PJM 電力市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施及對(duì)南方區(qū)域的建議

王子強(qiáng)，李豹，杜哲宇，季天瑤，黃佳璽，龍志豪，荊朝霞

（1.中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣州510663；2.華南理工大學(xué)電力學(xué)院，廣州510641）

0 引言

隨著南方區(qū)域電力市場(chǎng)化改革穩(wěn)步推進(jìn)，逐步改變了以往計(jì)劃方式下的電網(wǎng)運(yùn)行模式，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響。尤其是廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)投運(yùn)以來(lái)，電網(wǎng)運(yùn)行方式更加復(fù)雜多變、不確定性大幅增加，實(shí)際運(yùn)行中電網(wǎng)壓極限運(yùn)行概率明顯增加，電網(wǎng)安全運(yùn)行裕度降低，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)管控，包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制等均帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)［1］。

自從各國(guó)開(kāi)展電力市場(chǎng)化運(yùn)作以來(lái)，電力市場(chǎng)運(yùn)行的不同階段會(huì)產(chǎn)生不同種類(lèi)的風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)術(shù)界針對(duì)不同種類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)的管控機(jī)制已經(jīng)開(kāi)展了多角度的研究和探索。文獻(xiàn)［2-3］概述了電力市場(chǎng)交易引發(fā)的外部風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為發(fā)電企業(yè)應(yīng)通過(guò)自己的合理報(bào)價(jià)行為，采取最為有利的市場(chǎng)博弈策略進(jìn)行發(fā)電交易報(bào)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種交易風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。文獻(xiàn)［4-5］針對(duì)電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，提出了不同的信號(hào)處理預(yù)測(cè)電價(jià)方法，用以評(píng)估市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)并調(diào)整金融衍生品頭寸。文獻(xiàn)［6］主要介紹確定性方法、概率方法和風(fēng)險(xiǎn)方法的穩(wěn)定性分析的3 種方法，綜述了風(fēng)險(xiǎn)管理在電力系統(tǒng)和電力市場(chǎng)中的應(yīng)用，提出了一種基于風(fēng)險(xiǎn)的電力市場(chǎng)穩(wěn)定性定量研究方法。文獻(xiàn)［7］認(rèn)為電力市場(chǎng)穩(wěn)定問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理問(wèn)題，基于風(fēng)險(xiǎn)的電力市場(chǎng)穩(wěn)定性定量分析方法可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)之間的最佳平衡。文獻(xiàn)［8］對(duì)PJM（Pennsylvania-New Jersey-Maryland）和Nord Pool 的各種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖金融工具，如輸電權(quán)、期貨、遠(yuǎn)期和差價(jià)合約進(jìn)行了研究。這些風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制可以進(jìn)一步用于不同市場(chǎng)環(huán)境下的擁擠收益分配、投機(jī)或套利。文獻(xiàn)［9］引入了多時(shí)段風(fēng)險(xiǎn)控制框架，以展示監(jiān)管者用來(lái)降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的方案，包括事前、實(shí)時(shí)和事后方法，并且總結(jié)了市場(chǎng)參與者使用的各種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖措施，包括簽署衍生合約和交易組合優(yōu)化。

以前的研究主要集中在針對(duì)電價(jià)波動(dòng)和穩(wěn)定性控制的風(fēng)險(xiǎn)管理措施，以及說(shuō)明不同的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖工具的使用。然而，市場(chǎng)監(jiān)管者和經(jīng)營(yíng)者更關(guān)注的是如何制定降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的方案，這在以往的研究中很少得到總結(jié)，更加缺乏系統(tǒng)性總結(jié)某一市場(chǎng)的措施。

所以，為了進(jìn)一步做好電力市場(chǎng)環(huán)境下的電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管控，本文通過(guò)梳理總結(jié)PJM 的風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制，探究隨著電力市場(chǎng)改革的深化如何更好地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全區(qū)可靠性。PJM 作為美國(guó)最大的互聯(lián)電力系統(tǒng)［10］，其市場(chǎng)建設(shè)已比較完備，當(dāng)前運(yùn)行的市場(chǎng)有電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)（備用市場(chǎng)和調(diào)頻市場(chǎng)）、中長(zhǎng)期容量市場(chǎng)、及中長(zhǎng)期金融輸電權(quán)拍賣(mài)市場(chǎng)等［11］。

盡管PJM 的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和運(yùn)行良好，但是同其他電力系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)運(yùn)行總是存在不確定性。不確定性來(lái)自每個(gè)系統(tǒng)組成部分，由于天氣、特殊事件、服務(wù)中斷、環(huán)流等不確定因素對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)成各種風(fēng)險(xiǎn)，電力系統(tǒng)故障的后果影響經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和安全等多個(gè)方面。電力市場(chǎng)環(huán)境下面臨的運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)包括外部風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)，其中外部風(fēng)險(xiǎn)又包括自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)主要包括：電力物理系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)支持風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)主體風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、交易機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、調(diào)度機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、信用風(fēng)險(xiǎn)、合同風(fēng)險(xiǎn)。因此，PJM 在系統(tǒng)運(yùn)行和市場(chǎng)運(yùn)行方面采取了多種措施來(lái)管理和減少風(fēng)險(xiǎn)，以確保在任何一個(gè)部件出現(xiàn)故障后，輸電系統(tǒng)的狀況維持在可接受的水平［12］。

針對(duì)PJM 市場(chǎng)，風(fēng)險(xiǎn)管控可以從兩個(gè)維度去分析，一是電力系統(tǒng)物理運(yùn)行措施，這些措施能夠直接減少系統(tǒng)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)，其核心是系統(tǒng)可靠協(xié)調(diào)，以保證整個(gè)大容量電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠；二是基于電力市場(chǎng)的方法，通過(guò)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)影響市場(chǎng)參與者的決策行為，進(jìn)而間接提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。本文將從電力系統(tǒng)物理運(yùn)行和電力市場(chǎng)兩個(gè)方面分析PJM 的風(fēng)險(xiǎn)管控措施，并與南方電網(wǎng)措施相對(duì)比，總結(jié)對(duì)南方電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控體系建設(shè)的一些建議。

1 電力系統(tǒng)物理運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控策略

PJM 的系統(tǒng)運(yùn)行要符合區(qū)域可靠性標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)運(yùn)行的基本目標(biāo)是確保大型電力系統(tǒng)能夠在預(yù)期的正常和應(yīng)急情況下可靠運(yùn)行。這種經(jīng)營(yíng)理念貫穿于系統(tǒng)運(yùn)作的各個(gè)方面，也體現(xiàn)在市場(chǎng)運(yùn)作中。

