上一篇里(深度｜電力市場中輸配電定價和能量定價之間的協(xié)調(diào)問題)，主要對市場總體的電價、阻塞成本、發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)的成本等進行分析。這一篇里對不同位置(節(jié)點)的市場參與者的成本、收益和利潤進行分析，進而討論與輸電定價之間的關(guān)系。

一、系統(tǒng)和市場模式概述

1、系統(tǒng)概況

上篇文章以簡單的兩節(jié)點系統(tǒng)為例對一些不同的能量市場定價方法進行了分析。

圖1簡單兩節(jié)點系統(tǒng)

2、變量說明

本文中，沒有特別說明，大寫變量P代表有功出力，小寫變量p代表價格，R代表收益，大寫C代表成本，小寫c代表單位成本。下標或上標中，G代表發(fā)電，L代表負荷，max代表最大限值，off代表限下(由于約束調(diào)低出力)，on代表限上(由于約束調(diào)高出力)，com代表補償(主要是由于阻塞造成的成本的補償)，conj和c代表約束，o代表機會成本或報價，Σ代表總指標。符合Δ指無約束出清和約束出清結(jié)果的差別。

對于出力、功率類的變量，單位為MW，價格類的變量，單位為￥/MWh，總收入、總成本類的變量，單位為￥。

3、場景設(shè)置

考慮機組最大出力、輸電極限等不同的情況，建立了四個場景。各個場景下的系統(tǒng)參數(shù)和出清結(jié)果如表1所示。

主要變量：PmaxG1：G1最大出力;PmaxG2：G2最大出力;PL1：L1的負荷;PL2：L2的負荷;p0,G1：G1報價;p0,G2：G2報價;PmaxAB：聯(lián)絡(luò)線AB的最大傳輸功率;MCP0：無約束統(tǒng)一出清價;P0,G1：G1的無約束出清量;P0,G2：G2的無約束出清量;LMPA：A節(jié)點的實時電價;LMPB：B節(jié)點的實時電價;Pc,G1：G1的約束出清量;Pc,G2：G2的約束出清量。

表1簡單系統(tǒng)典型場景

場景1和場景2下無網(wǎng)絡(luò)阻塞，場景3和場景4下發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)阻塞。場景2下發(fā)電G1達到了最大出力。

4、無約束場景出清結(jié)果

1)計算公式

為了大家更好理解出清結(jié)果，這里給出相關(guān)計算公式。

【1】發(fā)電單位成本=報價po(注：這里假設(shè)發(fā)電按成本報價，實際中發(fā)電的報價還需要考慮很多因素，存在市場博弈的問題，這里假設(shè)市場競爭充分，企業(yè)完全按真實成本報價)

【2】發(fā)電總成本=發(fā)電單位成本*出清量

CG=p0*PG

【3】發(fā)電收入=統(tǒng)一出清價*出清量

RG=MCP*PG

【4】發(fā)電利潤=發(fā)電總收入-發(fā)電總成本

πG=RG-CG=(MCP-p0)*PG

表2給出兩個無約束場景1、場景2的出清結(jié)果，也分別對應場景3、場景4下的無約束出清結(jié)果。

2)出清結(jié)果

表2場景1、2下的出清結(jié)果(無約束)

場景1和場景2的區(qū)別主要是發(fā)電G1的最大出力不同。場景1下，發(fā)電G1的容量較大(280MW)，足夠供給L1和L2負荷，因此系統(tǒng)統(tǒng)一出清價是200￥/MWh。場景2下，發(fā)電G1的容量變小(250MW)，無法滿足全部負荷的需求(270MW)，需要高成本的機組G2發(fā)部分的電。由于G2成為了邊際機組，并采用統(tǒng)一出清價的方法，在場景2下，不僅節(jié)點2的電價為300￥/MWh，節(jié)點1的電價也變?yōu)榱?00￥/MWh，系統(tǒng)的總購電成本大大增加。

