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英国电力市场运营和交易模式与美国加州电力市场运营和交易模式分析 王跃(1008040212)
（贵州大学，贵州省贵阳市 550025）
摘要：电力市场是电力工业重构和市场化运营的必然结果。电力工业重构产生了许多新实体，不同的电力市场具有不同的实体组合和结构模式。电力市场的发展是一个动态和不断完善的过程，不可能一步到位。同时，也没有现成的，完全相同的电力市场模式可以照搬，英国电力市场的不断改革以及美国加州电力市场的瓦解，都实实在在的证明了这一点。因此，合理的市场结构是电力市场成功的前提。而在电力市场运营方面，处理好电网拥有者,系统调度员和市场操作员之间的关系显得十分重要。 关键词：电力市场 市场结构 运营
0. 引言
电力市场近几十年得到迅速的发展。目前仍处于不断研究探索和完善之中。随着我国电力市场改革的不断深入,“厂网分开,竞价上网”已经成为大家的共识。围绕这是个核心进行电力市场改革，建立科学合理的电价形成机制已经成为国家电力发展的大方向。而世界上，最具代表性的两种电力市场结构模式就是英国的强制型电力库（Power Pool)模式及美国加州电力市场模式。我们也应该提炼国外电力市场建设的经验，为我国电力双边市场建设提供实践经验。
1. 英国电力市场运营和交易模式简介
英国电网包括英格兰和威尔士，苏格兰，北爱尔兰三个独立电网。总装机容量8000万千瓦，最大负荷6500万千瓦,输电网400kV/275kV（132kV），配电网132kV。英国电力市场改革分为四个阶段：
（1）1989年以前为垄断经营。电力由国家经营，为公有制。专设中央发电局（ Central Electric Generation Bureau,CEGB)，全面管理英格兰和威尔士电网的发电，输电，配电，实行高度垄断。
（2）在第一次改革中，实现电力公司的结构重组，以及股份制和私有化，采用
的是强制型电力库模式（Power Pool）。在这里我们主要讲交易模式和运行模式，因此市场结构我们就简略介绍下，在第一阶段的改革其电网结构分为配电侧，发电侧，用户侧，市场监管，电力库。
电力市场所有的交易均通过电力库实现。同时，为了避免市场价格波动带来的风险，允许供需双方签订长期金融差价合同（CFD）。其合同内容均与电力交易中心无关,其市场运作原则是：发电侧各独立发电公司竞价上网；NGC负责输电网络的管理，维护，建设以及系统的调度，Pool运作和结算。但是此模式存在诸多问题，例如，NGC的职能过于集中，对用户开放缓慢等问题。因此出现了电力市场的第二次改革
（3）在第二次改革中，采用的是以合约交易为主，辅以不平衡电量交易的NETA(New Electricity Trading Arrangement) 模式。此模式克服了强制性电力库模式的缺点，降低批发电价，保证及时和长期供电的可靠性。价格透明，使用户真正参与到价格定值的过程，促进发电市场的公平竞争。
（4）第三次改革，将NETA模式推广到市场进程缓慢的苏格兰地区，建立统一的英国电力交易与电力输送制度 BETTA（British Electricity Trading and Transmission Arrangements）。 缓解了供需之间的矛盾。 该模式于2005年4月开始实施，旨在建立全英范围内的电力批发机制，促进电力市场的良性竞争。其机构如下：
其结算时段为每天分为48个时段，每时段为半小时。
（1）从05:00到次日的05:00为一个“计划日”（Schedule day），该时间的选取是为了保证在低负荷的情况下实现平稳过渡，价格按每个计划目申报。
（2）从 00:00到次日00:00为一个“结算日”（Settlement Day）。
（3）从21:00经一个计划日到下日12：00为一个“可用容量申报期”（Availability Declaration Period，ADP），也称“计划运行期”，每个发电商必须提出ADP内可用情况的“提前申报文件”；这是为了保证在计划日的开始和结束时，统调机组是可用的。“提前申报文件”在“计划日”前一天的上午10:00前上报，也就是说，在ADP开始前的11h前。
2.美国电力市场运营和交易模式简介
在加州电力市场化模式中，电力用户可以直接与发电商签定购电合同，电网向发电商开放并为用户提供输电服务。电力市场的运营通过新成立的两个机构：加利福尼亚电力交易所（PX）和加利福尼亚独立系统运营者（ISO）来进行。ISO管理着三个关键市场：竞争性的辅助服务采购市场、实时能源市场和拥护管理市场。PX经营着三个能源市场：对次日每小时进行的每日拍卖、当天市场和批量期货市场。ISO控制输电网络和电力调度，PX制定并向ISO提交交易计划，该交易计划成为ISO协调电网运行的基础。
2.1加州电山市场结构
美国加州的电力市场采用了FX +1SO（交易中心+独立系统运行中心）的结构模式。
为了保证电力市场的安全运行，加州从1996年开始，投资24亿美元分别在北加州自府萨克拉曼多和800千米以外的南加州新建独立的系统运行中(ISO)和独立的电能交易中心( PX)。从纯粹的市场经济角度来讲，这是种相当先进的模式。在该模式中，除了包含“厂网分开”这一保证打破垄断、形成公平竞争的基本思想以外，还有另外两个重要思想：一是，将系统调度部门和电厢输电设备管理部门分开，即网调分开；二是，尽可能将保证经济性的部门和保证安全性的部门分开，也就是将电能交易与系统调度的职能分开。加州电力市场的具体结构如图（2）所示