本文將從事前、事后兩方面分析PJM 物理運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控策略。

1） 在風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生前PJM 通過(guò)長(zhǎng)期、短期和實(shí)時(shí)的措施對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控。其中最重要的是短期和實(shí)時(shí)的措施，包含系統(tǒng)可靠性協(xié)調(diào)和資源充足性分析，前者保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，后者保障發(fā)電的充裕性；

2） 在風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生后PJM 通過(guò)緊急中斷程序和系統(tǒng)恢復(fù)程序?qū)Πl(fā)生的事故進(jìn)行處理。

PJM 物理運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控策略的各部分措施如表1所示。

表1 PJM物理運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控措施Tab.1 PJM physical operation risk management and control measures

1.1 事前措施

按照實(shí)施操作考慮的時(shí)間跨度區(qū)分，PJM 的事前風(fēng)險(xiǎn)管控措施可以分為長(zhǎng)期、短期和實(shí)時(shí)，現(xiàn)對(duì)每部分進(jìn)行說(shuō)明。

1.1.1 長(zhǎng)期性措施

PJM 風(fēng)險(xiǎn)管控的長(zhǎng)期性措施主要是針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)兩方面。針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方面進(jìn)行季節(jié)性運(yùn)營(yíng)研究，在電力系統(tǒng)維護(hù)方面通過(guò)停電協(xié)調(diào)保證電力系統(tǒng)設(shè)施維護(hù)的能夠正常、安全地實(shí)施。

1）季節(jié)性運(yùn)營(yíng)研究

PJM 運(yùn)營(yíng)評(píng)估工作組負(fù)責(zé)進(jìn)行季節(jié)性運(yùn)營(yíng)研究（每年兩次：夏季和冬季）。該研究評(píng)估了在即將到來(lái)的旺季期間的PJM 電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，確定PJM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)可靠運(yùn)行的能力。研究結(jié)果是基于假設(shè)的系統(tǒng)條件，跨區(qū)域研究和評(píng)估是有關(guān)即將到來(lái)的旺季預(yù)測(cè)條件的重要信息來(lái)源。此類(lèi)研究的結(jié)果分發(fā)給PJM 操作人員，以確保他們從所有此類(lèi)分析中受益。

2）停電協(xié)調(diào)

停電協(xié)調(diào)分為發(fā)電中斷和傳輸中斷兩種情況，當(dāng)發(fā)電所有者和輸電所有者對(duì)設(shè)施進(jìn)行檢修和維護(hù)時(shí)，必須在停電開(kāi)始日期之前在電力調(diào)度員應(yīng)用和報(bào)告工具（electronic dispatcher application and reporting tool，eDART）中針對(duì)所有停電向PJM 提交/傳達(dá)停電請(qǐng)求。PJM 員工需要分析提交的中斷申請(qǐng)，以確保中斷不違反PJM 可靠性標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)規(guī)則，各方會(huì)為分析人員提供系統(tǒng)研究所需的所有相關(guān)信息，例如關(guān)鍵設(shè)施狀態(tài)、負(fù)荷、發(fā)電量、運(yùn)行儲(chǔ)備預(yù)測(cè)［13］。

需要強(qiáng)調(diào)的是，PJM 不會(huì)安排停電計(jì)劃，只會(huì)接收/拒絕停電請(qǐng)求，且只有在停電計(jì)劃違反可靠性標(biāo)準(zhǔn)時(shí)拒絕中斷請(qǐng)求。計(jì)劃和維護(hù)發(fā)電中斷請(qǐng)求通常由PJM 通過(guò)它們向eDART 提交的順序來(lái)確定優(yōu)先級(jí)，越早提交優(yōu)先級(jí)越高［14］。

以傳輸中斷為例，當(dāng)請(qǐng)求被提出后PJM 處理中斷請(qǐng)求流程如圖1所示。

圖1 傳輸中斷請(qǐng)求流程Fig.1 Request flow for transmission interruption

1.1.2 短期和實(shí)時(shí)性措施

這是PJM 風(fēng)險(xiǎn)管控體系最重要的兩個(gè)部分。通過(guò)可靠性協(xié)調(diào)措施確保其可靠性協(xié)調(diào)區(qū)內(nèi)可靠地運(yùn)行大容量電力系統(tǒng)以及所負(fù)責(zé)的部分低壓設(shè)施；在資源充足性分析中通過(guò)對(duì)發(fā)電、輸電和負(fù)載三方面的計(jì)算分析來(lái)確保發(fā)電的充裕度。

1）可靠性協(xié)調(diào)

系統(tǒng)可靠性協(xié)調(diào)最主要的部分是PJM 對(duì)其區(qū)域進(jìn)行當(dāng)日和次日可靠性分析，以確保大容量電力系統(tǒng)能在正常和緊急狀態(tài)下運(yùn)行［15］。

每日PJM 都會(huì)利用停電計(jì)劃、預(yù)測(cè)負(fù)荷、發(fā)電承諾和調(diào)度以及預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)交換進(jìn)行次日安全分析，包括關(guān)鍵接口的應(yīng)急分析和電壓穩(wěn)定性分析。這些分析模擬當(dāng)天的峰值條件，并利用第一次應(yīng)急（N-1）分析進(jìn)行。結(jié)果和緩解措施記錄在次日安全分析報(bào)告中，并分發(fā)給PJM 員工和相鄰的可靠性協(xié)調(diào)員。針對(duì)第二天在安全分析中的潛在違規(guī)行為制定緩解計(jì)劃，緩解的形式包括啟動(dòng)額外的發(fā)電機(jī)組、系統(tǒng)重新配置、發(fā)電重新調(diào)度、啟動(dòng)傳輸負(fù)荷減載流程。

在當(dāng)日可靠性分析中PJM 采用實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)分析工具來(lái)檢測(cè)可靠協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)任何潛在的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，采用包括狀態(tài)估計(jì)器和應(yīng)急分析、狀態(tài)和模擬報(bào)警、墻板式PJM 傳輸系統(tǒng)概覽、傳輸系統(tǒng)線路圖、調(diào)度交互式地圖應(yīng)用程序、傳輸限制計(jì)算器、電壓穩(wěn)定性分析、瞬態(tài)穩(wěn)定性分析、交易時(shí)間表、安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度、調(diào)度員管理工具、智能事件處理器等各種針對(duì)不同環(huán)節(jié)的具體分析工具整體性系統(tǒng)檢測(cè)電網(wǎng)各參數(shù)，從而實(shí)時(shí)識(shí)別可靠協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)任何潛在的不滿足安全性的違規(guī)行為。

2）資源充足性分析

PJM 內(nèi)電力服務(wù)的可靠供應(yīng)取決于充足和安全的發(fā)電和輸電設(shè)施［16］。具體而言，確定所需的發(fā)電：（1）提供電能以滿足客戶負(fù)載，尤其是在高峰需求時(shí)期，例如熱浪或寒流。（2）確保發(fā)電系統(tǒng)的可靠性達(dá)到可接受的水平。

