第一講與第二講電力市場概論

電力市場概論華北電力大學工商管理學院教師：黃輝單位：工商學院電力經(jīng)濟管理教研室郵箱：hh9719@263.net參考教材教材《電力市場》杜松懷主編中國電力出版社參考教材《電力市場競爭》薩莉。亨特中信出版社《電力市場基礎》王錫凡王秀麗等西安交通大學出版社關于課程

概要介紹電力工業(yè)的市場化改革，分析和探討其內在的經(jīng)濟規(guī)律。舉例：計劃經(jīng)濟與市場經(jīng)濟；垂直一體化與剝離；壟斷、管制與引入競爭；價格機制；效率、利潤與社會福利。從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和管理的角度分析，不是技術的角度。舉例：發(fā)電競價技術：調度過程；如何制定發(fā)電計劃，維持系統(tǒng)經(jīng)濟、穩(wěn)定運行，如各類機組的位置；管理阻塞、調頻和調壓。

經(jīng)濟和管理：交易市場，價格和結算；競價博弈，市場結構，市場勢力。課程內容電力工業(yè)概況和電力需求側電力市場改革模式和交易理論電力市場改革模式的案例分析電價概論博弈論與發(fā)電廠競價上網(wǎng)電力監(jiān)管和市場勢力第一章電力工業(yè)概況

一、電力工業(yè)的功能

二、電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結構三、電力工業(yè)特有的關鍵因素

四、電力需求側---負荷理論10-110KV220-500KV鍋爐汽輪機電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動力部分熱網(wǎng)G動力系統(tǒng)負荷10-0．4KV降壓變壓器降壓變壓器升壓變壓器發(fā)電機一、電力工業(yè)的功能電力系統(tǒng)示意圖一、電力工業(yè)的功能1、電力工業(yè)的物理功能1．1發(fā)電（生產(chǎn)）一、電力工業(yè)功能1．發(fā)電總成本35％～50％石油的比較（一對多（汽油、柴油和煤油）、多對一）燃料（煤、油、天然氣、鈾）的動力水的落差、鳳、潮汐動力基荷與峰荷：負荷曲線位置、機組開停和出力變化電廠特性（調節(jié)性能）啟停和調節(jié)時間、費用和最小技術出力電力結構我國目前的電力結構為：火電占75%，水電占24%，核電僅1%秦山核電站30萬千瓦，大亞灣核電站2×90萬千瓦

燃氣輪機發(fā)電機組裝機1998年底，我國單機容量為50MW以上等級電站37套。其中，組成300MW等級4套。裝機占火電總容量的３.５％，大部分由國外購進，國產(chǎn)機組只占９.４％

鄒縣發(fā)電廠是254萬千瓦，100萬以上有70座以上（2000年數(shù)據(jù)）

三峽電站共裝設26臺70萬千瓦的發(fā)電機組，總裝機容量為1820萬千瓦，其規(guī)模相當于10座200萬千瓦的大型火電站的容量功能。而北京市用電最大負荷1070萬千瓦，浙江省電力公司最高網(wǎng)供電力負荷1200－1250萬千瓦

一、電力工業(yè)的功能1.1.3各類電廠成本不同TCATCBQTC一、電力工業(yè)的功能1.1.3各類電廠成本不同發(fā)電機類型

固定成本$/kW可變成本$/MWh高級核動力發(fā)電機17294.16燃煤發(fā)電機

102111.77燃氣輪發(fā)電機

31534.40高級聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機

53320.78風力發(fā)電機9190目前造價：火電

水電一、電力工業(yè)的功能1.1.4電廠在負荷曲線中的位置

一、電力工業(yè)的功能1．2輸電2000年前后全國性聯(lián)合電力系統(tǒng)示意圖一、電力工業(yè)的功能1．2輸電1.2.1輸電成本約占電力最終成本的比例？

輸電成本約占電力最終成本的5%到15%。1.2.2輸電限制一、電力工業(yè)的功能1.3系統(tǒng)運行系統(tǒng)運行的功能:

保持發(fā)電廠與負荷（所有用戶瞬時用電的總和）平衡，以確保保持輸電系統(tǒng)穩(wěn)定。電以光速（每秒約186，000英里）傳輸

一、電力工業(yè)的功能系統(tǒng)調度：

調度發(fā)電出力跟蹤負荷、輔助服務（調頻、備用、無功等)輸電線路不過負荷和阻塞調度機構多國：北歐一個國家調度機構（法國、英國、新西蘭）；省或區(qū)域（澳大利亞和中國）；一個獨立公司一套，2000年美國140套；紐約、新英格蘭、PJM電力聯(lián)營體的統(tǒng)一調度。一、電力工業(yè)的功能1.4配電一、電力工業(yè)的功能配電成本配電成本約占電力最終成本的30%~50%。配電的基本任務其基本任務是“線路業(yè)務”——將電從輸電系統(tǒng)輸送給用戶。但是配電的功能實際上不是單一的，因為它屬于本地業(yè)務，通常包括用戶服務、計量、計費和零售。輸電與配電的比較電壓等級和單向和雙向例：國道、高速路和二環(huán)、三環(huán)、普通街道

一、電力工業(yè)的功能比較項目傳輸特點比喻電壓等級結構特點潮流輸電高速公路高網(wǎng)絡雙向配電地方道路低輻射單向一、電力工業(yè)的功能電力工業(yè)的商業(yè)功能零售:零售是面向終端用戶的銷售，它包括一系列商業(yè)職能——購電、定價和售電，還包括用電計量、計費和收費。

電力躉售:對轉售者的電力銷售。物理過程發(fā)電、輸電、配電、調度環(huán)節(jié)經(jīng)濟過程生產(chǎn)、批發(fā)市場和零售市場銷售額銷售人數(shù)利潤規(guī)模經(jīng)濟和自然壟斷長期平均成本企業(yè)不同的規(guī)模對應的可實現(xiàn)的最低平均成本。規(guī)模經(jīng)濟性企業(yè)的平均成本隨著規(guī)模的增加而降低，隨規(guī)模的增加而效率提高原因：技術和設備的規(guī)模效率；生產(chǎn)組織的規(guī)模效率；最小經(jīng)濟規(guī)模：是能夠實現(xiàn)最低平均成本的最小企業(yè)規(guī)模。自然壟斷成本次可加性：一個企業(yè)提供的服務或產(chǎn)品比多個企業(yè)提供引起成本的成本最低。判斷：當市場規(guī)模小于企業(yè)的最小最優(yōu)規(guī)模舉例：中國汽車行業(yè)的發(fā)展LAC長期平均成本U型最小最優(yōu)規(guī)模Q產(chǎn)量市場規(guī)模LAC長期平均成本L型最小最優(yōu)規(guī)模Q產(chǎn)量市場規(guī)模二.電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結構

1.垂直一體化2.垂直一體化和壟斷的原因

配電的自然壟斷特性輸電的自然壟斷特性協(xié)調發(fā)電和輸電所面臨的技術挑戰(zhàn)要求發(fā)電和輸電之間保持如此緊密的聯(lián)合輸電和發(fā)電的垂直一體化也有利于輸電和發(fā)電的長期規(guī)劃。

發(fā)電的規(guī)模經(jīng)濟，當電廠越來越大，發(fā)電價格越來越低

發(fā)電的規(guī)模經(jīng)濟：核電廠最優(yōu)規(guī)模90－100萬KW;火電廠50－60萬KW,聯(lián)合循環(huán)氣輪機25-40萬千瓦，熱效率可達到60％－65％，常規(guī)火電廠為18％－36％。（大機組36％－41％）輸電系統(tǒng)發(fā)展和互聯(lián)、市場規(guī)模發(fā)電不再是自然壟斷,具備引入競爭的條件我國目前的電力結構為：火電占75%，水電占24%，核電僅1%秦山核電站30萬千瓦，大亞灣核電站2×90萬千瓦