图（二）加州电力市场结构
2.2电力市场交易模式
当前，电力市场主要有两种交易组织模式，一种是电力库( Power Pool)模式，一种是双边交易(Bilateral Contract)模式。
电力库模式的基本运作方式是：发电企业向Pool提交报价．Pool根据发电公司的报价择优购买——通常是按一定的交易算法对市场进行结清(Clear TheMarket)，确定出各发电企业的发电量，由Pool确定市场价格。在发电侧市场的电力市场中，
考虑到传统调度模式的衔接，可采用一种称为“单一购买者模型"，或者称为“1+N’模式，“I”指电力市场的单-购买者}“N”指参与市场竞争的各独立发电商。
Power Pool模式的电力市场运营模式
双边交易模式则是发电公司与电力用户（或地区配电公司）直接签订电力合同，由买卖双有通过协商确定价格。
电力库模式与双边交易模式各有优缺点。电力库模式更接近于传统电力工业按计划生产的方式，便于统一协调。世界各国通常以电力库模式作为电力市场改革起始阶段的主要交易模式，以便于从垄断经营向市场竞争的转轨。但是，有观点认为，Pool模式的价格形成机制人工雕琢的痕迹过于明显，电力市场通常不是～个完全竞争市场，市场成员可能具有操市场价格的机会，导致市场实际运行的情形偏离市场设计者的初衷。另一方面，双边交易模式给市场成员提供了更大的自主权和商业上的灵活性，但也会给系统的协调调度带来困难。 在某种意义上，电力库模式与双边交易模式并无本质区别。电力库模式可以看作一种特殊的多边交易(//Iultilateral Contract)。因为
第一章
1、何谓均衡价格、支持价格和限制价格？我国电力工业日前实行的是何种评价？
答：均衡价格是指某种商品的需求与供给达到均衡时的价格，也就是这种商品的市场需求曲线与市场供给曲线相交时的价格。
支持价格是指政府为了扶持某一行业而规定的该行业产品的最低价格。
限制价格是指政府为了防止物价上涨而规定的某种产品的最高价格。
我国电力工业现在实行的是自主定价。
2、若某地区的电力需求曲线为P=180-4Qd，供给曲线P=6Qs，政府把电力的限制价格定为60分/kWh，电力生产会出现什么情况（Qd、Qs的单位为10e8kWh）？
答：交点为（18,108），即均衡价格为108。当限制价格定位60分/kWh时低于均衡价格，则电力生产处于供不应求，电力生产会增加。
3、已知某一商品的需求函数为Qd=72-6P，当价格从10元降为8元时，需求量从12单位增加到24单位；当价格从8元提高到10元时，需求量从24单位减为12单位。试分别求该需求函数的价格点弹性和价格弧弹性。
答：点弹性的公式为(dy/dx)*(x/y)
则价格点弹性为E1=-6P/Q=[-(24-12)/12]/[(8-10)/10]=5
同理E2=[-(12-24)/24]/[(10-8)/8]=2
价格弧弹性为-[△Q/(△x)][(x1+x2)/(Q1+Q2)]
则E’1=-[(24-12)/(8-10)][(8+10)/(24+12)]=3，同理E’2=3，则这种商品的价格弧弹性为3。
4、什么是供给弹性、什么是需求的交叉弹性？
答：供给弹性是供给价格弹性的简称，表示因价格变动而引起的供给的相应的变动率。 交叉弹性表示某一种产品的需求量对另一种商品的价格变化的反应程度，它等于一种商品需求量变动的百分比对另一种商品价格变动的百分比的比例，即：
交叉弹性=一种商品需求量变动的百分比/另一种商品价格变动的百分比。
6、电力的商品特征有哪些？它的需求和价格主要受哪些因素影响？
答：电力作为商品，既有他的一般商品属性，又有他的特殊性和公用性。作为一般商品属性，电力在市场交易中，必然与其他商品一样，要服从价格规律，按照等价交换原则，公平、公正的进行。商品价值是商品的社会属性，是商品生产的特有经济关系的反映。电力与一般商品的不同在于：首先，电力行业是公用性服务行业，中断供电或电力供给不足会给国民经济和广大用户造成巨大损失。因此，实行电力市场化，必须以安全、可靠供电为前提，除保持电力供需平衡外，还必须留有足够的发电备用容量。其次电力的产、供、销同时进行，瞬间完成，这就需要信息反馈迅速，市场预测准确，电网调度统一。再者，电力是看不见、摸不着的商品，不能像其他有形商品一样，买主可以一边观察商品，一边向卖主讨价还价，现买现卖。这就要求电力的交易具有提前性，要求电力市场的情报公开，透明度高，对所有的买者和卖者做到公平、公正、公开，电力在短期内的需求价格是缺乏弹性的。
电力作为商品，他的市场供给除受电价P、发电成本C（含燃料费、水费、材料费、人工工资、基本折旧、修理费、管理费等）影响外，还受输电服务费W、投资利润π、国家税收T等影响。电力的需求受电价P、国民收入G、季节气候θ、物价指数U影响。
7、为什么说电力市场是电力工业改革的必然发展方向？【电力市场】
答：实现电力市场，可促使电力企业从市场竞争中寻找契机，吸引投资，推进技术改造，提高生产效率，从而弱化政府行为，减轻国家的财政负担；可促使电力企业深化改革，为广大客户提供低价、优质、高效地用电服务。电力市场中，经济功率占主导地位，由发电边际成本高的一方向发电边际成本低以一方购电，是一种最基本的交易形式，买方由于从往外购买低于边际成本的电能，可以降低高成本机组的发电负荷而获得效益；卖方可从以高于边际成本的价格售出的电能中获取超额利润。另外，除了直接效益外，电力市场还可以带来如下几方面的利益：
