澳大利亞電力市場介紹——以發電側電力批發市場為例

2020-02-17 11:23:21 大云網  點擊量: 評論 (0)
澳大利亞電力市場主要由三個相互獨立電力系統組成,分別是國家電力市場(National Electricity Market)、批發電力市場(Whole Sale Elect...

澳大利亞電力市場主要由三個相互獨立電力系統組成,分別是國家電力市場(National Electricity Market)、批發電力市場(Whole Sale Electricity Market)和北領地電網。其中國家電力市場是世界上最大的電力系統之一。

澳大利亞國家電力市場從1998年開始運營,目前包括5個供電區域,覆蓋昆士蘭州、新南威爾士州、維多利亞州、南澳大利亞州、塔斯馬尼亞州、澳大利亞首都地區6個行政區劃(首都地區被劃分在新南威爾士州供電區內)。其中塔斯馬尼亞州于2005年加入國家電力市場,并于2006年4月29日巴斯海峽電纜完全投運后與其他區域正式聯通。

澳大利亞國家電力市場的輸電線路全長超過4萬公里,向超過9百萬個用戶提供電力,涵蓋澳大利亞超過75%的人口。國家電力市場中每個供電區域間通過跨區輸電線路相互連接,但每個區域獨立計價結算。

澳大利亞國家電力市場從1998年開始全面運作,經過超過20年的運行和完善,已經成為世界上最成熟的現貨電力市場之一。

澳大利亞電力市場介紹——以發電側電力批發市場為例

現貨市場

澳大利亞發電側現貨市場為全電量池交易市場(GrossPool Market),所有發電主體,包括傳統能源發電和可再生能源發電都需要到電力市場上競價上網。即使一個大型電力企業同時擁有發電業務和電力零售業務,也需要將所有所發電力交付到電力市場進行統一結算,然后再結算零售業務消耗的電能。這種方式可以清楚地反映電力市場上的整體供需關系。在用電需求高的時候現貨結算電價就會上升,用電需求小的時候結算電價就較低。

圖2為維多利亞州供電區域2019年10月1日全天的每半小時用電需求與結算電價圖。

澳大利亞電力市場介紹——以發電側電力批發市場為例

從圖2可以看出,在2019年10月1日這一天里,維多利亞州價區內用電需求曲線與結算電價曲線基本一致。在用電需求上升的時候,結算電價因發電資產增加供給的報價上升而增加;在用電需求小的時候,發電資產為了保證自己所發電力能夠售出而降低報價,電力供應價格隨之下降。

報價方式

電力市場上的報價采用分組的方式進行,每組最多十個價位,報價區間從-1000澳元(約合人民幣-4800元/兆瓦時)到14700澳元 / 兆瓦時(約合人民幣70560元 / 兆瓦時)(2019―2020財政年),隨物價指數調整。澳大利亞能源市場委員會(Australian Energy Market Commission , AEMC)每年對封頂報價復核并決定是否調整,調整后的報價區間將于新的財政年啟用。

報價分日前報價方案和即時更改發電計劃兩種。日前報價為每天中午12:30之前提交的下一個交易日(次日凌晨 4:00 至后天凌晨 4:00)的報價方案,每個報價方案包括機組發電計劃和價格兩個部分,其中價格為十個不同發電負荷下的相應價位。即時更改主要為更改機組發電計劃,但不可以對報價方案中的價位部分進行改變。為了避免惡意修改發電計劃哄抬電價,即時更改需要提交更改理由,并需要接受電監會調查。

清潔能源方面,由于風電和光伏發電都具有波動性,報價方式也有所不同。

為了保證電量全額上網,風電主要負責報價(通常是0或者負電價)和預報運行機組數量,光伏發電提供報價和預計上網的逆變器數量。AEMO再根據對風能、太陽能的資源預測情況和注冊時提供的功率曲線對發電負荷進行預測。

發電調度與即時電價

澳大利亞國家電力市場實行區域電價,每個州劃為一個價區(其中首都地區包括在新南威爾士州內),共5個價區。每個價區內被調用發電機組 的最高價格就是該價區這一時刻的出清價格。也就是說,在該價區負荷每增加1MW,供應增加部分電量機組的報價即為該價區出清價格。