無約束出清下，當出現(xiàn)了發(fā)電出力約束時(場景2)，系統(tǒng)統(tǒng)一出清價大大升高(從200升高到300)，從而給約束受限機組(G1)較大的利潤(25000元)。可以認為這是一種缺稀租金，給市場一個教強烈的信號(節(jié)點A的G1類型的發(fā)電容量緊缺)，引導市場參與者的投資決策。

3、阻塞管理模式

本篇文章中，考慮模式1-1和2-1兩種市場模式，2-1又細分了四種情況。

(1)(模式1)對無約束出清出力按無約束出清電價結(jié)算，對由于約束造成的出力變化進行補償。

①按照根據(jù)報價計算的機會成本補償(模式1-1)。

(2)(模式2)對所有的發(fā)電和負荷按照其所在(區(qū)域)節(jié)點的LMP結(jié)算

①分配輸電權(quán)給負荷，將阻塞盈余分配給輸電權(quán)所有者(模式2-1);

1)2-1-1：輸電權(quán)分配給受限區(qū)負荷(L2)，分配的輸電權(quán)數(shù)量正好等于實際潮流。

2)2-1-2：輸電權(quán)分配給受限區(qū)負荷(L2)，分配的輸電權(quán)數(shù)量等于負荷實際需求。

3)2-1-3：輸電權(quán)按比例分配給不同的負荷(L1和L2)，分配的輸電權(quán)數(shù)量正好等于線路實際功率。

4)2-1-4：輸電權(quán)按比例分配給不同的負荷(L1和L2)，分配的輸電權(quán)數(shù)量等于負荷實際功率。

模式1-1下，對約束造成的阻塞成本按郵票法分配給負荷。

本例中即將阻塞成本按照170:100的比例作為Uplift分攤給L1和L2。

模式2-1下，分配輸電權(quán)給負荷，將阻塞盈余分配給輸電權(quán)所有者。也就是說，首先將可能發(fā)生阻塞的線路的輸電權(quán)按一定方式分配給負荷，然后具有輸電權(quán)的市場主體就可以獲得輸電權(quán)對應的阻塞盈余。

模式2-1又根據(jù)分配的輸電權(quán)數(shù)量和分配方法的不同，分為四種情況。

模式2-1-1和模式2-1-2將輸電權(quán)全部分配給送入受限的負荷，在本例中就是負荷2。模式2-1-1下，負荷分配得到的輸電權(quán)正好等于阻塞線路的實際潮流(60MW);模式2-1-2下下，負荷分配得到的輸電權(quán)等于負荷的實際功率(100MW)。在一些情況下，可能等于阻塞線路的實際潮流，在另外一些情況下，可能大于阻塞線路的實際潮流。

模式2-1-3和模式2-1-4下，輸電權(quán)按比例分配給不同位置的負荷(相當于將阻塞盈余按照負荷的比例按郵票法分配給負荷)。也可以再細分為兩種情況，模式2-1-3下，每條線路的輸電權(quán)的總的分配數(shù)量與線路的實際潮流一致，模式2-1-4下，輸電權(quán)的分配數(shù)量考慮負荷的需求。

二、模式1下的市場出清及結(jié)算結(jié)果

1、計算公式

【5】發(fā)電總收入=無約束出清收入+約束出清補償

RΣ=R0+Rcom

【6】無約束出清收入=無約束出清價*無約束出清量

R0=MCP0*P0

【7】約束出清補償=限上補償 或者 限下補償

Rcom=Roncom或者Roffcom

【8】限上量=約束出清量-無約束出清量

Pon=Pc-P0(Pc>P0)

【9】限下量=無約束出清量-約束出清量

Poff=P0-Pc(Pc

【10】限上補償價=報價

pon=p0

【11】限上補償=限上補償價*限上量

Roncom=pon*Pon=p0*(Pc-P0)

【12】限下補償價=限下機會成本價-減少出力的無約束單位收益

=(MCP-報價)- MCP= -報價

poff=-p0

【13】限下補償=限下補償價*限下量=-報價*限下量

= -報價*(無約束出清量-約束出清量)