1）根据国外经验，可削峰10%~20%，能有效的挖掘设备潜力，推迟新设备投资，提高资源的有效利用率。
2）在电力行业内部引入竞争机制后，人、财、物将形成优化结构，使电力行业工业人员转变为工业作风，提高办事效率，节约资源、降低电价，使社会各方面收益。
3）使电力工业成为机会平等、环境优良、投资回报率高的良好投资市场，广泛吸纳国内外资金，为电力工业的大发展和国民经济腾飞创造条件。
第二章
1、试说明总产量、平均产量和边际产量的关系。
答：一种生产要素的总产量是指该生产要素变动时生产出来的产量总和。一种可变生产要素的平均产量是用总产量去除其投入量所得之商。一种可变生产要素的边际产量是指该生产要素投入的单位的变化量所导致的产量的变化。用X代表可变生产要素，TP代表总产量，AP代表平均产量，MP代表边际产量，这三种边际产量可以写成为：
TP=AP·X AP=TP/X MP=ΔTP/ΔX
对一个连续的总量函数来说，边际产量等于总产量曲线的斜率。而平均产量则等于原点连接总产量曲线上的某点的直线的斜率。总产量和边际产量之间存在重要关系。当边际产量大于零时，总产量上升；当边际产量小于零时，总产量下降；当边际产量等于零时，总产量达最大，边际产量曲线比平均产量曲线增加得快，要使平均产量最大，需使：
MP=AP
4、如何实现生产要素的最优组合？什么是规模经济？企业如何实现产量的最优选择？ 答：成本最低的投入要素组合的经济原理。每增加一单位货币所增加的产值和其他任何一种投入要素增加时，它们就能达到最佳的投入组合。这个原理指出厂种投入要素—单位货币所增加的产值相等。
企业在使用生产资源时，如能使每种投入要素的边际收入等于其价格，就能保证投入要素的组合达到最佳资源利用的总水平最佳，生产者可以根据市场的需求状况、生产要素的价格、生产技术条件和资本等情况，沿扩展线扩大或缩小生产，实现生产要素的最优组合。 规模经济是指生产者采用一定的生产规模而能获得经济上的利益。因此，规模经济也就是指因生产规模变动而引起的收益的变动。
因此，生产规模的扩大应力求实现适度规模，以使收益达到最大。确定适度规模需要考虑行业技术特点、市场条件、自然资源、经济发展水平等各种因素。
5、试解释相关成本、机会成本、固定成本、可变成本、短期成本、长期成本的概念。为什么边际收益等于边际成本被称为最大利润原则？
答：（一）1 相关成本：在具体应用场合下应该使用的成本数字叫做相关成本。
2 机会成本：是指把一定的资源在用于生产某种产品时所放弃的生产另一种产品的产量的价值，或者说，机会成本是在若干备选方案中选定某一方案而放弃另一方案所丧失的潜在收益。
3 固定成本：是指不受产量变化影响的成本。它包括租用厂房和设备的租金、贷款的利息、折旧费、财产税、管理人员工资及劳保福利等。但长期来看，却不存在任何固定成本。
4 变动成本：恰与固定成本相反，它随着产量的变化而变化。它包括原材料和燃料费用、生产工人的工资、水电费、销货佣金等费用。在我国，又称为直接费用。
5 短期成本： 短期是指这样一个时期，企业在这段时间内不能调整生产要素，因此，短期成本可以分为固定成本和可变成本。
6 长期成本：在长期的时间内，生产者可以调整生产要素，即生产要素都是可以变动的。因此，长期成本中没有固定成本。长期成本可分为长期总成本（LTC）、长期平均成本（LAC）和长期边际成本（LMC）。
（二）若生产者的供给曲线为P=P(Q)，则生产者的总收益TR、边际收益MR、总成本TC、边际成本MC和利润π均是产量Q的函数：π=TR-TC
厂商获得最大利润的必要条件是dπ/dQ=dTR/dQ-dTC/dQ=MR-MC=0，得MR=MC。 厂商获得最大利润的充分条件是d2π/dQ2<0，即d2TR/dQ2<d2TC/dQ2或dMR/dQ<dMC/dQ 当MR=MC时，总收入和总成本这两个函数曲线之间的距离在它们的斜率相同的地方最大。
A或B两种设备进行生产，试决策选用哪种设备。 答：选用A设备时成本：28000+2000*11=50000
选用B设备时成本：18000+2000*15=48000
所以选用B设备。
7、市场结构有哪几种类型？它们有哪些共同的和独自的特点？形成的条件是什么？各自的经济效率如何？
答：（一）市场结构可以划范围四类：完全竞争市场、完全垄断市场、垄断竞争市场和寡头垄断市场。
（二）共同特点是都是有市场买家所表现的行为做界定。
完全竞争市场的特点是产品无差异，各企业面临的是一条水平需求曲线。
完全垄断市场的特点是市场上只有一家企业的假定。
垄断竞争市场的特点是既存在着有限度的垄断，也存在着不完全的竞争。
寡头垄断市场的特点是只有少数几家企业控制着行业的大部分供给，单个企业凭借自身的规模而拥有市场支配力，由于曲折的需求曲线，市场价格趋于稳定。
（三）完全竞争市场条件：（1）有极大数量的卖者和买者参与该商品市场，单一企业的生产量占供给总量的比例和单个用户的需求占需求总量的比例都很小，因此任何一个买者或卖者都不能打破这种规律。
（2）市场上销售的商品为标准化商品，是同质的，无差别的买者对于特定的卖者并无特别
（3）卖者和买者自由进出市场，各种生产资源可以完全自由流通。
（4）生产者和消费只对市场充分了解。
完全垄断市场的条件：（1）买者众多，卖者只有一家企业。
（2）由于经济上和政治上的各种条件的限制，新的企业进入该商品的生产领域的门被完全封锁。
（3）没有代替品或者说买者不能够买到代替品。
垄断竞争市场的条件：同一产品类别内的企业数量很多，相互之间存在着竞争。单个企业的产量决策不考虑对其他企业的影响。