燃氣輪機發(fā)電機組裝機1998年底，我國單機容量為50MW以上等級電站37套。其中，組成300MW等級4套。裝機占火電總容量的３．５％，大部分由國外購進，國產(chǎn)機組只占９．４％

鄒縣發(fā)電廠是254萬千瓦，100萬以上有70座以上（2000年數(shù)據(jù)）

三峽電站共裝設26臺70萬千瓦的發(fā)電機組，總裝機容量為1.82萬兆瓦，其規(guī)模相當于10座2000兆瓦的大型火電站的容量功能。北京市用電最大負荷1070萬千瓦，浙江省電力公司最高網(wǎng)供電力負荷1200－1250萬千瓦

行業(yè)特點公用事業(yè)、自然壟斷、基礎和能源產(chǎn)業(yè)能源產(chǎn)業(yè)我國3．85億千瓦支撐著1．4萬億美金的GDP，美國8．5億千瓦支撐了11萬億美金的GDP，日本只有2億千瓦，支撐了4萬億美金的GDP（03年）。公用事業(yè)和基礎產(chǎn)業(yè)公共品：具有非競爭性和非排他性非競爭性：可以共享，消費數(shù)量與消費者無關。非排他性：不能將某個消費者排除在外。準公共品：具有非競爭性或非排他性規(guī)模經(jīng)濟性和外部性經(jīng)濟效益、社會效益（政治目標）福利分析福利：效用或幸福度帕雷托最優(yōu)：增加效用不能以犧牲別人的幸福為代價社會福利函數(shù)羅爾斯和邊沁的福利函數(shù)二.電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結構3.壟斷的經(jīng)濟管制現(xiàn)有兩種基本模式：美國模式：回報率管制企業(yè)收入＝成本＋投資回報率×投資回報率基數(shù)美國3－5年，壟斷和服務產(chǎn)品調整，申請、價格聽證會，供求雙方和監(jiān)管機構，投資的確立（原始資本成本法、現(xiàn)行價格水平資產(chǎn)價值）二.電力工業(yè)的傳統(tǒng)組織結構3.壟斷的經(jīng)濟管制現(xiàn)有兩種基本模式：英國模式：RPI-X——確定給定時期的平均價格，并允許每年根據(jù)通貨膨脹率（零售價格指數(shù)或RPI）減去電力企業(yè)生產(chǎn)效率增長率（X）激勵，避免直接監(jiān)控成本

0.40元/kWh,4%,2%,…,?三.電力工業(yè)特有的關鍵因素1.電力的四個技術事實:■事實1：電不能被儲存

季節(jié)、峰谷、電力在競爭性市場中每小時電力躉售價格淡季一天之中高峰電價和低谷電價的變化一般約達到2：1，旺季達到10：1沒有庫存不能轉售（地點、時間）不能平抑價格波動不能在流通環(huán)節(jié)投機三.電力工業(yè)特有的關鍵因素1.電力的四個技術事實:事實2：電走電阻最小的路徑

流動遵循基爾霍夫定律

并非合同路徑大用戶直供、雙邊交易金融關系與物理關系。不能區(qū)別是誰發(fā)出的電，不可能有標簽和任何差別三.電力工業(yè)特有的關鍵因素1.電力的四個技術事實:事實3：電網(wǎng)電力傳輸互相影響，情況復雜

-系統(tǒng)高度關聯(lián)事故、連鎖反應大面積停電振蕩、失壓和頻率變化美國03年8.14加州大停電：多條線路觸樹短路；引發(fā)大停電；影響5千萬人口，美國8個州、加拿大2個??；輸電距離5萬4千公里；美國損失40－100億美元、加拿大23億美元；輸電網(wǎng)多家經(jīng)營，缺乏協(xié)調。三.電力工業(yè)特有的關鍵因素1.電力的四個技術事實:事實4：電以光速運動

實時平衡調頻三.電力工業(yè)特有的關鍵因素2.系統(tǒng)控制實際上電不同于其他日用品，需要短期協(xié)調。（這里短期協(xié)調是指日前、日中和實時協(xié)調）。系統(tǒng)操作員必須能夠控制電廠。