=報價* (約束出清量-無約束出清量)

Roffcom=p0*(Pc-P0)

【14】總補償(總阻塞成本)=限上補償+限下補償

RΣcom=Σipoi*(Pci-P0)

從上面的公式看到，無論是限上還是限下，補償費用可以用統(tǒng)一的公式【Rcom=p0*(Pc-P0)】表示，系統(tǒng)總補償，即總阻塞成本為Σipoi*(Pci-P0)，這里的下標i表示第i個市場主體。

【15】發(fā)電總成本=報價*約束出清量

CG=p0*Pc

【16】發(fā)電利潤=發(fā)電總收入-發(fā)電總成本

πG=RΣ-CG

【17】用戶總費用=無約束出清費用+分攤的阻塞成本

CΣ=C0+Cconj

【18】無約束出清費用=無約束出清價*無約束出清量(負荷)

C0=p0*P0

【19】分攤的阻塞成本=總阻塞成本*分攤占比

Cconj=RΣcom*k

這里總阻塞成本即為所有發(fā)電的約束出清補償之和，即RΣcom。分攤占比k指某個市場成員分攤的阻塞占總阻塞成本的比例，這里取為負荷占比，即：分攤比例=負荷占總負荷的比例。

2、出清及結(jié)算結(jié)果

表3為模式1場景3、場景4下的出清和結(jié)算結(jié)果。

表3場景3、4下的發(fā)電福利分析

3、結(jié)算分析

從表2看到，發(fā)電G1和G2在系統(tǒng)發(fā)生阻塞以后，發(fā)電計劃發(fā)生了變化，G1多發(fā)，G2少發(fā)，但其總利潤均未發(fā)生變化。也就是說，電網(wǎng)阻塞的情況對電廠的利潤沒有影響。發(fā)電利潤沒有變化的原因是系統(tǒng)對其上調(diào)、下調(diào)出力進行了補償，補償?shù)幕驹瓌t就是：對市場成員因為阻塞造成的利潤的減少進行補償。

補償?shù)某杀救绻扇w負荷分攤，則負荷的購電成本會增加。

二、模式2下的市場出清及結(jié)算結(jié)果

1、計算公式

模式2下的計算公式相對比較簡單，發(fā)電和用戶可以用相同的公式。

【20】總費用=能量市場費用+輸電權(quán)收入

【21】能量市場費用=節(jié)點電價*節(jié)點出清量

【22】輸電權(quán)收入=輸電權(quán)價格*輸電權(quán)數(shù)量

【23】輸電權(quán)價格=末端節(jié)點價格-首端節(jié)點價格

以上公式對發(fā)電、負荷均適用。定義流入系統(tǒng)為正。則對發(fā)電來說，節(jié)點出清量為正，能量市場收入為正。對負荷來說，節(jié)點出清量為負，能量市場為負。

模式2的各個子模式的區(qū)別主要在于輸電權(quán)的分配方式不一樣。

2、不考慮輸電權(quán)下的結(jié)果

1)模式2下不考慮輸電權(quán)收益的出清和結(jié)算結(jié)果

表4模式2下的出清結(jié)果

2)不考慮輸電權(quán)情況下模式1和模式2結(jié)果對比

考慮到場景1和場景2實際上是場景3和場景4的無約束出清結(jié)果，為了方便和模式1的結(jié)果進行對比，根據(jù)表2、表3、表4的內(nèi)容得到表5。

表5模式1和模式2(不考慮輸電權(quán))下的出清結(jié)果比較

3)結(jié)果分析

分析表5的結(jié)果，可以得到以下結(jié)論：

(1)不同阻塞管理模式下，對同一種系統(tǒng)場景，調(diào)度方案(G1和G2的出力)都一樣，發(fā)電成本也都一樣(見第27-29，36-38行)。也就是說，不同的阻塞管理方式下，可能造成的市場主體的利益分配一樣，但社會總福利是一樣的，都是使得社會福利最大化，在不考慮負荷用電效益的差別的情況下就是發(fā)電成本最小。

