内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
现的供给和需求的差额，并解决输电网的阻塞问题;系统运营商调度直到满足要求，市场价格为系统平衡时最后一个发电单位报价;对合同电量和实际电量不符的市场参与方，将按系统平衡时接受的电力买卖的价格支付费用，并且支付系统运营商使系统平衡的成本[38]。
图2-2英国NETA交易模式
在这一时期，电力商品已基本与其他商品类似，可以在各种市场中进行交易，如电力批发市场、电力期货市场、提前一天的电力市场和实时市场等。市场参与者可以自由地选择交易时间、对象，双边合同已成为电力市场发展的主要部分。据资料显示[39]，98%的电力交易像其它商品一样是在各种市场中进行的，只有2%的电力交易是通过平衡机制完成的。与电力库模式相比，NETA模式更具市场化的交易特征，其基础是发电商、供电商、中间商和用户之间的双边交易。改革后，电力市场比以前更加贴近一般的商品市场。首先，新的电力市场交易以双边合同交易为主，无论发电商、供电商、交易商还是用户均作为买卖双方，进行一对一地签订双边合同，并自由确定交易的合同价格和时间。新的电力市场灵活透明，为交易双方提供了一个公平、公正、充分竞争的有序环境。其次，市场也变得不那么复杂，报价的形势比电力库简单，因而价格透明度加大[40]，据资料显示[41]，自NETA开始实施起，批发电价降低了30%-40%。总的来说，NETA模式运行以来取得了良好的效果，个人认为为我国的电力市场改革提供了一种值得借鉴的模式，但也不能照搬，而要根据我国电力工业的实际情况，设计适合我国的
16
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
电力市场模式。
2.3.2美国电力市场简介
一.美国电力工业概况[42]
美国电力工业产生于20世纪初，最初的电力工业发展呈无序状态，基本上是随着美国自然经济的变化而进展。经过近一个多世纪的发展，目前北美电力系统己成为世界上规模最大的电力系统。美国、加拿大和墨西哥(部分)三国的电力系统互联运行，构成了北美电力系统，协调北美电力系统运行的组织为“北美电力可靠性委员会”(NorthAmerieanElcetricityReliabilityCuneil，NERC)。北美电力系统由四大部分构成，即东部互联系统(EasternInterconnection)、魁北克互联系统(QuebecInterconnection)、西部互联系统(WestenInterconnection)和德克萨斯电力可靠性委员会互联系统(ElectrieityReliabilityCouneil Of Texas Intereonnection)。四大系统之间通过高压直流输电线路互相连接。
目前，美国电力企业约有3000多家，有私营电力公司、政府拥有或采用合作制的公共电力公司、独立发电商等主要组织形式。在北美的四大互联系统中，每个互联系统又是由多个子系统或者称为“控制区域”(ControlArea)互联而成，这些子系统彼此之间按NERC制定的标准、要求独立运行，没有高一级的调度协调机构。美国于20世纪70年代出现电力库，在各电力公司间实行经济功率交换。在1974到1989年的15年中，批发运转的电量成倍增长。出于电力市场竞争的需要，1992年美国国会批准能源政策法，使电力运转法制化。1992年，美国联邦能源委员会先后颁布了旨在推行输电竞争机制的两项法规，规定电力公司要承担设置关于电网可调容量在线信息系统的义务，还规定了进入电力市场的各方享有固定不变的输电权利。至此，美国电力工业彻底打破了原来的输、配、用封闭一条龙的状态，将发、输、配、用四个环节分开，形成发电、输电、配电和零售四大类型公司，独立自主的随机组合运行，为电力行业引入了竞争机制。 二.加州电力市场化改革