PJM 的可靠性保證協(xié)議中定義了有關(guān)PJM 資源充足性的一般要求和義務(wù)。PJM 負(fù)責(zé)執(zhí)行研究，以計(jì)算滿足定義的可靠性標(biāo)準(zhǔn)的資源容量。該計(jì)算過(guò)程由資源充足性分析小組委員會(huì)審查，主要進(jìn)行以下3種分析。

（1） 裝機(jī)容量備用裕度和可靠性分析：通過(guò)考慮天氣和預(yù)報(bào)不確定性造成的負(fù)荷變化以及機(jī)組停運(yùn)等因素，在預(yù)測(cè)高峰負(fù)荷以上預(yù)留容量以滿足負(fù)荷需求。

（2） 負(fù)載交付能力分析：對(duì)在不同傳輸限制下向不同目標(biāo)的負(fù)載交付能力進(jìn)行分析測(cè)試，以確保所需的容量資源可交付給負(fù)載。

（3） 有效承載能力分析：確保在負(fù)載不確定性和資源性能不確定性下資源認(rèn)可的投資組合能夠正常運(yùn)行。

資源充足性分析會(huì)與容量市場(chǎng)機(jī)制相配合，確保在長(zhǎng)周期下系統(tǒng)容量的充裕度。但更多是在日前和實(shí)時(shí)市場(chǎng)中運(yùn)用，PJM 為了將現(xiàn)貨市場(chǎng)與實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)合起來(lái)，在現(xiàn)貨市場(chǎng)出清后進(jìn)行資源充足性分析，以確定是否需要增加任何發(fā)電機(jī)組以提供足夠的能力來(lái)滿足預(yù)測(cè)的負(fù)荷和運(yùn)行準(zhǔn)備。

1.2 事后措施

1.2.1 緊急中斷程序

對(duì)于每種緊急情況PJM 都會(huì)事先規(guī)定好遭遇緊急情況時(shí)各方的應(yīng)對(duì)措施，例如容量緊急情況、天氣/環(huán)境緊急情況、破壞/恐怖緊急情況等，緊急情況發(fā)生時(shí)會(huì)立即啟動(dòng)對(duì)應(yīng)程序以抑制情況進(jìn)一步惡化并逐步恢復(fù)正常運(yùn)行［17］。

由于緊急情況或威脅緊急情況、意外故障或其他無(wú)法控制的原因而導(dǎo)致計(jì)劃外（被迫）停電，即發(fā)電機(jī)組的全部或部分輸出或容量立即減少或停止服務(wù)，擁有或控制發(fā)電資源的成員應(yīng)：1）盡快將意外中斷通知PJM；2）通過(guò)eDART 提交計(jì)劃外停機(jī)故障單；3）在停電開(kāi)始后盡快向PJM 提供發(fā)電資源可用的預(yù)期日期和時(shí)間，并向PJM 提供中斷的原因［13］。

1.2.2 系統(tǒng)恢復(fù)程序

停電后的系統(tǒng)評(píng)估是確定整體系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間的關(guān)鍵第一步。雖然PJM 及其成員致力于盡快和安全地恢復(fù)互連的完整性，但有多種因素會(huì)影響系統(tǒng)恢復(fù)。在系統(tǒng)評(píng)估之后可以更準(zhǔn)確地估計(jì)大容量電力系統(tǒng)傳輸?shù)幕謴?fù)時(shí)間和客戶負(fù)載恢復(fù)情況（核裝置需要額外考慮）。

PJM 系統(tǒng)恢復(fù)計(jì)劃的最終目標(biāo)是盡快恢復(fù)互連的完整性。一般而言，PJM、輸電所有者和發(fā)電運(yùn)營(yíng)商采取以下步驟：1）執(zhí)行系統(tǒng)評(píng)估以確定中斷的程度；2）進(jìn)行黑啟動(dòng)；3）建立通往其他發(fā)電機(jī)組、核電站和關(guān)鍵天然氣設(shè)施的啟動(dòng)路徑；4）恢復(fù)至臨界負(fù)載；5）同步和互連島以形成更大的區(qū)域；6）連接到外部未中斷區(qū)域；7）恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)。

當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)干擾時(shí)，根據(jù)擾動(dòng)的程度和擾動(dòng)后的可用資源PJM 可能會(huì)實(shí)施“自上而下”、“自下而上”或同時(shí)采用“自上而下”和自下而上”的恢復(fù)策略來(lái)盡快恢復(fù)系統(tǒng)［18］。

2 基于電力市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管控策略

電力系統(tǒng)運(yùn)行與電力市場(chǎng)運(yùn)行是不可分離的。競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)是建立在物理電力系統(tǒng)之上的，可靠的系統(tǒng)運(yùn)行需要與經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)運(yùn)行相結(jié)合。

PJM 的市場(chǎng)建設(shè)是比較完善的，除了電能量市場(chǎng)外，還有著與電能量市場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化的以備用市場(chǎng)和調(diào)頻市場(chǎng)為代表的輔助服務(wù)市場(chǎng)，以及中長(zhǎng)期容量市場(chǎng)和輸電權(quán)市場(chǎng)。

PJM 在現(xiàn)貨市場(chǎng)中通過(guò)可靠性機(jī)組組合保證電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行的容量充裕度，通過(guò)輔助服務(wù)市場(chǎng)來(lái)對(duì)沖電能量市場(chǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；在中長(zhǎng)期市場(chǎng)中通過(guò)容量市場(chǎng)保障發(fā)電資源充足性，通過(guò)輸電權(quán)市場(chǎng)對(duì)沖阻塞風(fēng)險(xiǎn)從而引導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃和投資。

2.1 可靠性機(jī)組組合

可靠性機(jī)組組合（reliability unit commitment，RUC）是在日前市場(chǎng)出清的開(kāi)機(jī)方式基礎(chǔ)上再新增機(jī)組，為系統(tǒng)提供充裕的可用發(fā)電容量以滿足負(fù)荷預(yù)測(cè)與日前出清量之間的偏差，保障日前市場(chǎng)出清結(jié)果的可交割性和實(shí)時(shí)市場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)可靠性的市場(chǎng)工具［19］。

僅通過(guò)日前市場(chǎng)確定的開(kāi)機(jī)方式較難滿足負(fù)荷預(yù)測(cè)需求，主要原因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn)。

1）虛擬投標(biāo)：虛擬資源無(wú)實(shí)際發(fā)電能力和用電需求，但會(huì)在日前市場(chǎng)與物理資源同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，擠占物理發(fā)電資源的部分市場(chǎng)空間，由此造成日前市場(chǎng)開(kāi)機(jī)數(shù)量偏少無(wú)法滿足運(yùn)行日負(fù)荷需求。