(2)系統(tǒng)場景中網(wǎng)絡(luò)約束、發(fā)電約束的不同都造成發(fā)電成本的變化(見第47-49行，即系統(tǒng)的阻塞成本)，進而造成發(fā)電收益(見第50-52行)、發(fā)電利潤(見第53-55行)、負荷費用(見第56-58行)的變化。具體發(fā)電成本變化與發(fā)電收益、負荷費用變化之間的差別與阻塞管理模式有關(guān)。可以認為這個差別反映了相應資源的缺稀租金：給予具有缺稀的資源的市場參與者超額利潤。(注：經(jīng)濟學中討論的成本一般指機會成本，包含了社會平均的、合理的利潤。因此，如果計算出來企業(yè)的利潤為零，代表其獲得了正常的利潤。如果計算的結(jié)果企業(yè)的利潤大于零，代表其獲得了超額利潤，可以用來擴大再生產(chǎn)。)

(3)發(fā)電利潤的分析(見第21-23，40-42，52-55行)。針對場景4的情況，在不考慮網(wǎng)絡(luò)約束的情況下出清(即場景2的結(jié)果)，G1即可獲得超額利潤(25000元)。這是由于這時候?qū)ο到y(tǒng)來說G1的資源是缺稀的，市場希望給出一種經(jīng)濟信號激勵G1類型電源的投資?？紤]網(wǎng)絡(luò)約束以后，模式1下G1仍然獲得了相同的超額利潤(25000元)，也就是說，模式1下發(fā)電企業(yè)的利潤不受阻塞的影響。模式2下，考慮網(wǎng)絡(luò)阻塞后，由于網(wǎng)絡(luò)阻塞更為嚴重，市場出清中起作用的約束變?yōu)榱司€路AB的傳輸限制，發(fā)電機G1的出力約束變?yōu)椴黄鹱饔眉s束，因此G1的報價不影響市場出清價，G1的利潤減少，變?yōu)榱?。也就是說，在模式2的定價機制下，可能造成某些發(fā)電的利潤在一些情況下反而減小的情況。

(4)模式2下對場景3、場景4，都產(chǎn)生了6000元的阻塞盈余(見第46行)，這反映了AB之間的線路資源的缺稀價值。阻塞盈余如何分配是不同市場模式的一個主要的差別的地方。一般來說，如果線路由商業(yè)機構(gòu)投資，可以將相關(guān)盈余分配給相關(guān)的商業(yè)投資機構(gòu)，如果由受管制的電網(wǎng)企業(yè)投資，一般將阻塞盈余分配給電網(wǎng)成本的支付者，即電網(wǎng)的用戶。阻塞盈余的分配可以通過不同的方式實現(xiàn)，包括輸電權(quán)、輸電權(quán)收益權(quán)、等比例分配等。下一節(jié)對一些典型的輸電權(quán)分配方式進行介紹。

(5)從負荷的費用來看。模式1下，負荷增加的電費支出為系統(tǒng)為解決阻塞問題讓某些機組上調(diào)、下調(diào)導致的成本。由于阻塞，一般需要讓高成本(報價)的機組上調(diào)，而讓低成本(報價)的機組下調(diào)，并成對出現(xiàn)。上調(diào)機組和下調(diào)機組報價之間的差，就是阻塞的單位成本。本例中，阻塞的單位成本為100￥(=300-200)，阻塞造成的調(diào)節(jié)出力在場景1和3下是40MW，在2和4下是20MW，因此阻塞成本分別為4000元和2000元。