美国加州电力市场于1998年3月31日投入运行。加里福尼亚地处美国西海岸，是高科技的集中地，因此加州电力市场责任重大，必须保障整个加州硅谷地区众多高科技公司的可靠供电。为打破行业垄断、促进竞争、降低电价，加州公用事业委员会于1995年12月决定重新构建加州的电力工业，采用自愿型电力库的零售竞争模式，并建立以PX（Power Exchange，电力交易所）为中心的电力
17
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
市场，即电网运行调节与市场交易分离，实现发、输、配电开放。
加州的电力市场机制基本上沿用英国电力库模式，存在着电力价格、供求关系、竞争机制等诸多不协调的关系。2001年，加州遭遇前所未有的供电危机，1月17日州长正式宣布加州处于紧急状态。为防输电网络瘫痪，加州北部的成百上千座住宅和商业设施实行轮流停电管制，受影响的人口达100多万，这也是加州自二战以来首次实行电力管制[42]。
加州电力危机表现为电力供不应求、电价的急剧上涨，其主要原因是加州近几年人口迅速增长、经济高速发展、电力需求快速增长，而且加州十年来没有新建发电厂。在缺电情况下，加州的电力市场模式暴露出一些问题，同时也给我们一些重要启示。首先，现货市场不能满足电力市场平衡的需求，要靠组织中长期合同交易市场完成。电力市场除了有竟争性外，还要有计划性，要有足够的时间进行充分的竟争，只有这样，价格才能接近其真实的成本，避免超额利润。所以在每天的电量交易中，大部分电量应在中长期电力交易中完成，只有不平衡部分才在现货市场上交易，这样不但有利于降低用电成本，而且还有利于电网的安全稳定运行。其次，在加州电力市场运营过程中，没有考虑到用户对供电需求t不断增长的因素，造成加州近十年内几乎没有新电厂建设投入运行。加州电价的机制只考虑了如何在市场竞争的情况下降低电价的问题，而没有考虑当需求量增加、电力供不应求时，电价又会急剧上涨的情况。因此，通过加州的教训，我们必须认识到，电力工业必须在合理的价格机制下，适度超前发展。 三. PJM电力市场模式
美国的电力体制改革有多种模式，加州只是其中之一，相比之下，其他州的电力工业改革进展就比较成功。在加州电力市场失败的同时，美国东部电力市场 —PJM(比西法尼亚、新泽西和马里兰三州互联系统)市场运行稳定，成为电力市场化改革一个比较成功的代表。
PJM负责供电的美国东部地区是横跨五个州和一个特区的庞大输电网络，资源比较丰富，电源结构也比较合理。随着1997年4月1日该区域输电网的正式开放，PJM开始运营美国第一个基于投标方式的区域电力市场。经过多年运营，PJM市场已成为美国运转最流畅、最具活力的电力市场，它可保证市场成员自由买卖电力、确定双边交易、申请输电服务等，同时为上述交易提供付款结算服务。PJM电力市场采取纵向整合的电力改革模式。该模式属于电力联营体模式，其最大的特点是将电网看作电能交易的中心，所有发电商以及用户与电网运营中心发
18
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
生经济关系，一切电力交易必须在电力联营体内进行，允许用户签订纯金融性差价合同，以降低市场风险。PJM的市场运营机构(PJM-OI)与市场成员无经济上的纽带关系，保证了系统运营的公正性及市场运营机构(PJM-OI)独立于市场成员之外，维护了系统运营的独立性。PJM电力市场是一个开放的电力市场，市场向PJM控制区内外的所有成员开放，包括发电商、供电企业以及其他的电力交易商。在PJM控制区内，供电企业负责向用户供电，在用户具有选择权的地区，原公用电力公司有义务向未重新选择的用户供电。供电企业的供电义务体现在容量义务和电能义务两方面。供电企业通过运行自有的发电厂、签订双边合同和从PJM市场采购，来满足供电义务要求。PJM市场的交易种类有:提前一天的电能交易、实时电能交易、容量信用交易、辅助服务交易和输电权交易等[41]。