不管發(fā)生了什么變化，系統(tǒng)調度員必須繼續(xù)實時控制系統(tǒng)，必須告訴發(fā)電廠什么時候運行，什么時候增減負荷，什么時候停機?！笆堑?，先生”?！澳阕屛疫@樣做，準備給我什么補償”

三.電力工業(yè)特有的關鍵因素約束交易規(guī)則的電力的特殊特征特征

問題

設計問題

不能存儲

合同數(shù)量與使用量或出力不匹配

不平衡

最小阻抗的路徑

可能出現(xiàn)的過載

阻塞管理

網(wǎng)絡的相互作用備用、調峰、調頻和無功補償；頻率和電壓；

輔助服務

光的速度

系統(tǒng)調度員需要負責計劃和調度

三.電力工業(yè)特有的關鍵因素市場交易規(guī)則設計的四大支柱:不平衡量阻塞管理輔助服務計劃和調度四、電力需求側---負荷理論

1．負荷分類及特征1）按供電關系：直供用戶/非直供用戶/（躉售、轉供用）2）按電價：照明用戶、非工業(yè)、普通工業(yè)、大工業(yè)、農(nóng)業(yè)、躉售3）按供電電源：高壓用戶、低壓用戶、雙電源用戶、專線用戶4）按用電性質：臨時用戶、季節(jié)性用戶、重要用戶5）按行業(yè)分：農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地質勘探、建筑業(yè)、交通郵電、商業(yè)、城鄉(xiāng)生活、其它。四、電力需求側---負荷理論大用戶315或630KVA高耗能單位產(chǎn)品耗電量≥3000KWh/噸；耗電總成本比重≥40%；行業(yè)電解鋁；鐵合金；電石；燒堿；水泥；鋼鐵。四、電力需求側---負荷理論2.用電構成：四、電力需求側---負荷理論地區(qū)年份工業(yè)商業(yè)居民華北地區(qū)200460.10%7.8%9.4%美國199437.4%28.1%34.3日本199447%21.9%28.6%四、電力需求側---負荷理論3.負荷曲線：

四、電力需求側---負荷理論四、電力需求側---負荷理論4.表征負荷的技術經(jīng)濟指標峰谷差

=最高負荷-最小負荷最小負荷率

=XX期內最小負荷/同時期內最高負荷負荷率

=XX期內平均負荷/同時期內最高負荷最高負荷利用小時

=XX期發(fā)、供、用電量/同期發(fā)、供、用電量最高負荷四、電力需求側---負荷理論5.負荷影響因素分析：國民經(jīng)濟發(fā)展速度；節(jié)假日；大用戶事故檢修；氣象；主要電弧爐、軋鋼機等開停情況；經(jīng)濟形式等。四、電力需求側---負荷理論6．電力需求經(jīng)濟學理論及有關指標數(shù)據(jù)6.1．概述1）定義：E=Q變動%/X變動%2）分類：按影響因素分類:價格彈性（當X＝P時）收入彈性（當X=I時）交叉彈性（當X＝PY時）

四、電力需求側---負荷理論6.2.需求價格彈性(PriceElasticityofDemand)（1）

類型：①EP=0（完全無彈性）；

②EP=∞（完全彈性）；

③EP>1（富有彈性或彈性需求）；

④EP=1（單位彈性）；

⑤EP<1（缺乏彈性或非彈性需求）四、電力需求側---負荷理論（注：1938年亨利.舒爾茲估算了美國某些商品的需求價格彈性。）四、電力需求側---負荷理論6.3.需求收入彈性(IncomeofElasticityofDemand)（1）

類型：

①EI<0（低檔貨）(InferiorGoods)；②EP=0；③0<EI<1（正常貨）(NormalGoods)；④EI=1；⑤EP>1（高檔貨）(SuperiorGoods).四、電力需求側---負荷理論（注：1970年，英