不同企业生产的同类型产品之间在性能、价格方面有明显的差别，或者在质量、包装、形状、商标，以及厂商地址、服务态度等方面存在着差别。垄断就是因为产品有差别形成的。 企业可自由进入或退出市场的生产领域。
买者和卖者都能得到完全的商品信息。
寡头垄断市场的条件：只有几家大企业提供行业的大部分产品，这几家企业在该行业的总产量中各占较大的份额，可以在很大程度上影响市场价格，因而一家企业的供给行为对其他企业的收益乃至供给产生影响。
（四）完全竞争市场效率最高，完全垄断市场效率最低，垄断竞争市场效率低于完全竞争市场高于完全垄断市场，寡头垄断市场效率低于垄断竞争市场高于完全垄断市场。
8、市场结构的各种类型的需求区现有什么特点?企业如何选择产量？为什么寡头价格一旦形成不会轻易改变？
答：（一）完全竞争市场的需求曲线是一条水平需求曲线；完全垄断市场的需求求曲线是向下倾斜且比较陡峭的需求曲线；垄断竞争市场的需求曲线是向下倾斜的需求曲线；寡头垄断市场的需求曲线是一条曲折的需求曲线。
（二）在完全竞争市场中企业的经济决策问题，是按照目前市场上的既定价格去决定能获得最大利润的产量水平；在完全垄断市场中企业总是根据已知的供给与需求情况，在高价格少销、低价多销之间进行选择，以便取得最大限度的利润；在垄断竞争市场中企业选择产量时所遵循的原则任然是边际效益等于边际成本；在寡头垄断市场中，为追求最大利润，寡头垄断企业同样选择在边际成本等于边际效益的水平上进行生产。
（三）在寡头垄断条件下，一个企业如果不考虑其他企业的反应而独自降价，必定会招致竞争对手的报复，不仅不能使自己的产品的销量有一个巨大的增长，反而只是发动了一场价格战。其结果是行业的总利润减少，本企业蒙受损失。这样，追逐更大利润的动机使得寡头企业由竞争转向相互勾结，达成某种形式的协议形成垄断价格，以便从消费者身上攫取最大利润。
9、不同管理体制下的电力经营模式有哪几种类型？各自有什么特点？你认为我国电力市场的发展方向以采取哪种模式为宜？
答：（一）1、垄断模式；2、发电竞争模式；3、电力运转（输电网开放）模式；4、配电网开放模式。
（二）1、垄断模式的特点：集发电、输电、配电为一体，将国家的电力供应的全部或绝大部分由国家电力部或国家电力公司垄断经营，消费者为广大的电力用户，是典型的垄断市场。
2、发电竞争模式：在输配电系统中实行垄断经营，允许在垄断经营的电力企业之外存在独立发电企业（IPP），由垄断企业对IPP生产的电力实行买断，然后独家将电力卖给广大
3、电力运转：将发电、输电和配电相互分离，各发电厂成为独立的企业，并且都要根据公平竞争的规则竞价上网，而且允许大的电力用户直接从发电企业购买低价的电力，通过统一电网或互联网予以运转。
4、配电网开放模式：
（1）发电、输电、配电企业相互分离，各自成为独立的经验实体，三者之间的关系为电力买卖关系。发电企业挂牌经营，电力广大用户和零售用户除可以向配电商购电外，还可以向网内的发电企业直接购电。本网的用户也可以通过输电商购互联网上的电。实现生产者的竞价上网的消费者对电力商品有差异的购买。（2）按市场供需均衡原理，在一定程度上让市场调节决定电价，但考虑电力生产的特点，同时实行合约定价。
（3）对原来的国家垄断电力企业实行分割和股份制改造，组成具有相当规模的多个独立的经济法人。
（4）在发展市场调节功能的同时强化国家监管，但监管范围逐步缩小，特别是最大限度地缩小电价的管制。
以上我们所搜集的四种电力经营模式可以简单归纳如下：
（1） 垄断模式：发电、输电、配电统一垄断经营；
（2） 发电竞争模式：发电分离，竞价上网，输电、配电垄断经营；
（3） 转运（输电网开放）模式：发电竞争，输电开放，配电垄断经营，大用户获选择权，也称批发市场；
（4） 配电网开放模式：发电竞争，输电和配电开放，大小用户均获选择权，也称零售市场。
（三）应采取配电网开放模式
第三章
1、发电市场的定价原则怎样？此对资源的有效利用和电力系统的安全、稳定运行有什么利弊？
答：（一）按时段电网预测用电负荷需要，对发电机组按“报价低的先上网”的原则，确定发电厂的开机程序和当时的市场价格，市场价格按当时段排序最后一台机组的上网报价作为当时段市场价。
（二）对资源的利用不是太高，但是对电力系统的安全、稳定运行有很好的作用。
2、如何计算电网损失系数？电网辅助服务费由哪些项目组成？
（一）电网损失系数包括输电损失系数和配电损失系数。
输电损失系数是用来描述从输电网受端到参考节点间电力加权平均边际损失系数。 配电损失系数也是一个预先确定的数，用来描述配电系统与输电网的连接点及最终用户间的平均电力损失。
（二）电网辅助服务费用于：1、发电厂的频率偏差调整和控制；2、发电厂的自动发电控制（AGC）；3、发电厂额外增发无功容量；4、发电厂提高自启动能力等措施的补偿。电网辅助费由发电商和配电商双方按确定的比例数收交，然后全部分配补偿为电网提供上述辅助服务的电厂。
1.电力产品从广义上讲包括以下三个层次：
（一）电力产品的核心：是指消费者或客户的利益与服务所在，是客户真正要购买的东西。
（二）电力产品的形式：包括产品的品种，花色，款式，规格，信誉与声望等。
（三）电力产品的附加利益：是指产品的全部附加服务和利益，是消费者或客户所需求的产品延伸部分与更广泛的服务质量。
2.国家五个电能质量系列标准：
《供电电压允许偏差》《电压允许波动和闪边》《公用电网谐波》
《三相电压允许不平衡度》《电力系统频率允许偏差》