(6)模式2下，由于負荷按照所在節(jié)點的價格結(jié)算，當發(fā)生阻塞時，受限地區(qū)(節(jié)點B的L2)的負荷的費用會大大增加(即使只有1單位的電是從較貴的機組發(fā)出的，所有的用電負荷都要按照較貴機組確定的價格結(jié)算)。本例的場景3下，負荷L2的購電成本從20000元升高為30000元。也就是說，阻塞造成的負荷費用的增加(1000元)可能遠遠大于實際的阻塞成本(4000元)。

(7)場景4模式2下，發(fā)生阻塞后，由于發(fā)電G1的最大出力約束不再是起作用約束，A地區(qū)的電價降低，負荷的電費支出反而大大降低(從無約束出清的51000元變?yōu)?4000元)。

(8)結(jié)合場景2和場景4，對A區(qū)的負荷來說，如果采用模式1，即使本地發(fā)電機的容量(270)遠遠大于本地負荷(170)，當A區(qū)與外面有聯(lián)絡(luò)時，A區(qū)的無約束出清電價反而比有約束更高。也就是說，網(wǎng)絡(luò)約束會降低A區(qū)的電價。實際上，可以認為網(wǎng)絡(luò)約束起到了國際貿(mào)易中進出口限制、關(guān)稅的類似的作用。網(wǎng)絡(luò)約束的存在使得本地的便宜的資源(A區(qū))不能大量外送，在一定程度上限制了價格的升高，保護了本地的消費者。

3、輸電權(quán)分配方案

1)輸電權(quán)簡介

輸電權(quán)，簡單的說就是輸電的權(quán)利，一種財產(chǎn)權(quán)。一般的財產(chǎn)權(quán)包括三個方面的權(quán)利：使用權(quán)、排他權(quán)和收益權(quán)。電力市場中，輸電權(quán)一般不具有排他權(quán)。根據(jù)其是否有使用權(quán)，分為物理輸電權(quán)和金融輸電權(quán)。物理輸電權(quán)具有使用權(quán)和收益權(quán)，金融輸電權(quán)僅具有收益權(quán)。另外，輸電權(quán)又可以分為點到點輸電權(quán)和基于關(guān)鍵支路(flowgate)的輸電權(quán)。

輸電權(quán)機制是和節(jié)點定價機制(模式2)配套的一種處理阻塞造成的一些問題的機制。主要解決以下問題。

(1)阻塞盈余的分配問題。從表4和表5看到，模式2下，用戶的總電費大于電廠的總收益，差額部分(6000元)即為阻塞盈余。需要將該部分阻塞盈余分配。

(2)受阻塞影響市場成員的補償問題。從前面的分析看到，由于阻塞，一些用戶在一些情況下的購電成本會發(fā)生變化。比如在前一節(jié)的第(5)條中分析的，模式2場景3下，L2的購電成本增加。由于阻塞引起的市場成員成本、收益、利潤等的變化，是否應該由市場成員自己承擔，是否應該補償?如果認為需要補償，可以通過給相應的市場成員分配一定的輸電權(quán)(對金融輸電權(quán)就是輸電權(quán)收益權(quán))來實現(xiàn)補償?shù)淖饔谩?/p>

2)輸電權(quán)分配方案

本文中討論的四種子模式下的輸電權(quán)分配方案如表6所示。為了方便比較，將上面分析的不進行輸電權(quán)分配的方案稱為模式2-1-0。

模式2-1-0：不進行輸電權(quán)分配。

模式2-1-1：輸電權(quán)分配給L2，分配的輸電權(quán)數(shù)量正好等于實際潮流PAB。

模式2-1-2：輸電權(quán)分配給L2，分配的輸電權(quán)數(shù)量為負荷需求PL2。

模式2-1-3：輸電權(quán)按比例分配給L1和L2，分配的總輸電權(quán)數(shù)量為PAB。

模式2-1-4：輸電權(quán)按比例分配給L1和L2，分配的總輸電權(quán)數(shù)量等于PL2。

表4模式2下的輸電權(quán)分配方案

4、輸電權(quán)收益

模式2四種子模式下的輸電權(quán)收益如表5所示。

表5模式2下的輸電權(quán)收益

5、模式2的總體結(jié)算結(jié)果

模式2四種子模式下的各市場主體的總體的結(jié)算結(jié)果如表6所示。由于場景3和4下各種市場模式下的結(jié)算結(jié)果都相同，在表格里將這兩種場景的結(jié)果合并一起展示。場景1和場景2下，由于阻塞價格為零，輸電權(quán)收益為零，各種子模式下結(jié)果也均相同。由于各種模式中均沒有分配輸電權(quán)給發(fā)電，所以發(fā)電各種模式下的結(jié)果相同。