2）申報(bào)需求偏離實(shí)際負(fù)荷：日前市場(chǎng)本質(zhì)上為遠(yuǎn)期市場(chǎng)，用戶基于對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)出清價(jià)格的預(yù)測(cè)選擇部分電量在實(shí)時(shí)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，造成日前需求報(bào)價(jià)難以接近實(shí)際負(fù)荷，最終導(dǎo)致日前市場(chǎng)開(kāi)機(jī)數(shù)量不足，部分時(shí)段需啟動(dòng)額外機(jī)組滿足負(fù)荷預(yù)測(cè)值與日前市場(chǎng)出清電量間的偏差。

PJM 日前市場(chǎng)采用日前電能量和RUC 可靠容量順次出清框架，RUC交易標(biāo)的為啟停服務(wù)。日前市場(chǎng)出清后，可靠性機(jī)組組合在日前市場(chǎng)出清結(jié)果基礎(chǔ)上，僅新開(kāi)機(jī)組以滿足系統(tǒng)的可用發(fā)電容量需要并將新開(kāi)機(jī)組的空載成本及啟停成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，如式（1）所示。

2.2 輔助服務(wù)市場(chǎng)

PJM 的輔助服務(wù)產(chǎn)品中只有調(diào)頻和備用進(jìn)行集中式市場(chǎng)化交易，在現(xiàn)貨市場(chǎng)框架下實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻、運(yùn)行備用輔助服務(wù)與電能量市場(chǎng)的聯(lián)合運(yùn)行優(yōu)化。

2.2.1 備用市場(chǎng)

備用代表在電力系統(tǒng)發(fā)生某些事情（例如大型發(fā)電機(jī)失聯(lián)）時(shí)“待命”準(zhǔn)備服務(wù)的發(fā)電能力。事件的嚴(yán)重程度決定了必須以多快的速度提取備用。PJM 提前一天安排備用，以確保預(yù)測(cè)的負(fù)荷差異和被迫的發(fā)電機(jī)中斷不會(huì)對(duì)PJM 輸電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。

運(yùn)行備用是指根據(jù)運(yùn)行計(jì)劃地保留的發(fā)電能力以及可調(diào)節(jié)的部分負(fù)荷容量，是在PJM 調(diào)度員的要求下可在30 min 內(nèi)獲得的出力或可切除的負(fù)荷容量。日前運(yùn)行備用市場(chǎng)是為了獲得30 min的備用資源而建立的市場(chǎng)，可調(diào)度的資源包括所有可以在30 min內(nèi)達(dá)到調(diào)度指定出力的發(fā)電和負(fù)荷側(cè)資源。

PJM 組織的運(yùn)行備用市場(chǎng)結(jié)構(gòu)上包括日前電能和計(jì)劃備用聯(lián)合優(yōu)化以及近實(shí)時(shí)分階段的電能、調(diào)頻、同步備用聯(lián)合優(yōu)化兩部分。日前市場(chǎng)具有電能市場(chǎng)、計(jì)劃備用市場(chǎng)，這兩個(gè)市場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化、同時(shí)出清。在小時(shí)前市場(chǎng)中組織了調(diào)頻市場(chǎng)和同步備用市場(chǎng)，分3個(gè)步驟與實(shí)時(shí)電能進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。

根據(jù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行備用的能源增量貢獻(xiàn)所需的時(shí)間，日前運(yùn)行備用分為一次（緊急）備用和二次備用［14］。

一次（緊急）備用的標(biāo)準(zhǔn)要求是備用要在10 min內(nèi)做出響應(yīng)，即在PJM 調(diào)度員發(fā)出請(qǐng)求后10 min內(nèi)，所調(diào)度的備用就完全轉(zhuǎn)換為能量或負(fù)載。根據(jù)提供備用能力的設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，即是否與系統(tǒng)電氣同步，一次（緊急）備用分為同步（旋轉(zhuǎn)）備用和非同步備用。同步（旋轉(zhuǎn)）備用指必須由與系統(tǒng)電氣同步的設(shè)備提供的在10 min內(nèi)響應(yīng)的備用資源?？梢酝瑫r(shí)參與日前運(yùn)行備用市場(chǎng)和同步備用市場(chǎng)。二次備用可以在PJM 調(diào)度員發(fā)出請(qǐng)求之后10～30 min 內(nèi)完全轉(zhuǎn)換為能量或負(fù)載，提供二次備用的資源不需要與系統(tǒng)電氣同步［20］。

2.2.2 調(diào)頻市場(chǎng)

PJM 采用雙向調(diào)頻服務(wù)，調(diào)頻需求分別為峰時(shí)需求和谷時(shí)需求，根據(jù)預(yù)測(cè)的峰荷和谷荷的0.7%來(lái)設(shè)置調(diào)頻需求，并將總的市場(chǎng)調(diào)頻需求按照一定方式分配給提供或購(gòu)買(mǎi)調(diào)頻服務(wù)的責(zé)任主體。

PJM 的調(diào)頻市場(chǎng)中的調(diào)頻產(chǎn)品可以分為傳統(tǒng)的、速度較慢的A信號(hào)（RegA）和新型快速響應(yīng)的D信號(hào)（RegD），兩者共同出清，總量滿足調(diào)頻容量需求。PJM 通過(guò)收益因子來(lái)控制RegD 調(diào)頻資源，使其所占比例大約占50%到60%。

PJM 調(diào)頻市場(chǎng)和能量市場(chǎng)是順次出清的，即調(diào)頻市場(chǎng)在能量市場(chǎng)出清完成后以能量市場(chǎng)決定的機(jī)組組合和能量?jī)r(jià)格作為輸入進(jìn)行調(diào)頻市場(chǎng)的出清［21］。出清流程如圖2所示。

圖2 PJM調(diào)頻市場(chǎng)的順次出清機(jī)制Fig.2 Sequential clearing mechanism in PJM regulation market

在日前對(duì)調(diào)頻資源進(jìn)行報(bào)價(jià)，申報(bào)容量?jī)r(jià)格、里程價(jià)格和調(diào)頻容量。PJM 隨后對(duì)報(bào)價(jià)使用收益因子（與該資源信號(hào)類(lèi)型相關(guān)）和歷史性能指標(biāo)進(jìn)行修正，并將里程報(bào)價(jià)按里程調(diào)用率折算到容量?jī)r(jià)格，形成修正容量?jī)r(jià)格和修正里程價(jià)格，如式（2）—（3）所示。