澳大利亞電力市場介紹——以發電側電力批發市場為例

圖3中左側縱軸為總用電負荷,右側縱軸為報價,橫軸為半小時結算周期內的6個出清節點。首先AEMO根據前一天各發電廠(場)提交的報價表進行從低到高的排列,然后再根據當前用電負荷從低到高調用機組。如圖所示,為滿足4:05 節點(節點A)的用電負荷需調用一號和二號機組的全部發電功率和三號機組的部分發電功率,于是該節點的出清價格即三號機組的報價。同樣,在4:10節點(節點B)用電負荷上升,這時就需要三號機組也提供全部發電功率,并且報價第四高的四號機組也開始提供部分發電功率,于是該節點的出清價格即四號機組的報價。同理,4:15 節點的用電負荷繼續上升,但還不需要開始調用五號機組的發電功率,所以這一節點的出清價格還是四號機組的報價。五號機組因為報價最高,所以直到4:20節點才需要開始調用五號機組的發電功率,并持續到4:25節點,這兩個節點的出清價格就是五號機組的報價100澳元/兆瓦時(約合人民幣480元/兆瓦時)。最后在4:30節點結算周期結束的時候,用電負荷回落至只需要調用到四號機組就可以滿足,所以最后一個節點的出清電價為四號機組的報價80 澳元/兆瓦時(約合人民幣384元/兆瓦時)。

在每半小時的結算周期結束時,這一時段的結算電價就是6個出清節點的電價平均值。按照圖3中的情況,這一時段的結算電價就是40+80+80+100+100+80)/6 = 80 澳元/ 兆瓦時。

出清電價是AEMO市場運行中心根據發電企業對發電主體的報價及發電計劃、電網用電負荷預測以及電網運行狀態,在滿足輸電載流約束條件下,根據調度情況結算的電價。整個出清操作由系統自動運算完成,本著市場信息透明是市場效率必要保證的理念,AEMO需要向市場及社會即時公布所有出清結果和調度情況,所有數據都可以在AEMO的網站查詢到。為了避免發生惡意哄抬電價的行為,澳大利亞電監會(Australian Energy Regular , AER)還會對所有價格異常波動進行調查。

總的來說,如果一個價區內的用電負荷都是由價區內的發電機組供應,那么這個價區的市場出清價就是價格最高的被調度發電機組的報價。但是因為價區與價區之間存在跨價區輸電線路,而且經常出現因本地發電能力不足需要跨價區調度的情況,一個價區的出清價也常常會是其他價區發電機組的報價。

鑒于技術的進步和現有電表精度的提高,AEMO已決定在2021年7月1日起將半小時結算周期改為5分鐘。屆時結算電價的周期將與出清周期一致,結算電價即為該出清節點電價,進一步提高了結算密度,給電網調度、發電控制和輔助設備的控制精度帶來了更進一步的挑戰。

通過市場規律穩定電力供給

拋開聯邦及州政府對清潔能源和低碳排放能源發展的扶持政策、二級市場上的各種避險以及金融產品不談,全電量池交易市場的根本在于這種交易方式通過市場的供需關系穩定了電力作為社會發展基礎需求的供給與價格。

簡單來說,如果整個市場的電力需求增長長期維持在一個較高的水平,并呈現持續上升的趨勢時,在電力供給的增長速度維持不變的情況下,電力批發市場上的電力價格也會因趨于賣方市場的供需關系而維持在較高的水平。較高的批發電價也就意味著投資回報率的增加。這時,資本的趨利性就會引導更多資本進入發電市場,提高對發電資產的投資力度,增加總體電力供給能力的上升速度。在電力需求增長速度降低的時候,電力供給能力上升的速度大于需求增長的速度,電力批發價格因趨于買方市場而降低。同時發電資產投資力度降低,電力供給能力的上升速度也會隨之降低。這樣從長期來看,電力價格的變化就會處于一個比較穩定的水平。

穩定電力的供給和電價既可以滿足人們正常生產生活需求,也可以保證在發展經濟的同時,其他商品的價格不會因電力價格的不穩定而出現不可控波動。

國家電力市場還通過劃分價區的方式對管轄范圍內的數個區域電網進行了劃分。這樣企業在進行發電資產投資的時候,就會因在建設成本基本一致的情況下,電價更高的地區投資回報率更高而優先在電力批發價格較高的地區內建設。這種通過地理范圍的劃分方式既能夠在一定程度上減少需要大規模遠距離輸電情況的發生,降低遠距離輸電線損對發電原材料的浪費,又可以避免因本地消納能力不足造成的頻繁限發。

對于風電、光伏等可再生能源來說也是一樣,因為電力批發價格幾乎完全通過市場規律決定,高電量供需比的價區通常會因為電力批發價格的降低而成為低投資回報區域。發電企業在進行投資決策的時候就不得不把該價區內的電力供給能力和用電需求充分納入考慮。這樣可以在一定程度上避免出現因政策原因導致發電企業一股腦涌入某一被扶持區域,造成該區域內因消納能力不足,跨區輸電線路容量不足,出現棄風、棄光等限發控制的情況。

從過去20年澳大利亞國家電力市場的運行與電價來看,發電側電力批發市場通過全電量池交易市場的方式,明確了電力這一特殊商品的商品屬性,讓電力市場的供需關系充分體現在電力批發價格上,充分穩定了電價和電力供應。

作者:國家能源集團澳洲清潔能源公司 楊果碩

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責任編輯:葉雨田

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