【国际电力市场观察】国外新能源参与市场的机制及启示
编者按：国网能源院企业战略研究所围绕国外电力行业市场化改革与市场建设的热点难点问题，主要聚焦于国外电力体制改革历程、电力行业结构演变、电力市场相关政策规则、电力市场模式与机制、电力市场运行情况、电力市场发展趋势等方面，通过对国内外电力市场化改革的最新进展和重大事件进行跟踪和分析，研究改革的发展趋势和规律，为进一步深化我国电力体制改革和电力市场建设提供借鉴和参考。本专栏将围绕国际电力市场的基本模式、最新动态、热点问题、趋势分析、规律研判等方面展开，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。
文章导读：随着世界范围内的可再生能源迅猛发展，各国电力系统面临新的机遇和挑战。在我国电力市场化建设的浪潮中，如何协调电力市场建设与新能源发展正成为日渐迫切的现实问题。“他山之石，可以攻玉”，为促进新能源的发展和利用，世界各主要电力市场国家制定了相应的激励政策，可为我国新能源市场化消纳提供有益借鉴与参考。本文总结了国外主要电力市场国家新能源参与电力市场的价格机制、适应新能源接入的市场交易规则等，并提出了对我国新能源市场化消纳的启示。
国外新能源参与市场的机制及启示
唐程辉
国网能源院
企业战略研究所
目前，国外新能源装机较高的国家中，有些要求新能源参与市场，有些由电网企业保障性收购。具体而言，美国、德国、英国、意大利、西班牙、澳大利亚、葡萄牙、丹麦等国家新能源参与电力市场；日本、芬兰等国家新能源由电网企业直接收购，不参与电力市场。为促进新能源的发展和利用，各国政府制定了相应的激励政策，主要包含价格（补贴）机制、适应新能源接入的市场交易规则等。
（截至2018年底）
一、国外新能源参与电力市场价格机制
国外新能源价格机制主要包括固定上网电价、溢价机制、差价合约（Contract for difference）、可再生能源配额制等。
表1 新能源价格（补贴）机制一是固定上网电价机制。
日本、芬兰等国家实施固定上网电价机制，德国、意大利、葡萄牙等国通常只对容量较小的新能源发电机组实施。
二是溢价机制。
德国（2012年以后）、西班牙、丹麦、荷兰等国采用溢价机制，其中西班牙新能源发电商可自由选择固定上网电价或参与市场的溢价机制。
三是差价合约机制。
英国（2013年以后）实施差价合约，新能源发电商与政府所有的公司签订合约，该公司向新能源发电商支付或收取市场电价低于或高于差价合约敲定价格的部分，相当于由该公司承担市场电价波动的风险，对发电商来说基本等同于固定上网电价。
四是可再生能源配额制。
美国、澳大利亚、挪威、瑞典、英国（2017年以前）采用可再生能源配额制政策。
二、国外适应新能源接入的市场机制
风电、光伏发电等新能源出力存在一定的随机性和波动性，随着新能源发电占比的不断提升，国外在市场组织和运营中充分考虑新能源的发电特性，建立适应新能源接入的市场交易机制。
一是电量偏差处理机制。
考虑到新能源自身存在的出力不确定性，相比于常规能源，新能源在国外电力市场中的偏差处理机制与常规发电机组有所不同。
（1）美国得州电力市场。对常规机组而言，其出力超出考虑辅助服务调用的基点指令值5%或5MW（取二者中较小值）时，将受到偏差处罚。对风电场的基点指令偏差处罚标准要宽松一些，只在弃风状态下风电场出力高于基点指令值10%以上时才予以处罚。
（2）北欧电力市场。风电企业要为其在日前现货市场中的出力预测误差接受惩罚。在平衡市场中，若不平衡量与系统不平衡量相反，则风电企业需接受惩罚，按照日前现货市场价格结算。若不平衡量与系统不平衡量相同，则企业免受惩罚，按平衡市场出清价格结算。
二是调峰机制。
新能源的大规模并网消纳必须依靠电力系统良好的调峰能力。为促进新能源的消纳，除鼓励具有良好调峰能力的机组参与市场外，国外还建立了引导新能源主动参与调峰的市场机制，如新能源发电机组减出力奖励、负电价交易制度等。
（1）爱尔兰。在电力供应过剩时，如果风电机组减少系统出力，风电机组将通过电力市场获得奖励。风电机组获得的减出力奖励，能100%覆盖该机组在电力市场的获利。
（2）北欧电力市场。北欧电力交易中心于2009年11月30日推出负电价交易制度，即发电企业在电力过剩时继续发电则要向电网公司付费。负电价是以价格手段实现电力供需平衡的一项重要举措。这就意味着风力发电企业如果在电量供大于求时继续发电，就要向电网公司缴纳罚款。引入负电价政策以后，包括风力发电企业在内的所有发电商都会对市场供需及时做出反应，自主调节发电量，从而大大降低了电力调度机构的系统平衡成本。
