段供电成本和用户效用。与现货市场价格上下限形成机制一样，要由市场主体包括发用电双方根据不同供求平衡情景选择不同的定价机制，让价格信号作用充分显示出来并促进资源替代。
(本文得到教育部人文社科重点研究基地重大项目“竞争政策在电力产业的适用性与难点问题研究”（18JJD79001）资助)
本文刊载于《中国电力企业管理》2021年05期，作者供职于东北财经大学产业组织与企业组织研究中心，长沙理工大学电价研究中心
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