什么是节点电价?

基于最优潮流的节点电价计算法研究
本文首先介绍了国外电力市场节点电价理论的研究和应用情况，根据我国区域电力市场建设进程，有针对性的分析了采用节点电价体制的优点。本文介绍了交流最优潮流和直流最优潮流在一般电力市场节点电价计算中的应用，并对基于两种电价算法建立相应数学模型，推导出节点电价数学公式。以ieee-14母线系统算例证明，节点电价能够有效反映电力资源稀缺程度，提高电力资源的使用效率，同时可为投资者提供可靠的经济信号。本文进一步介绍了传统的考虑节点边际输电损耗的节点电价计算法，并提出一种改进的节点电价模型，并以简单的3节点母线系统进行算例分析说明。此外本文提出一种考虑网络损耗的节点电价近似算法，并以ieee-14母线系统算例表明，考虑网损成本的节点电价不仅保持了原有节点电价的优点，而且可进一步激励电源和电网投资，引导经济合理的运行方式，完善电力市场电价体系，促进电力市场的建设。作 者:王永强
学科专业:电力系统及其自动化
授予学位:硕士
学位授予单位:上海交通大学
导师姓名:侯志俭
学位年度:2007
研究方向:
语 种:chi
分类号:
关键词:节点电价计算法
电力市场
输电损耗
机标分类号:tm728.3
机标关键词：
基于输电市场长期效率的节点电价研究
**贵阳**门户网站 http://www.gygov.gov.cn |更新时间：2009-02-03|来源：中经专网
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[摘要]国外电力市场普遍实的节点电价制度对我国电力市场的改革具有重要的借鉴意义。本文从输电市场的长期效率出发，对节点电价内涵、特征及作用进行了深入的分析。通过研究发现，节点电价可以引导输电容量的合理投资，促进发电公司和电力用户有效使用输电网，从而实现输电市场的长期效率。（中经评论·北京）输电市场是输电企业向发电企业、配电企业或用户提供电能输送服务的市场。输电企业的成本以固定成本为主，其运营特点是投资周期长，沉没成本高。输电市场长期效率主要来自于电网企业的长期投资效率、发电企业和用电企业对电网的长期使用效率。节点电价是电力批发市场价格制定的重要方法，已经被广泛应用在美国几个主要的电力市场，如pjm、加州、纽约电力市场。对于节点较为密集的网格状输电网，节点电价法是非常科学的电价制定方法，可以给出丰富的区域或节点价格信号，引导用户合理进行电力消费和投资。节点电价可以引导发电企业和电力用户合理使用电网，而根据节点电价之差确定的输电阻塞价格也是引导输电有效投资的经济信号。另外，以阻塞价格为基础确定的金融输电权（ftr）作为一种长期的产权安排，可以对输电容量的扩展产生有效的激励。当前，我国的输电网建设进入了高速增长期，很多区域电网公司要在“十一五”期间将电网的规模翻一番。在这样的背景下，如何保证电网的投资效率就变得非常重要。所以，关于节点电价和输电投资效率的研究对于我国电力市场的改革与电力行业的健康发展具有重要的意义。一、节点电价的形成机制
节点电价是～种市场定价机制，电力批发市场的买卖双方在提供报价的基础上形成了市场出清价格和交易量。所谓节点，就是输电网中发电厂、电力用户或变电所在某输电网中的位置。节点电价，是指随着节点或位置的不同而不统一的电能价格。节点电价是发电厂卖电的电量电价，比如一度电0.30元。节点电价也是供电商或大用户购买电能的价格，其水平的确定是根据各个节点供电短期边际成本。具体来说，在电网某一运行状态下，该节点增加单位电能消费导致电网和发电厂总体增加的成本。节点电价的形成是基于各发电商的卖方报价、各供电商和大用户的需求报价、对未进行需求报价的电力消费预测、电网运行状态和阻塞情况等因素，是市场定价和电网技术约束共同作用的结果。