時(shí)前出清時(shí)，根據(jù)日前市場(chǎng)節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算各資源提供調(diào)頻的機(jī)會(huì)成本，然后加上里程和容量的修正價(jià)格，得到調(diào)頻資源的排序價(jià)格，如式（4）所示。

式中：pr為排序價(jià)格；pao為機(jī)會(huì)成本。

PJM 按照調(diào)頻資源申報(bào)價(jià)格高低匹配的出清方式滿足總的調(diào)頻容量需求。市場(chǎng)出清完成，同步確定調(diào)頻機(jī)組組合，即確定各調(diào)頻資源調(diào)頻容量的中標(biāo)量。

2.3 容量市場(chǎng)

2.3.1 資源充裕度評(píng)估

作為一個(gè)區(qū)域輸電組織，PJM 關(guān)注資源充裕度的目的是確定能夠提供預(yù)測(cè)負(fù)荷并滿足PJM 可靠性標(biāo)準(zhǔn)所需的容量資源量。PJM 每年都會(huì)對(duì)未來(lái)11a的資源充裕度進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估考慮了負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性、發(fā)電容量資源的強(qiáng)迫停運(yùn)以及計(jì)劃停運(yùn)和檢修停運(yùn)等因素。PJM 利用資源的裝機(jī)容量進(jìn)行研究。資源的可靠性取決于兩個(gè)變量：資源的裝機(jī)容量以及對(duì)因強(qiáng)迫停運(yùn)或強(qiáng)迫降額而導(dǎo)致資源不可用的概率的度量［22］。

2.3.2 可靠性定價(jià)模型

PJM 容量市場(chǎng)建立了可靠性定價(jià)模型，其特點(diǎn)在于：容量拍賣(mài)提前3 a 開(kāi)展；容量需求曲線為傾斜曲線；分區(qū)定價(jià)，考慮區(qū)域輸電約束；容量資源類(lèi)型豐富，允許規(guī)劃中資源參與競(jìng)爭(zhēng)，目前可靠性定價(jià)模型仍為PJM 的發(fā)電容量充裕度提供著有力的保障。

在可靠性定價(jià)模型下PJM 組織多輪容量拍賣(mài)采購(gòu)所需的容量，包括基礎(chǔ)拍賣(mài)、增量拍賣(mài)（最多三次）等，雙邊市場(chǎng)為發(fā)電投資者提供了彌補(bǔ)容量承諾短缺的機(jī)會(huì)，保證了容量的交付，也為負(fù)荷供應(yīng)實(shí)體提供了對(duì)沖區(qū)域可靠性費(fèi)用的機(jī)會(huì)。多輪容量拍賣(mài)保證了PJM 能夠在交付年前購(gòu)買(mǎi)到充足的容量滿足交付年系統(tǒng)容量充裕度需求。在可靠性定價(jià)模型中，若根據(jù)拍賣(mài)市場(chǎng)的出清函數(shù)來(lái)采購(gòu)供電，就能滿足對(duì)裝機(jī)容量?jī)?chǔ)備的需求。

2.4 輸電權(quán)市場(chǎng)

1998 年P(guān)JM 投運(yùn)了金融輸電權(quán)（financial transmission right，F(xiàn)TR）市場(chǎng)，其長(zhǎng)期呈現(xiàn)了較穩(wěn)定的運(yùn)行態(tài)勢(shì)。從PJM 關(guān)于開(kāi)展FTR 市場(chǎng)的手冊(cè)中，可以總結(jié)FTR 三大基本功能［23］：1）幫助市場(chǎng)參與者對(duì)沖因現(xiàn)貨頭寸與中長(zhǎng)期合約結(jié)算點(diǎn)不一致而承受的阻塞風(fēng)險(xiǎn)；2）為阻塞盈余的分配提供公平、透明、且具效率的機(jī)制；3）揭示市場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)未來(lái)阻塞狀況的預(yù)期和形成基于位置的中長(zhǎng)期價(jià)格信號(hào)，從而最終引導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃和電源投資。

為了更好地管理輸電權(quán)的分配和交易過(guò)程，PJM 引 入 了 拍 賣(mài) 收 益 權(quán)（auction revenue right，ARR）的概念。FTR 市場(chǎng)組織方式如圖3 所示，具體工作流程［24］為以下幾點(diǎn)。

圖3 金融輸電權(quán)市場(chǎng)組織方式Fig.3 Organization mode of FTR market

1） 準(zhǔn)備同時(shí)可行性測(cè)試模型。PJM 基于電網(wǎng)公司上報(bào)的電網(wǎng)拓?fù)浜蜋z修計(jì)劃，構(gòu)建應(yīng)用于ARR分配和FTR拍賣(mài)的同時(shí)可行性測(cè)試模型。

2） ARR 分配。用戶向PJM 提交定義了路徑、容量的ARR 申請(qǐng)，PJM 基于同時(shí)可行性測(cè)試模型進(jìn)行校核，通過(guò)的ARR 即有權(quán)分享其對(duì)應(yīng)的拍賣(mài)收益，ARR的目標(biāo)分配量依據(jù)每一輪年度拍賣(mài)中出售的責(zé)任型FTR的出清價(jià)格計(jì)算的，如式（5）所示。

式中：TARR為該輪拍賣(mài)是某用戶的目標(biāo)分配量；parr為某用戶持有的ARR的量；r為FTR拍賣(mài)的輪次。

3） FTR拍賣(mài)。PJM負(fù)責(zé)組織年度、月度集中拍賣(mài)以公開(kāi)發(fā)行FTR，并成為所有FTR 持有者的中央對(duì)手方。拍賣(mài)結(jié)束后，PJM 再將籌集的拍賣(mài)收入返還給ARR 所有者，后者實(shí)質(zhì)上以獲得拍賣(mài)收入的形式提前回收了未來(lái)的阻塞盈余。

4） FTR結(jié)算。PJM完成現(xiàn)貨市場(chǎng)出清后依據(jù)發(fā)布的LMP向各FTR持有者兌現(xiàn)阻塞收益。

3 PJM與南方電網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施的對(duì)比

從上文所述可以看出PJM，從物理系統(tǒng)到電力市場(chǎng)，從長(zhǎng)期到短期到實(shí)時(shí)，都有著完善的監(jiān)控體系。PJM 還在2020 年專(zhuān)門(mén)成立了風(fēng)險(xiǎn)管理委員會(huì)用來(lái)對(duì)PJM 物理系統(tǒng)和電力市場(chǎng)措施進(jìn)行每月的風(fēng)險(xiǎn)審查。

南方電網(wǎng)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管控體系建立在“風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)-風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-風(fēng)險(xiǎn)控制”的統(tǒng)一框架下。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)識(shí)別可能影響電網(wǎng)運(yùn)行安全的危害因素或預(yù)警信息；通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)對(duì)危害進(jìn)行系統(tǒng)和科學(xué)的分析；通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響程度；在風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)控制選擇最優(yōu)的調(diào)整方案，降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生幾率，降低事故結(jié)果影響［25］。