3.衡量供电电压质量的指标：电压偏差，电压变化摆幅，电压摇摆剂量
4.供电可靠性的计算公式：R=(1—T/8760)*100% T：一年中系统对客户的停运小时数
5.供电服务的内容：业务扩充，日常营业工作，电能计量，电费管理
业务扩充; 受理用电申请，确定供电方案，业务扩充工程，签订供用电合同，
装表接电，建立用电资料档案【电力市场】
6.影响电价的因素： 电价=电力成本+利润+税金
电力供需矛盾的影响，电力竞争因素，能源条件，经济发展，国家法规政策
7.制定电价的原则：合理补偿成本，合理确定收益，依法计入税金，公平负担、等价交换的...
8.电价的种类：生产流通环节：上网电价、输电电价、销售电价
按用电性质：居民生活用电、非居民生活用电、商业用电、
非工业及普通工业用电、大工业、农业生产、贫困县农业排灌用电电价 合并后：居民生活、大工业、农业生产、贫困县农业排灌、一般工商业及其他用电五大类
9.峰谷分时电价策略：（含义）指依据日负荷的变化，将每天24小时分为低谷时段、高峰时段和正常时段，对低谷时段用户给以价格上的优惠，鼓励用电，对于高峰时段用电的客户，基本电价还是电能电价都高于正常时段，从而起到限制高峰时段需求的作用。（目的） 划分：根据日负荷特点进行划分。为保证合理性，将每天24小时分为高峰、正常、低谷。 每个时段8小时，一般高峰在上午和晚上，低估在后半夜。
10.两部制电价：（含义）指将电价分为电能电价和基本电价两部分。其中电能电价与电量有关，代表电量成本；基本电价与容量有关，代表容量成本，分别对客户按电能电价和基本电价收取电费，以达到提高负荷利用率，合理负担电能使用费用的目的。（目的）
优点：有利于电力客户提高设备利用率，减少不必要的设备容量。
有利于电力企业降低电能损耗，提高负荷利用率。
有利于合理负担电能使用费用，保证电力企业的合理收入。
电力市场与电力经济讲义
甘德强
浙江大学
二OO四年四月十五日
电力市场与电力经济
当前我国正在积极进行电力市场开发。在世界上一些国家，特别是发达国家，电力市场运行已经多年并正在逐步深化完善。电力市场因而成为近年来电力行业最热门的话题之一。同时，电力市场理论也成为高级电力工程师希望具备的知识。
近年来电力市场有关理论的发展特别迅速。有关的基本概念，运行经验，市场规则见诸可能上千篇的论文和报告。专著也有多本出版。英国于2001年实现了双边交易市场，美国于2002年3月提出了所谓“标准市场设计”。我国东北和华东区域电力市场也将于2004年正式启动。为此，有必要编写一本系统反映电力市场基本理论和重要进展的讲义。此外，电力市场的建立与发展与微观经济分析是密切相关的。很多关键的决策问题都需要经济学知识。例如要不要市场化主要与电力生产规模效益程度有关，怎样拆分一个垄断国营企业为若干独立核算的企业以便建立竞争机制与博弈分析有关。因此我们在讲义中适当的补充介绍微观经济分析原理。
本书更像一个“地道”的讲义，而非专著。因此，在选材的时候，我们吸收国外教科书的优点，力求突出问题的物理和数学实质，删除繁琐的细节。尽力做到删繁就简，便于自学。这也是讲义的特点之一。实际上，一旦掌握基本知识，读者可以在工作的时候自如的处理细节问题。另外，我们还尽可能的指出解决问题的一般步骤（如优化建模的步骤），引导读者学习实际工作和研究问题的能力。
本书讲述市场运行的基本概念包括市场结构和经济分析，侧重于介绍已经实际运行的市场结构，特别是联营型电力市场的市场结构。书中也讲述部分技术支持系统的知识。这部分内容主要取自作者的研究成果。
讲义的主要内容是为大学电机系高年级学生和一年级研究生编写的。我们假定读者已经掌握基础课程包括微积分，线性代数。因为关心电力市场理论的读者可能会有各种各样的专业背景，所以我们在编写讲义时，简要介绍了一些电力系统的基本知识。这样，即使没有学习过电路和电力系统分析的读者也基本能够阅读讲义。对于某些涉及较多细节的章节，我们都一一指出，以便于不同类型读者阅读。本书的另外一个特点是提供了MATLAB程序，便于学生练习和验证新的设想。这样做的另外一个目的是引导读者学习MATLAB，为读者掌握MATLAB这个科学研究的优秀语言奠定基础。
在讲义中，我们首先简要介绍电力系统运行方式在过去的一个多世纪以来的变迁历史，随后在第二章介绍电力系统运行的基本知识，包括安全经济调度，潮流计算，AGC和备用计划，以及机组起停计划。在介绍这些基本概念的时候，我们同时介绍优化的基本原理如KTT条件。我们的侧重点是优化原理而非优化算法。当一个学生具备这些知识后，很容易理解电力市场的理论。
第三章介绍几种常见的有功市场运行方式，包括统一电价模型，节点电价模型，差价合同模型，多结算系统模型和双边交易模型。这些模型都在实际市场，比如美国东北市场和浙江电力市场，得到广泛应用。
第四章介绍辅助服务市场的基本概念。这一章的知识相对来说，还没有发展成熟。对于有些不希望知道辅助服务市场细节的读者，跳过这一章也能够继续阅读后续内容。本章的特色是，强调辅助服务和能量市场的紧密关系，从联合优化的角度介绍调度和定价的各种严格数学推导和启发式方法（如序列优化）。
第五章介绍公共费用分摊，特别是与输电系统有关的费用分摊。本章的重点是基于公理的分摊输电投资费用的方法。另外这一章还要介绍在北美广泛使用的输电权投招标。这一章的知识也在快速发展之中，但我们认为是电力市场理论不可缺少的部分，所以希望对电力市场理论有兴趣的读者能够了解。