表6模式2下的總結(jié)算

可以看到，節(jié)點定價體系(模式2)下，當發(fā)生阻塞時，發(fā)電和負荷均按節(jié)點電價結(jié)算，會產(chǎn)生阻塞盈余。如果事前分配了輸電權(quán)，可以將阻塞盈余分配給相應的市場參與者。

如果分配給市場成員的輸電權(quán)數(shù)量大于實際的潮流(模式2-1-2和模式2-1-4)，則會產(chǎn)生阻塞盈余的缺額(-4000)：阻塞盈余(6000元)小于需要付給輸電權(quán)所有者的阻塞收益(10000元)。如果需要保證阻塞管理方面資金的平衡，可以在事后結(jié)算時采用等比例調(diào)整具有輸電權(quán)的市場成員的輸電權(quán)收益的方法(相當于減少了分配給市場成員的輸電權(quán)，使其正好等于線路的實際潮流)。

模式2-1-1和2-1-3的區(qū)別主要是輸電權(quán)分配的方式不一樣，模式2-1-1下將阻塞線路的輸電權(quán)分配給了受到阻塞約束外電無法送入地區(qū)(B地區(qū))的負荷，模式2-1-3下則將阻塞線路的輸電權(quán)按郵票法分配給所有節(jié)點的負荷。

在模式2-2-2下，各負荷(L1和L2)的總費用均與無約束出清(場景1)相同。也就是說，負荷的費用完全不受阻塞的影響，阻塞的風險完全規(guī)避。但是，由于付給負荷的輸電權(quán)收益(10000元)大于能量市場獲得的阻塞盈余(6000元)，阻塞管理的費用收支不平衡，產(chǎn)生了缺額。

模式2-2-1下，受阻塞影響的負荷(L2)由于阻塞增加的成本(4000元)相比沒有輸電權(quán)分配情況下(10000元)降低(降低了6000元)，但沒有完全消除(仍有4000元成本)。這種模式下阻塞管理的相關(guān)費用可以收支平衡。

模式2-2-3和2-2-4下，未受阻塞影響的負荷(L1)由于分配到了部分輸電權(quán)，獲得了一部分輸電權(quán)收益，總的購電成本相比沒有阻塞前更低。2-2-3及2-2-4的區(qū)別與2-2-1和2-2-3的區(qū)別類似，主要區(qū)別在于是否能保持阻塞管理費用的收支平衡。

三、能量市場定價方式的選擇及與輸電定價的關(guān)系

從上面的分析看到，能量市場考慮阻塞的不同處理方法，有很多種定價方法。不同的定價方法下，各市場成員的成本、收益、利潤等都會有一定的不同。以上介紹的各種方式，都可以在一些實際電力市場中找到應用(或一些變形)。實際電力市場設(shè)計中，如何進行選擇呢?