从PJM电力市场的发展过程以及市场运作机制来看，PJM的成功在于市场提供了多样化的交易机制和交易种类，为市场成员提供了充分的选择权，有利于公平竞争。另外由于电力商品不能存储，电力现货交易市场的价格波动大、风险大，因此需要利用合同来规避市场风险，所以PJM市场中的交易仍以合同交易为主。PJM作为北美目前比较活跃的区域电力市场，其运作是区域电力市场的典范，尽管在社会经济环境、系统运营状况、改革方式等方面与我国的实际情况存在着很大的差距，但是PJM市场中的一些市场机制和运作经验仍是值得我们借鉴的。 四.对美国电力市场交易模式的认识
美国电力市场改革的核心是放松管制，引入竞争，提高效率，降低电价。本节所介绍的两个电力市场，是美国电力市场化以来，最具代表性的两种模式。加州电力市场改革的失败和运转流畅的PJM电力市场，从不同角度给我国电力市场化改革以经验教训。在加州放松管制过程中，把电力等同于一般商品，忽视了电力商品的特殊性，没有制定合理的交易及报价机制，致使发电商利用市场特权赚取超额利润。另外市场运营者没有考虑长远的发展目标，在电力供不应求的情况下，出现了加州大停电和电价飞涨的危机。这都是我们在制定我国电力市场交易模式的过程中，需要注意的问题。PJM电力市场是运作成功的典范。在上文中也提到过，PJM拥有庞大的输电网络，资源比较丰富，电源结构也比较合理，这些客观条件也为其电力市场的发展提供良好的基础。我国能源较丰富，但分布极不平衡，电网网架结构薄弱，有待近一步发展建设。因此，还不能照搬PJM的成功经验，需要探索符合我国实际情况的交易模式。
19
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
2.3.3北欧电力市场
一.北欧四国电力工业概况
随着世界电力工业市场化进程的不断深入，各国都在根据自己的实际情况探索电力工业改革的模式。为达到电力供需平衡、提高电力工业的效率、减少终端用户地区间电价的差异，北欧各国正积极探索新的电力市场运营模式。北欧电力交易市场建于1993年1月，是目前世界上唯一一个开展多国间电力交易的电力市场。电力市场的主体是挪威、瑞典、丹麦、芬兰四国，在电力交易方面，同时与俄罗斯、波兰、德国等有跨区域的能源交易[43]。
北欧四国的电力市场组织者包括:北欧电力交易所(NordPool)、挪威电网公司、瑞典电网公司、芬兰电网公司和丹麦电网公司[44]。娜威的发电装机全部是水电;瑞典和芬兰则由水电、核电和火电组成;丹麦的电厂则全部是火电。由此可以看出，北欧四国在电力构成上有很大的互补性。这就使得这四国间的国际电力交易非常频繁。
二.北欧四国电力交易运作模式
北欧四国的电力交易可以分为:期货交易、现货交易和实时交易。期货交易和现货交易在北欧电力交易所进行，期货交易也可由交易双方签订。实时交易由平衡市场负责组织运作，在保持全网平衡的前提下，根据市场成员报价确定。由于北欧电力市场成员可以自由选择是否通过北欧电力交易所签订期货合同，所以北欧电力交易所需通过降低交易成本，提高服务质量，不断满足客户需求，来扩大交易规模。现货交易是针对第二天确定的电力交易，以小时为时段，分为24个时段。现货价格一般高于合同电价，因此，电力公司均签订大量期货合同，来降低购电成本。另外现货市场价格还是签订长期合同的参考价格。北欧电力交易所的业务可分为两类:一是组织期货交易，签订长期合同:二是组织现货交易，确定现货交易的数量和价格。北欧各国还要求电网公司不能进行期货和现货电力交易，不能拥有发电厂及向用户供电的权利，但没有实行厂网分开，各电力公司可以同时拥有输配电网络、发电厂，并向用户供电。其引进竞争的方式是用户可以自由地选择电力公司供电[45]。 三.北欧电力交易市场的运行特点
北欧四国的电力市场运作模式是非常独特的，其特点可归纳为:
(1)各国没有建立自己的电力交易所，所有期货交易和现货交易都是在北欧
20