节点电价主要是竞争性电力批发市场上的电能交易价格。在竞争性的电力批发市场中，多个发电公司直接将电能卖给多个电力大用户和地方供电商（供电公司或配电商），而输电网提供网络输送服务。这个市场主要是一种集中交易市场。目前，我国电力批发市场比较特殊，多个发电公司将电能卖给唯一的、地域垄断的电网公司（输电公司和配电公司），再由该电网公司将电能卖给多个电力用户。这是一个电网公司双边垄断的市场。竞争性批发市场的基础是输电、配电分离和独立输电价格机制形成，配电公司与输电公司分离以后成为批发市场的买方。由于目前我国电力批发市场的实体一般为省或区域，而一个省或区域包含多个地区及相应的地区配电商，所以，只要实现了输院分离，即使没有电力用户直接进入批发市场，由于有多个地区配电商的存在，电力批发市场买方也能形成竞争关系。独立输电价格是电能交易时输电网提供输电网服务的价格。当输电公司有了独立的输电价格，就可以退出批发市场，不参与电力批发市场的交易，而只是作为基础设施运营商，提供网络服务。二、节点电价包含的输电成本信息
输电电价是输电公司的输电服务价格。一般由电网服务费用、网损费用、辅助服务费用和阻塞费用等几部分组成。电网服务费用主要是弥补电网的投资成本、管理成本等固定成本。辅助服务费用主要是电网为了电力系统运行的安全性、可靠性和电能质量保证提供的辅助服务所消耗的成本。网损费用是电能在输电网中传输发生的电能损耗形成的成本。阻塞费用是由于电网输送容量限制导致的电网阻塞形成的成本，它可以是直接进行阻塞管理发生的费用，也可以是电网稀缺容量租金。电网服务费用和辅助服务费用都有独立的价格，但网损费用和阻塞费用可能都包含在节点电价中，没有独立的价格。输电服务是电能从电网某个节点的输入和从电网另外一个节点的输出，而电网是跨地域的基础设施，所以由电能的输入节点和输出节点确定的交易路径就非常重要。由于节点电价是某个电能输入节点卖方的售电价格和电能输出节点买方的购电价格，由此可以推出买方的购电电价中包含电能价格和输电价格，电能价格就是电能输入节点的卖方售电价格，而输电价格就是电能输出节点价格与电能输入节点价格之差。这个输电价格只是输电阻塞价格与网损价格，是输电服务价格中的一部分。三、节点电价与输电市场效率
节点电价是通过最优潮流程序计算出来的，该程序的目标是社会福利最大化。如果电力批发市场的需求为刚性需求，这个目标就等价于发电费用最小化；如果电力批发市场的需求为弹性需求，这个目标就等价于发电公司的生产剩余和电力用户的消费剩余。最优潮流程序根据发电厂的卖方报价和用户、供电公司的买方报价，在电网容量约束满足的前提下安排各方的交易量并确定节点电价。如果在某线路上输电阻塞发生，该线路作为稀缺资源就具有了市场价值（阻塞租金）。当从某一输电路径传输电能时，部分电能会流过该阻塞线路，占用部分线路容量的机会成本就包含在节点电价之中。如果不考虑电网损耗，两个节点的节点电价之差就是输电阻塞价格，它等于这两个节点之间传输电能导致的所有阻塞线路上的机会成本。所以，阻塞线路的阻塞租金、节点电价和输电阻塞价格之间有密切的关系。节点电价包含的阻塞租金信息是有效输电容量判定的重要依据，因而成为引导输电有效投资的重要的价格信号。某一条输电线路的阻塞租金是是指通过增加该线路的单位输电容量导致的电力批发交易中发电成本的减少量，或者是交易中消费者剩余、发电商生产剩余的增加量。这是输电线路容量增加带来的边际容量收益，体现了输电线路容量的真实市场价值。随着线路容量的增加，其阻塞租金会下降。若假设输电边际容量成本不变，可以推断，当增加某一线路单位输电容量带来的收益与由此增加的输电容量成本相等时，也就是边际容量收益等于边际容量成本时，此时该线路输电容量达到最优。电力批发市场的交易时段很短，往往是半个小时或15分钟一个时段。