三是调节性机组投资保障机制。
国外通过容量市场、稀缺电价机制、补贴机制等为常规机组建立合理的投资保障机制。调动各类型电源，尤其是灵活性较高的电源投资的积极性，保障电力系统长期的安全可靠运行。
（1）容量市场。为适应新能源发电占比的不断提高，国外通过容量市场收益弥补单独电能市场收益对投资刺激的不足，为具有间歇特性的新能源提供充足的备用容量，如英国、美国PJM、新英格兰ISO-NE、纽约ISO-NY和北欧四国等。
（2）稀缺电价。由于新能源的大量接入，造成批发电力市场价格降低，常规机组的收益受到影响。因此，美国ERCOT在实时市场中实行了稀缺定价机制，从而在系统备用低时对常规机组进行一定的经济激励。
四是跨区跨国电力交易。
风电、光伏发电等新能源出力的随机性和波动性决定了其必须依靠在更大范围内的优化配置，各国也积极倡导电力的跨区跨国交易、加强骨干电网和跨国联网的建设。
以北欧电力市场为例，北欧四国的电源结构具有一定的互补性，使得跨国电量交易非常频繁，丹麦、挪威和瑞典之间交易了大量的清洁能源电力。当丹麦的风电发电量超出其用电所需，多余的电力就输送到挪威和瑞典，以帮助这两个国家节省用以发电的水资源。
三、国外经验对我国新能源市场化消纳的启示
基于我国电力体制改革和电力市场建设情况，分析并借鉴国外新能源消纳的实践与经验，启示如下：
一是新能源带补贴参与电力市场，是绝大多数国家的政策调整方向。
在新能源发展初期，通过固定上网电价、溢价机制、配额制等政策鼓励新能源发展，保证新能源在电力市场中的竞争力。随着新能源发电竞争力和发电占比的不断提高，政府将逐渐减低补贴。
二是新能源依靠较低的发电边际成本可通过现货市场中实现优先消纳。
国外新能源主要通过参与现货市场实现消纳，同时，新能源的低发电边际成本会降低现货市场的批发电价。如由于风力发电量和太阳能发电量的大幅增加，澳大利亚2019年第四季度现货批发电价为72澳元/MW•h，同比降低19％，为2016年第四季度以来最低水平。
三是公平、合理的偏差处理原则能促进新能源的市场化消纳。
由于新能源自身存在的出力不确定性，国外电力市场在处理新能源产生的偏差上与常规发电机组相比更为宽松，以此鼓励新能源参与电力市场交易。
四是完善调峰、调频及辅助服务机制是新能源发电调度的保障。
国外为保障新能源的大规模消纳，一方面需通过合理的投资保障机制，调动各类型电源，尤其是灵活性较高的电源投资的积极性，保障电力系统长期的安全可靠运行；另一方面，需通过建立调峰、调频及辅助服务的激励机制，充分调动灵活性资源潜力。
五是新能源发电需在更大的区域和市场范围内消纳。
由于新能源具有随机性、波动性和反调峰的特点，国外普遍通过在更大区域和市场范围内进行交易，与其他类型电源相互配合，更好的发挥新能源清洁节能减排的功效。我国的资源禀赋和经济发展现状，也要求新能源必须通过跨省跨区实现资源的大范围优化配置。
专家介绍
唐程辉，工学博士，国网能源院企业战略研究所研究员。研究方向为电力体制改革、电力市场等，完成多项政府委托及国网公司科研项目，以第一作者在IEEE汇刊、Applied energy、电力系统自动化、电工技术学报等国内外知名期刊发表学术论文。
团队简介：企业战略研究所（以下简称战略所）成立于2009年，原名为企业战略与管理咨询研究所，2010年12月单独设立企业战略研究所，是国网能源院核心研究所之一。经过多年实践和积累，在企业发展战略与规划、体制改革与电力市场、企业国际化发展等领域已形成显著优势，培养造就了一支专业素质高、研究能力强的研究咨询队伍。战略所内设企业战略规划研究室、改革与市场研究室、国际化发展研究室，共有32名员工，平均年龄32岁，其中博士27人，硕士5人，具有高级职称12人，国家电网公司优秀专家人才后备3人，是一只充满活力、善于思考、凝聚力强的团队。曾获得“2010年度国家电网公司先进党支部”、“2011-2012年度国家电网公司科技工作先进集体”、“2018年度国家电网有限公司先进班组”、国网能源院“2011-2017年度先进集体”以及“课题攻关党员先锋团队”等称号。2016年，设立“马莉劳模创新工作室”。
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编辑：杨彪
审核：蒋东方
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