不同的能量市場定價方法，或者說阻塞管理方法的區(qū)別，本質(zhì)上反映了對輸電服務(wù)的責任、權(quán)利的理解的不同。

1、模式1(事后阻塞管理，統(tǒng)一定價)

模式1下，首先無約束出清計算得到出清價、出清量，即初步的結(jié)算結(jié)果。然后考慮網(wǎng)絡(luò)約束重新出清，對因阻塞引起的發(fā)電出力調(diào)整進行補償，保證其利潤不受變化。因阻塞造成的發(fā)電成本的增加按郵票法分攤給不同位置的負荷，不同位置的負荷承擔的電價也相同。這種方式實際上隱含了這樣的邏輯：處于不同電網(wǎng)位置的發(fā)電企業(yè)和用戶都有平等的使用電網(wǎng)的權(quán)利?；蛘哒f，電網(wǎng)有責任、有義務(wù)保證所有位置的發(fā)電、用戶的電力交易的需求，如果由于網(wǎng)絡(luò)約束的原因造成了其交易電量的變化，電網(wǎng)有責任進行補償。

有人會問，處于不同位置的發(fā)電或負荷對電網(wǎng)的影響是不一樣的，造成的電網(wǎng)的成本也是不一樣的：遠離負荷中心的發(fā)電的電網(wǎng)成本更高，憑什么與在負荷中心的發(fā)電有同等的使用電網(wǎng)的權(quán)利?

這主要與相關(guān)的輸電定價機制有關(guān)。比如，英國采用的是模式1的阻塞管理方式，這與英國的輸電定價方法是對應的。英國的發(fā)電和負荷都需要支付輸電費用，輸電費用按一種與位置相關(guān)的定價方式收取，簡單的說：遠離負荷中心的發(fā)電和遠離電源中心的負荷需要支付較高的輸電費，而靠近負荷的發(fā)電和靠近發(fā)電的負荷的輸電費相對較低。

這樣，就可以理解模式1的邏輯了：電網(wǎng)的用戶(發(fā)電和負荷)都已經(jīng)按其所在位置支付了輸電費，傳輸成本高的，已經(jīng)繳納了較高的輸電費，這樣，不管在什么位置的發(fā)電或負荷，都有平等的在英國電網(wǎng)范圍進行電力交易的權(quán)利。對由于網(wǎng)絡(luò)阻塞造成的發(fā)電出力的調(diào)整(限上和限下)，按照機會成本的原理進行補償。

2、模式2(事前阻塞管理，節(jié)點定價)

模式2下，不需要進行一次無約束出清，直接進行考慮網(wǎng)絡(luò)約束的出清，發(fā)電和負荷都按照所在節(jié)點的電價進行結(jié)算。這種方式下，如果發(fā)生阻塞，則導致不同位置的電價不同，從而產(chǎn)生阻塞盈余。需要進一步定義阻塞盈余的分配方法。

阻塞盈余的分配方法實際上也與輸電服務(wù)定價方法有關(guān)。

1)如果阻塞線路是商業(yè)的投資機構(gòu)投資的，一般允許將阻塞盈余分給相應的線路投資機構(gòu)。在歐洲有許多這樣的案例。特別是一些直流線路，可以控制線路上的功率。商業(yè)投資機構(gòu)從線路兩端的價格差獲得收益。并可以根據(jù)需要調(diào)整線路的功率。但是，很多研究結(jié)果和實際案例表明，這種方法常常導致線路的投資機構(gòu)不能獲得足夠的收益補償其成本。而且本身這種機制存在一些不合常理的問題：輸電容量越大，線路兩端的價差越低，導致計算出來的阻塞盈余可能反而減少。極端情況下，當輸電容量大到不發(fā)生阻塞以后，阻塞盈余變?yōu)榱?。這個問題的主要原因是：阻塞盈余反映的是線路在現(xiàn)有容量基礎(chǔ)上增加容量造成的社會福利的增加(發(fā)電成本的降低)，并不能反映線路整體對系統(tǒng)總的福利的貢獻?？梢杂眠@個信息進行發(fā)電投資和輸電投資的選擇，但無法保證輸電成本的回收。已經(jīng)有一些學者研究了一些其他的方法，比如商業(yè)線路投資機構(gòu)的收益包括一部分固定收益和阻塞收益等。

2)如果阻塞線路是由受管制的、壟斷的電網(wǎng)公司投資的，阻塞收益可以用來分配給電網(wǎng)的使用者，或者用來降低輸電準許收入。

(1)分配給電網(wǎng)的使用者。對于電網(wǎng)的長期用戶，已經(jīng)簽訂了輸電服務(wù)合同，繳納了輸電費，因此也就有了在電網(wǎng)內(nèi)進行電力交易的權(quán)利。從上面的分析看到，阻塞可能造成一些負荷購電成本的增加(場景3下的負荷L2，增加了10000元，具體見表5的第58行)。因此，需要對其進行一定的補償。具體應該補償多少呢?