然而，电网投资周期都比较长，一个电网投资周期包含了非常多的交易时段，而某一条输电线路的市场价值取决于在一个投资周期内该线路在所有的阻塞时段或高峰时段的累积阻塞租金。由于节点电价和线路阻塞租金反映了输电投资价值，可以作为有效的投资信号。如果输电线路的边际容量收益高于边际容量成本，说明该线路容量投资不足，可以增加投资；如果线路边际容量收益低于边际容量成本，则说明投资过度，应该减少投资。无论是对电网总体的评价，还是对于某一输电项目的评价，输电容量阻塞租金都可以作为基本的价值评价标准。输电阻塞价值是未来电网投资的收益，可以凭借过去实际发生的线路阻塞价值来预测，也可以通过电力期货市场来对未来的电力交易和输电阻塞价值进行预测。金融输电权是一种输电市场上采用的金融衍生工具，它是将输电阻塞价值产权化的一种安排。在电网的投资市场，电网投资商通过对某条线路容量的投资来获得金融输电权.通过输电权，输电的投资收益权可以被分解、流动，这提高了输电投资市场的效率。而对于输电市场的需求方，考虑到电力市场运行的随机性和不确定性，发电公司和用户的双边交易可以通过购买金融输电权来规避未来可能发生的阻塞收入风险。金融输电权的交易可以通过定期拍卖来实现交易效率。另外，输电权可以分为长期输电权和短期输电权。对于电网投资商来说，出售金融输电权可以**未来的收益，规避了，电力市场的经营风险。所以，长期输电权比短期输电权更具有吸引力。从国外电力市场的实践来看，短期输电权对电网商业投资的激励效果并不理想。所以，基于电力期货市场的长期输电权将是大势所趋。输电阻塞发生以后，一般是发电容量集中的区域的节点电价低，用电和负荷集中的区域的节点电价高。所以，节点电价的分布会鼓励发电公司在负荷集中的区域投资发电厂，或在这一区域原有发电厂增加发电容量；节点电价的分布也会鼓励用电企业在节点电价便宜的发电集中区域落户，或扩大生产。这将导致发电容量充裕的地区用电增加，节点电价水平下降；而发电容量短缺的地区发电容量的增加，节点电价上升，最终各个地区的节点电价水平差异减小。而对于用电成本在总成本40%以上的高耗能企业来说，这种节点电价的引导作用会非常明显。从总体来看，高水平节点电价地区的用户会减少用电，低水平节点电价地区的用户会多用电，而且长期弹性大于短期弹性，这有利于提高电力市场的效率。四、节点电价的应用价值
目前，在我国的各省电力市场并没有独立的输电电价，由自然垄断的省电网公司运营输电网和配电网。省电网公司的收入来自于向电力用户售电的收入与向发电公司买电的费用之差，这就是实际的输配电价，它不包含任何的区域或阻塞信号。从电网用扇来看，发电企业和用电企业面临的价格也是如此。各个发电公司的上网电价都是**制定的管制价格。是按照发电公司平均成本制定的价格，并没有包括区域信号。在2004年****颁布的电价改革方案中，发电公司在未来将采取两部制电价，容量电价由**控制，电量电价在市场中竞价形成。无论是现在的管制价格，还是将来的市场竞价，都未考虑区域信号。各省电力市场的各类电力用户都面临的是由**制定的用户电价，这个价格对全省的用户是统一的，也没有包括区域信号。电网是跨地区的基础设施，如果没有包含区域信息的市场价格去引导的电力的投资和消费，也就不能通过市场机制去实现输电市场的长期效率。从这个角度来看，在条件成熟时，在我国的电力市场引入节点电价制度将有利于电力行业的健康发展。五、结论
本文从输电市场长期效率的视角，分析了节点电价的内涵、市场形成机制和价格引导作用。节点电价是电力批发市场的价格，包含了输电成本信息。节点电价之差反映了输电容量租金或输电阻塞价格，是输电容量作为稀缺资源的市场价值，是引导输电容量合理投资的重要信号。由于节点电价包含丰富的经济信号，电力市场中的各个主体行为可以被有效引导，有利于实现资源的优化配置，这对电力市场的健康发展具有重要的意义。 20210311