电力现货市场出清电价怎么算?
传统电力系统中,发电计划由调度机构基于长期预测统一安排,电价相对固定。随着新能源大规模接入、用电需求的动态变化,这种“计划为主”的模式难以应对超短期的供需波动。
电力现货市场的核心使命,就是在实时或接近实时的时间尺度上,通过市场化手段解决“电什么时候发、发多少、以什么价格交易”的问题。本质是通过集中优化或分散交易,在满足电网安全约束的前提下,找到一组让发电成本最低(或社会福利最大)的机组出力组合与用电分配方案,并确定对应的分时价格。
现货市场的“出清模式”
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集中出清(统一出清)
目前,国内电力现货市场主要采用模式,部分区域结合实际情况保留分散出清(双边/增量出清)作为补充。两者的核心区别在于:谁来组织交易?如何匹配供需?价格如何形成?
(一)集中出清模式:全网统一优化,边际定价主导
申报-排序-优化-出清-结算
这是当前国内现货市场的主流模式(如山西、广东、山东等试点省份),其流程可概括为“”五步:
市场成员申报:
发电企业按机组申报未来各时段的“价格-电量”曲线(例如:0-100MW按200元/MWh,100-200MW按300元/MWh);
用电侧(售电公司或大用户)申报“价格-电量”需求曲线(例如:愿意以500元/MWh购买100MW,以400元/MWh购买200MW)。
供需曲线排序:
交易中心将发电报价从低到高排序(形成“供给曲线”,便宜机组优先),用电报价从高到低排序(形成“需求曲线”,高价用户优先)。
例如某时段供给曲线为:风电(200元/MWh,100MW)→煤电A(300元/MWh,150MW)→煤电B(400元/MWh,100MW)→气电(500元/MWh,50MW);需求曲线为总负荷300MW(用户最高愿付500元/MWh)。
安全约束优化出清:
电力调度机构通过安全约束机组组合(SCUC)和安全约束经济调度(SCED)算法,在考虑电网物理约束(如线路容量、节点电压)和机组特性(如最小启停时间、爬坡速率)的前提下,计算满足总负荷300MW的最优机组组合。例如:优先调用风电(100MW@200元)、煤电A(150MW@300元),再调用煤电B的50MW(400元/MWh),此时总出力=100+150+50=300MW,刚好满足需求。
边际定价确定出清价:
最后一笔满足需求的机组(边际机组)的报价,决定了该时段的统一市场出清价(MCP)。在上述例子中,最后一单位50MW由煤电B提供,其报价为400元/MWh,因此该时段所有中标机组(风电、煤电A、煤电B)均按400元/MWh结算,所有用户(无论申报价高低)也按400元/MWh支付电费。
边际成本定价
为什么用边际机组定价?这是理论的应用:只有让最后一单位电量的生产成本(即边际机组的报价)等于用户支付的电价,才能实现社会总成本最小化(避免让高价机组多发电,或低价机组少发电)。
结算规则:
发电侧:中标机组按统一出清价结算(如风电200元报价但按400元结算,获得“生产者剩余”);
用电侧:按统一出清价支付(如用户申报价500元但按400元结算,降低用电成本)。
若存在节点电价(LMP)(因输电阻塞导致不同区域电价不同),则发电与用电分别按所在节点的边际价格结算(后续详述)。
(二)分散出清模式:双边协商为主,增量优化为辅
部分市场(如英国早期日前市场)采用分散出清,其特点是:
买卖双方通过场外协商或独立交易所申报电量与价格,市场组织者仅对申报到平台的电量进行增量优化(不涉及全网统一协调);
电网企业负责提供阻塞管理与辅助服务,价格由双方议价或交易所规则决定;
结算通常基于双方申报价或交易所撮合价,而非统一边际价格。
出清电价的计算
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电力现货市场的出清电价,是由满足最后一单位用电需求的发电机组的报价来决定的,并且所有中标的发电和用电方都按这个统一价格结算。
计算方式因市场模式与电网条件的不同而有所差异,主要分为三类:
(一)系统边际电价(SMP):最基础的统一价格
最后一笔满足总需求的边际机组的报价,作为全市场的统一结算价格。
在无输电阻塞(即电网传输能力充足,任意区域电能可自由流动)的情况下,现货市场通常采用系统边际电价(SMP),即
举例:某时段总需求300MW,边际机组(如煤电B)报价400元/MWh,则所有中标发电(风电、煤电A、煤电B)均按400元/MWh结算,所有用户也按400元/MWh支付。这种模式简单直观,但无法反映电能的时空差异。
(二)节点边际电价(LMP):反映时空价值的精准定价
不同节点(或区域)的电能边际成本可能不同,此时需采用节点边际电价(LMP)
当电网存在输电阻塞(如某条线路传输容量不足,导致A区域电能无法送往B区域)时,。
LMP包含两部分:
电能分量:
该节点最后一单位电量的发电边际成本(类似SMP);
阻塞分量:
因输电阻塞导致的额外成本(例如A区域电能需绕道高价线路送往B区域,推高B区域电价)。
举例:假设某区域电网分为A、B两个节点,A节点有廉价风电(报价200元/MWh),B节点依赖高价煤电(报价500元/MWh)。若A→B的输电线路容量仅允许传输100MW,而B节点需求为200MW,则:
A节点电价=风电报价200元/MWh(本地电能充足);
B节点电价=煤电报价500元/MWh + 阻塞溢价(因需从更远区域调电)= 可能为600元/MWh。
我国部分现货试点(如浙江、广东)已采用LMP,通过节点电价精准引导发电资源向高需求区域流动,同时激励电网投资扩容。
(三)分区边际电价:简化版的节点定价
当电网阻塞呈现明显的“断面特征”(如某条关键线路限制了多个相邻节点的电能交换)时,可将市场划分为若干个“价区”,每个价区内采用统一的分区边际电价(即该分区内边际机组的报价)。
安全校核、辅助服务与市场衔接
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现货市场的出清并非简单的“价高者得”或“边际定价”,还需嵌入多重约束与配套机制:
(一)安全校核:出清结果的“安全阀”
所有出清计划必须通过静态安全校核(验证潮流不越限、N-1故障下系统稳定)与动态校核(如机组爬坡能力、备用容量充足性)。若某时段出清结果导致某线路过载,则需调整机组出力分配或启动阻塞管理(如征收阻塞费用)。
(二)辅助服务协同:保障系统灵活性
现货市场需与调频、备用等辅助服务市场紧密衔接(部分区域已实现联合出清)。例如,实时市场出清时不仅要满足能量平衡,还要预留足够的备用容量(如旋转备用),以确保突发故障时系统能快速响应。
(三)中长期与现货衔接:偏差电量按现货价结算
用户与发电企业签订的中长期合同(如年度、月度合约)通常约定“分时电量与分时价格”,但实际用电/发电可能与合同存在偏差(如用户实际用电量比合同多100MW)。这部分偏差电量需通过现货市场购买/出售,并按实时或日前出清价格结算,这也是为什么市场主体需要密切关注现货电价波动。

责任编辑:叶雨田