南方電網(wǎng)目前的風(fēng)險(xiǎn)管控措施只是針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程，而且主要是基于設(shè)備的短期預(yù)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)。與PJM 針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的全面的、涵蓋多時(shí)間尺度的立體的風(fēng)險(xiǎn)管控措施相比，還有許多需要補(bǔ)充完善的地方。PJM 與南方電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施的對(duì)比結(jié)果如表2所示。

表2 PJM風(fēng)險(xiǎn)管控措施與南方電網(wǎng)現(xiàn)有措施的對(duì)比Tab.2 Comparison of risk control measures between PJM and China Southern Power Grid

當(dāng)前南方區(qū)域并未組織RUC，為了保障系統(tǒng)的充裕度采用了按照預(yù)測(cè)出清、用戶申報(bào)結(jié)算的日前電能量市場(chǎng)，該方式雖然保障了系統(tǒng)的日內(nèi)充裕度卻也使得日前電能量?jī)r(jià)格嚴(yán)重失真同時(shí)產(chǎn)生發(fā)用電不平衡電費(fèi)?，F(xiàn)貨市場(chǎng)中的日前、實(shí)時(shí)價(jià)格難以收斂，進(jìn)而造成現(xiàn)貨市場(chǎng)中的策略性報(bào)價(jià)行為增多，反而可能給系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)，因此建議在南方區(qū)域引入RUC 機(jī)制以提高系統(tǒng)的可靠性水平，具體措施參照PJM的RUC組織方式。

南方區(qū)域以“中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨+輔助服務(wù)”為主體的電力市場(chǎng)交易體系已具雛形。目前，中長(zhǎng)期市場(chǎng)包含9 個(gè)交易品種，為市場(chǎng)主體提供了豐富的避險(xiǎn)交易工具，發(fā)揮中長(zhǎng)期壓艙石的作用；現(xiàn)貨市場(chǎng)通過(guò)形成連續(xù)精準(zhǔn)的價(jià)格信號(hào)，充分發(fā)揮市場(chǎng)決定資源配置的作用；輔助服務(wù)市場(chǎng)以部分市場(chǎng)化方式實(shí)現(xiàn)更細(xì)時(shí)間尺度內(nèi)的電力供需平衡。目前，南方區(qū)域電力市場(chǎng)已設(shè)立了眾多電力輔助服務(wù)品種。2022年6 月13 日國(guó)家能源局南方監(jiān)管局印發(fā)《南方區(qū)域電力輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》的通知［26］。其中基本電力輔助服務(wù)包括基本一次調(diào)頻、基本調(diào)峰、基本無(wú)功調(diào)節(jié)等。有償輔助服務(wù)指并網(wǎng)主體在基本輔助服務(wù)之外所提供的輔助服務(wù)，通過(guò)固定補(bǔ)償方式提供，包括有償一次調(diào)頻、二次調(diào)頻（包括自動(dòng)發(fā)電控制、先進(jìn)過(guò)程控制）、有償調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用、冷備用、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、爬坡、有償無(wú)功調(diào)節(jié)、自動(dòng)電壓控制、調(diào)相運(yùn)行、穩(wěn)定切機(jī)、穩(wěn)定切負(fù)荷、黑啟動(dòng)等。

《實(shí)施細(xì)則》新增了增加穩(wěn)定切機(jī)、穩(wěn)定切負(fù)荷、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、調(diào)相、爬坡等電力輔助服務(wù)品種；進(jìn)一步健全了電力用戶參與輔助服務(wù)的成本收益分?jǐn)倷C(jī)制與新型儲(chǔ)能、抽水蓄能等輔助服務(wù)補(bǔ)償分?jǐn)倷C(jī)制；并提出“原則上，為電力系統(tǒng)運(yùn)行整體服務(wù)的電力輔助服務(wù)，補(bǔ)償費(fèi)用由發(fā)電企業(yè)、市場(chǎng)化電力用戶等所有并網(wǎng)主體共同分?jǐn)偂?，以及電力輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用由相關(guān)并網(wǎng)主體或電力用戶分?jǐn)偟取?/p>

2020 年10 月國(guó)家能源局南方監(jiān)管局正式印發(fā)《南方區(qū)域統(tǒng)一調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)方案》［27］，意味著全國(guó)首個(gè)區(qū)域性質(zhì)調(diào)頻市場(chǎng)建設(shè)正式啟動(dòng)。2022 年1 月起，貴州正式加入南方區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)。全國(guó)首個(gè)區(qū)域級(jí)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)正式覆蓋南方五?。▍^(qū)），調(diào)頻市場(chǎng)目前以發(fā)電單元的調(diào)頻里程為交易標(biāo)的，采用集中競(jìng)價(jià)、邊際出清、統(tǒng)一定價(jià)的方式組織交易。調(diào)頻服務(wù)提供者在日前進(jìn)行發(fā)電單元里程報(bào)價(jià)，日內(nèi)以小時(shí)為周期集中統(tǒng)一出清。出清時(shí)基于機(jī)組綜合性能指標(biāo)和里程報(bào)價(jià)兩方面因素決定調(diào)頻資源調(diào)用次序，并按照實(shí)際調(diào)頻貢獻(xiàn)和調(diào)頻性能補(bǔ)償收益，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻輔助服務(wù)的市場(chǎng)化。

調(diào)峰是我國(guó)與國(guó)外存在差異的輔助服務(wù)種類(lèi)，現(xiàn)行電能量交易中機(jī)組以最小技術(shù)出力為報(bào)價(jià)起點(diǎn)，因此調(diào)峰和現(xiàn)貨市場(chǎng)將呈現(xiàn)短期并存、互為補(bǔ)充的格局。本文從PJM 的角度出發(fā)進(jìn)行論述，所以暫不考慮調(diào)峰市場(chǎng)。

南方區(qū)域當(dāng)前容量市場(chǎng)建設(shè)尚未完善，且火電機(jī)組投資成本回收困難，影響了發(fā)電企業(yè)投資積極性。容量補(bǔ)償機(jī)制簡(jiǎn)單易行，適用于電力市場(chǎng)發(fā)展初期，并已在廣東得到應(yīng)用。2020 年廣東發(fā)布《廣東電力市場(chǎng)容量補(bǔ)償管理辦法》［28］，按照容量度電分?jǐn)倶?biāo)準(zhǔn)按月向售電公司和大用戶收取容量電費(fèi)，根據(jù)市場(chǎng)機(jī)組有效容量占市場(chǎng)機(jī)組總有效容量的比例補(bǔ)償給各機(jī)組。廣東百萬(wàn)千瓦級(jí)超臨界機(jī)組的邊際煤耗成本約為0.227 元/kWh，僅比邊際機(jī)組發(fā)電燃料成本低0.022 元/kWh，現(xiàn)貨市場(chǎng)盈利空間極為有限。