第六章经济分析是讲义的另一个重点部分。经济分析是电力市场高层次决策（如市场结构设计）的基础。我国开展市场经济较晚，相应的对经济分析的投入也较少。因此，电力市场经济分析就尤其需要得到更多重视。这一章我们将介绍博弈论的基本概念规范博弈以及纳什均衡，微观经济学的基本概念包括需求函数，生产函数和市场博弈分析。在这一章的最后我们介绍电力市场经济分析的几种模型。这一章的知识也在快速的发展。有兴趣的读者还应当进一步阅读有关文献。
读者在阅读完第1，2，3章后可以直接阅读讲义的第4，5，6章中任何一章，因为这些章节相对独立。下图显示讲义各个章节的联系。
图 讲义中各个章节的逻辑关系
电力市场这个课题涉及很多学科，自身的内容也没有比较通用流行的分类。下面是讲义中我们对电力市场理论进行的分类（讲义也是这样安排的）：
- 技术支持系统：包括调度计算的数学模型和计算方法，各种负荷预测，各种备用的需求计算，以及相关的软件
设计等等。这方面的内容和传统的电力系统能量管理系统理论并没有实质上的区别。
- 市场设计：包括有功和辅助服务调度模型的设计，交易结算机制，公共费用分摊方法，市场垄断力的管制方法
等等。我们认为这方面的内容是电力市场理论的核心。
- 市场分析：包括市场各方行为分析，社会效益分析，市场运行计量经济分析，市场力计算，电价预测等等。这
些内容也是电力市场的重要课题。
在编著这本教材的过程中我们得到了选修浙江大学《电力市场与电力经济》课程的研究生和本科生同学们的支持与帮助。他们积极参与了课程讨论和实验，阅读了讲义内容，对讲义的结构提出了意见并纠正了讲义中的部分错误。讲义中部分研究成果取自浙江大学电机系博士研究生胡朝阳，赵学顺和许婧的“杰作”。研究生于洋帮助编写了电价预测有关内容。此外，讲义中的一些观点和内容也是与美国康乃尔大学电气学院R J Thomas教授，高级研究员R Zimmerman博士，美国ISO New England Inc技术部主任E Litvinov博士的贡献分不开的。在此表示感谢。最后也是最重要的，感谢导师西安交通大学王锡凡教授引导笔者走上科学研究的道路！
讲义的目的是传播知识，表达的意见只有学术意义，当中的错误应当作者负责。希望热心读者批评指正。作者的地址是dgan@zju.edu.cn，0571－87951831，通信地址为浙江大学电气工程学院，浙江杭州，邮编310027。
电力市场与电力经济讲义
1. 绪论Equation Chapter 1 Section 1 ................................................................................................................. 6
1．1 微观经济学基础 ........................................................................................................................................ 6
1．2 电力生产的历史 ...................................................................................................................................... 12
参考文献 ............................................................................................................................................................ 15
2．电力系统运行基础 ................................................................................................ 16
2．1 经济调度 .................................................................................................................................................. 16
2．2 潮流计算 .................................................................................................................................................. 17
2．3 事故潮流分析 .......................................................................................................................................... 24
2．4 约束优化基础 .......................................................................................................................................... 25