①分配的總的輸電權(quán)容量。模式2-1-1和2-1-3中，分配給用戶的總的輸電權(quán)數(shù)量為60W，與線路AB的實際潮流正好相等。這樣，能量市場的阻塞盈余正好等于需要支付給輸電權(quán)所有者的費用，阻塞管理的資金收支平衡。大多數(shù)市場是采用的這種方式。但是輸電權(quán)一般在較早的時間比如一年前就需要分配，只能根據(jù)對線路未來實際潮流的預測來進行分配。如果預測的多了(比如本例中，預測A、B區(qū)之間可以有100MW的輸電容量，從而分配了100MW的輸電權(quán))，就會造成阻塞管理資金的虧空(虧損4000元)。實際中，可以通過調(diào)整支付給輸電權(quán)所有者的價格來解決：本例中，每MW輸電權(quán)的價格從100元降為60元。美國電力市場中輸電權(quán)拍賣收益權(quán)(Auction Revenue Rights，ARRs))概念的提出一定程度上就是為了解決這個問題。

②分配的對象。一般將輸電權(quán)分配給電網(wǎng)的使用者。理論上，發(fā)電和用戶都是電網(wǎng)的用戶。但是，有些市場中(如美國電力市場)僅由用戶支付輸電費，因此輸電權(quán)僅分配給用戶。這又存在兩種策略。

1)根據(jù)其在電網(wǎng)中所在的位置，可能的受阻塞影響的程度分配。也就是說，將輸電權(quán)分配給受阻塞影響的用戶。比如本文中的模式2-1-1和2-1-2。

2)不考慮負荷在電網(wǎng)中的位置，將輸電權(quán)平等的按郵票法分配給所有的用戶。

實際市場中應該選擇上面兩種思路中的哪一種，應該取決于不同位置的輸電用戶繳納的輸電費是否相同。如果繳納的輸電費相同，就應該按第二種方法，平等的獲得輸電權(quán)。反之，如果不同位置的用戶繳納的輸電權(quán)不同，則應該根據(jù)其所在位置的不同獲得不同的輸電權(quán)。

(2)阻塞盈余給電網(wǎng)用于減少輸電準許收入。這種方式下，不明確定義輸電權(quán)，將阻塞盈余給電網(wǎng)公司，并用于減少當期或下一期的電網(wǎng)的準許收入。這種方式下，實際上和將輸電權(quán)按郵票法分配給用戶的方法的思路是一致的。但實際結(jié)果受到輸電定價機制的影響。如果輸電定價是單一的電量收費，而輸電權(quán)也是按個負荷相應交易時段的用電量分配，則這兩種方法的結(jié)果將完全一致。實際中，國際上大多數(shù)電力市場的輸電服務(wù)是基于峰荷的收費，因此兩種方法的結(jié)算結(jié)果會有所不同。

總結(jié)

本文首先系統(tǒng)的對兩大類(模式1和模式2)和五小種不同的阻塞管理模式下能量市場各市場成員的的結(jié)算結(jié)果進行了分析。然后，分析了與輸電定價之間的關(guān)系。從分析的結(jié)果看，能量市場應該選擇哪種阻塞管理機制，阻塞成本或輸電權(quán)如何分攤，主要應該考慮輸電服務(wù)的定義以及責任和義務(wù)的規(guī)定。后續(xù)文章再對英國、美國等典型市場的能量市場定價、輸電定價機制進行系統(tǒng)的分析。

作者：荊朝霞,華南理工大學,教授/博士生導師