南方區(qū)域電力市場(chǎng)缺乏輸電權(quán)方面的頂層設(shè)計(jì)，采用簡(jiǎn)化的方法進(jìn)行阻塞相關(guān)費(fèi)用的分?jǐn)?。未定義輸電權(quán)，未進(jìn)行輸電權(quán)的分配和交易。已經(jīng)進(jìn)行的幾次結(jié)算試運(yùn)行方案中關(guān)于阻塞費(fèi)、阻塞盈余的分配方法都有一些不同。目前采用的方案中用戶側(cè)統(tǒng)一結(jié)算點(diǎn)價(jià)格為發(fā)電平均價(jià)，相當(dāng)于對(duì)用戶免費(fèi)分配了該虛擬統(tǒng)一結(jié)算點(diǎn)到用戶所在節(jié)點(diǎn)的輸電權(quán)；發(fā)電側(cè)中長(zhǎng)期合同不單獨(dú)結(jié)算阻塞費(fèi)，相當(dāng)于對(duì)每個(gè)發(fā)電基于其中長(zhǎng)期合同免費(fèi)分配從上網(wǎng)點(diǎn)到統(tǒng)一結(jié)算點(diǎn)的輸電權(quán)，所有輸電權(quán)的費(fèi)用由所有發(fā)電按上網(wǎng)電網(wǎng)平均分?jǐn)偂?/p>

4 對(duì)南方區(qū)域完善風(fēng)險(xiǎn)管控措施的建議

綜合上述PJM 的風(fēng)險(xiǎn)管控措施，考慮到南方電網(wǎng)電力市場(chǎng)目前的建設(shè)進(jìn)度，并通過(guò)PJM 與南方電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施的對(duì)比提出了對(duì)南方電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控體系建設(shè)的七點(diǎn)建議。

1） 在風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，不僅要對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及時(shí)進(jìn)行情況評(píng)估，對(duì)市場(chǎng)運(yùn)行情況也要及時(shí)進(jìn)行評(píng)估。南方電網(wǎng)需要盡快在長(zhǎng)期、短期、事中、事后各個(gè)時(shí)間尺度和階段針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)建立起全面的監(jiān)控措施。

2） 在“風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)-風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-風(fēng)險(xiǎn)控制”體系下，要從只通過(guò)調(diào)度手段管控風(fēng)險(xiǎn)，過(guò)渡到通過(guò)調(diào)度-市場(chǎng)相結(jié)合的手段管控風(fēng)險(xiǎn)。隨著電力市場(chǎng)化改革的不斷推進(jìn)，風(fēng)險(xiǎn)的種類(lèi)也在不斷變化，現(xiàn)有的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)危害辨識(shí)應(yīng)該增加電力市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)相應(yīng)新風(fēng)險(xiǎn)增加新的評(píng)估措施和處理流程。在發(fā)電或輸電中斷時(shí)，或者系統(tǒng)中斷恢復(fù)時(shí)，要更多采取市場(chǎng)方面的措施，在保證穩(wěn)定的前提下通過(guò)市場(chǎng)價(jià)格導(dǎo)向更快更經(jīng)濟(jì)地解決故障。

3） 盡快在現(xiàn)貨市場(chǎng)中引入可靠性機(jī)組組合，消除當(dāng)前南方電網(wǎng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)按照負(fù)荷預(yù)測(cè)出清、按照用戶申報(bào)結(jié)算造成的發(fā)用電不匹配并給市場(chǎng)成員帶來(lái)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。為此，建議按如下方式組織開(kāi)展日前可靠性機(jī)組組合：在日前機(jī)組組合SCUC 計(jì)算結(jié)束后，可靠性機(jī)組組合在日前市場(chǎng)SCUC 計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上增加機(jī)組出力不小于日前市場(chǎng)出清計(jì)劃出力的約束條件，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)以“啟停成本+空載成本”最小為目標(biāo)進(jìn)行集中優(yōu)化計(jì)算得到增開(kāi)的機(jī)組，以滿足系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)需求?？煽啃詸C(jī)組組合不參與日前市場(chǎng)結(jié)算，具體調(diào)度視實(shí)時(shí)市場(chǎng)的出清結(jié)果而定。日前安全校核基于可靠性機(jī)組組合計(jì)算后的運(yùn)行方式進(jìn)行。在可靠性機(jī)組組合中增開(kāi)的機(jī)組根據(jù)日內(nèi)的響應(yīng)情況通過(guò)全成本補(bǔ)償保障其成本回收；電力調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)機(jī)組在實(shí)時(shí)市場(chǎng)的總結(jié)算收益計(jì)算開(kāi)機(jī)補(bǔ)償款。補(bǔ)償費(fèi)用根據(jù)用戶的日前、實(shí)時(shí)偏差電量進(jìn)行結(jié)算，并設(shè)置考核上限，超過(guò)上限的部分費(fèi)用納入不平衡資金池在全市場(chǎng)成員中分?jǐn)偂?/p>

4） 盡快建立完善輔助服務(wù)市場(chǎng)。在市場(chǎng)起步階段，為更好地分析各個(gè)市場(chǎng)的運(yùn)行情況需要降低市場(chǎng)之間出清的相互影響和市場(chǎng)復(fù)雜性，可盡量采用各個(gè)市場(chǎng)松耦合運(yùn)行的方式。但因備用需求量較大，且在機(jī)組組合出清過(guò)程就已基本確定可提供備用和電能量的機(jī)組，若備用市場(chǎng)與電能量市場(chǎng)順次出清，市場(chǎng)優(yōu)化空間不大，且可能使得電能量市場(chǎng)的出清價(jià)格產(chǎn)生扭曲。因此，備用市場(chǎng)與電能量市場(chǎng)需聯(lián)合出清，在市場(chǎng)起步階段調(diào)頻市場(chǎng)可獨(dú)立出清；市場(chǎng)成熟后，借鑒國(guó)外調(diào)頻市場(chǎng)與備用、電能量市場(chǎng)聯(lián)合出清模型機(jī)制，針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行的“分層分區(qū)” 電力調(diào)度管理體制充分調(diào)用電能量與調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)資源以實(shí)現(xiàn)區(qū)域市場(chǎng)下的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)［29］。此外，隨著新能源的接入比例的提升需合理配置備用需容量以應(yīng)對(duì)新能源的不確定性和系統(tǒng)發(fā)生的隨機(jī)故障。