2．5 安全经济调度 .......................................................................................................................................... 29
2．6 频率控制 .................................................................................................................................................. 33
2．7 旋转备用 .................................................................................................................................................. 38
2．8 机组起停计划 .......................................................................................................................................... 39
2．9 输电界面输电能力计算 .......................................................................................................................... 41
2．10 电力系统运行概述 ................................................................................................................................ 51
附录－确定辅助服务需求 ................................................................................................................................ 52
附录－非线性规划约束正则条件** ................................................................................................................. 56
参考文献 ............................................................................................................................................................ 58
3．市场设计－实时有功市场 .................................................................................... 59
3．1 机构设置 .................................................................................................................................................. 59
3．2 统一电价模式 .......................................................................................................................................... 61
3．3 节点电价模式 .......................................................................................................................................... 67
3．4 配电侧竞标原理 ...................................................................................................................................... 74
3．5 日前市场 .................................................................................................................................................. 76
3．6 事后节点电价** ...................................................................................................................................... 80
3．7 网损考虑** .............................................................................................................................................. 84
3．8 英国双边交易模式 .................................................................................................................................. 87
3．9 加州电力市场 .......................................................................................................................................... 95
附录－区域电力市场的讨论 ............................................................................................................................ 98
附录－多段报价机组的处理 ............................................................................................................................ 99 参考文献 .......................................................................................................................................................... 102
4．市场设计－辅助服务管理 .................................................................................. 103
4．1 备用市场 ................................................................................................................................................ 103
4．2 AGC市场 ................................................................................................................................................ 107
4．3 有功、备用和AGC联合运行市场 ...................................................................................................... 109
4．4 AGC服务非竞价管理 ............................................................................................................................. 112
4．4 无功管理 ................................................................................................................................................. 113 附录－澳大利亚国家电力市场........................................................................................................................ 117 参考文献 ........................................................................................................................................................... 118
5．市场设计－公共费用分摊 ................................................................................... 119
本文来源：http://www.gbppp.com/jd/430992/
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