調(diào)頻市場(chǎng)需從僅申報(bào)調(diào)頻里程價(jià)格到完善以發(fā)電單元的調(diào)頻里程和調(diào)頻容量為交易標(biāo)的，實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)同時(shí)對(duì)運(yùn)行日的調(diào)頻容量、里程價(jià)格和容量?jī)r(jià)格進(jìn)行申報(bào)的交易模式。加快完成建設(shè)任務(wù)，把調(diào)頻市場(chǎng)擴(kuò)大到南方區(qū)域五?。▍^(qū)），促進(jìn)調(diào)頻資源在區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步優(yōu)化配置。逐步實(shí)現(xiàn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)與調(diào)頻市場(chǎng)的有序銜接。根據(jù)國(guó)外市場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)運(yùn)行成本最優(yōu)原則統(tǒng)一調(diào)頻市場(chǎng)應(yīng)逐步由現(xiàn)階段的分開(kāi)出清優(yōu)化轉(zhuǎn)變?yōu)榕c現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)聯(lián)合出清優(yōu)化，在已有的主輔市場(chǎng)聯(lián)合交易研究的機(jī)制基礎(chǔ)上針對(duì)我國(guó)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)充分考慮調(diào)頻性能指標(biāo)與調(diào)頻資源差異的電能量-調(diào)頻市場(chǎng)聯(lián)合出清模式，使得快速調(diào)頻資源更易參與市場(chǎng)，釋放價(jià)格信號(hào)，同時(shí)需要考慮大規(guī)模新能源接入后風(fēng)電與負(fù)荷波動(dòng)，在一定置信度水平下建立調(diào)頻備用需求模型，融入聯(lián)合出清模式。

5） 盡快完善容量保障機(jī)制。從國(guó)外來(lái)看，容量市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，且對(duì)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷預(yù)測(cè)和監(jiān)管能力要求較高，相對(duì)而言，容量補(bǔ)償模式較為簡(jiǎn)單穩(wěn)妥。短期而言，廣東容量機(jī)制承擔(dān)著應(yīng)對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)出清價(jià)格大幅下降、彌補(bǔ)發(fā)電企業(yè)虧損、銜接中長(zhǎng)期與現(xiàn)貨市場(chǎng)的迫切需求。特別是現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行不斷深入、現(xiàn)貨價(jià)格持續(xù)走低的形勢(shì)下亟需簡(jiǎn)單可行的容量機(jī)制迅速上馬并發(fā)揮作用。

因此，容量補(bǔ)償機(jī)制建設(shè)應(yīng)循序漸進(jìn)。第一步，在電力市場(chǎng)建設(shè)初期采用較為簡(jiǎn)單的容量補(bǔ)償機(jī)制或政府授權(quán)合約以解決機(jī)組在現(xiàn)貨市場(chǎng)長(zhǎng)期結(jié)算運(yùn)行下的擱淺成本或固定成本難以回收問(wèn)題，同時(shí)積累現(xiàn)貨市場(chǎng)出清結(jié)果、市場(chǎng)補(bǔ)償金額等數(shù)據(jù)，為建立遠(yuǎn)期容量機(jī)制提供數(shù)據(jù)支撐。第二步，在遠(yuǎn)期適時(shí)啟動(dòng)集中式的容量市場(chǎng)或可靠性期權(quán)機(jī)制，其共同出發(fā)點(diǎn)是通過(guò)更為經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)化手段確定可靠的容量水平。容量市場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中也可逐步豐富規(guī)則，首先納入作為市場(chǎng)主體地位的火電機(jī)組，并逐步向儲(chǔ)能、可再生能源、需求側(cè)響應(yīng)資源開(kāi)放；首先將容量費(fèi)用以度電成本分?jǐn)?，并逐步在需求?cè)分?jǐn)傔^(guò)程中體現(xiàn)對(duì)尖峰負(fù)荷需求的貢獻(xiàn)度；首先不考慮輸電資源對(duì)省級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)度，并逐步將輸電阻塞與傳輸線的貢獻(xiàn)納入考量范圍。

6） 盡快建立并完善輸電權(quán)市場(chǎng)，幫助市場(chǎng)參與者對(duì)沖因現(xiàn)貨頭寸與中長(zhǎng)期合約結(jié)算點(diǎn)不一致而承受的阻塞風(fēng)險(xiǎn)，為阻塞盈余的分配提供公平、透明、高效的機(jī)制。輸電權(quán)市場(chǎng)的建立可以按照如下步驟。

（1）先定義點(diǎn)到點(diǎn)金融輸電權(quán)，輸電權(quán)所有者擁有獲得節(jié)點(diǎn)的阻塞盈余的權(quán)利。（2）根據(jù)市場(chǎng)主體繳納輸電費(fèi)情況進(jìn)行輸電權(quán)的初始分配，每年核算輸電費(fèi)和初始分配容量。將發(fā)電上網(wǎng)節(jié)點(diǎn)到交易樞紐的輸電權(quán)，用戶接收節(jié)點(diǎn)（或區(qū)域）到交易樞紐的輸電權(quán)分別分配給發(fā)電和用戶。（3）輸電權(quán)分配以后，對(duì)剩余的輸電可用容量采用拍賣(mài)的方式組織市場(chǎng)。通過(guò)初次分配得到的輸電權(quán)也可以通過(guò)相關(guān)市場(chǎng)賣(mài)出。（4）阻塞盈余的分?jǐn)倳r(shí)，如果總阻塞盈余大于FTR收益，等于阻塞盈余的部分按FTR持有者比例進(jìn)行分?jǐn)偨o所有用戶，多余部分放入不平衡資金池中；如果從市場(chǎng)收取的阻塞盈余不足以支付輸電權(quán)所有者，則等比例削減。

7） 成立類(lèi)似PJM 風(fēng)險(xiǎn)管理委員會(huì)的機(jī)構(gòu)以便針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)且全面的審查和措施管理。

5 結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行乃是重中之重，需及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)并在事后及時(shí)處理。本文總結(jié)分析了PJM 電力市場(chǎng)基于電力系統(tǒng)物理運(yùn)行和基于電力市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管控策略，系統(tǒng)梳理了PJM 事故發(fā)生前如何進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，故障發(fā)生后如何進(jìn)行措施處理，以及電力市場(chǎng)對(duì)于加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控的作用，提出了南方區(qū)域電力市場(chǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管控體系建設(shè)的七點(diǎn)建議。建立完善的風(fēng)險(xiǎn)管控體系是一件艱巨的長(zhǎng)期的工程，應(yīng)及時(shí)吸取國(guó)外典型市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，建立起完善的風(fēng)險(xiǎn)管控措施，保障南方電網(wǎng)的電力事業(yè)繼續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。