美国电力市场金融工具介绍正式稿

第31卷第0期电网技术V ol. 31 No.0 2007年0月Power System Technology 000. 2007

文章编号：1000-3673（2007）08-0082-06 中图分类号：F407.2 文献标识码：A 学科代码：790·625

美国电力市场中的金融交易模式

李道强1，韩放2

（1．浙江省电力公司，浙江省杭州市 310007；2．国家电网公司，北京市西城区 100031）

Financial Transaction Modes Applied in Electricity Market in USA

LI Dao-qiang1，HAN Fang2

（1．Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，Zhejiang Province，China；

2．State Grid Corporation of China，Xicheng District，Beijing 100031，China）

ABSTRACT：In this paper the dual settlement system used in electricity markets in United States, which is designed to evade price risk, for day-ahead market and realtime market as well as the transaction settlement mode for bilateral transaction and electricity financial futures are presented. The effects of the dual settlement system in stabilizing electricity market and power system operation are analyzed; the reason of such a settlement system in evading risk and adapting actual operation of power system is revealed, and it is pointed out that the non-realtime transactions, such as day-ahead market, bilateral transaction and electricity financial product and so on, are the financial transaction modes that is proposed in adaptation to specialty of electricity commodity. Finally, some suggestions on the development of transaction in electricity market in China are proposed.

KEY WORDS: electricity market；locational marginal pricing (LMP)；bilateral electricity transaction；futures；cash delivery

摘要：介绍了在美国电力市场中，为了规避价格风险而设计的日前市场和实时市场双结算体系，以及双边交易和电力金融期货的交易结算模式，分析了其对电力市场的稳定和电力系统运行的作用，揭示了其规避风险和适应电力系统实际运行的原因，并指出，日前市场、双边交易和电力金融产品等非实时电力交易是为适应电力商品的特殊性而提出的金融交易模式。最后对我国的电力市场交易的发展提出了建议。

关键词：电力市场；节点电价；双边交易；期货；现金交割0 引言

20世纪70年代，美国完成了大规模的电力基础设施建设，市场上机组备用充足，而且作为发达国家，其每年的用电负荷增长也较缓慢。20世纪90年代，全球开始了电力工业放松管制的浪潮，很多国家都着手进行电力工业的市场化改革[1]。由于电力商品具有特殊性，加上人为设计的市场模式中存在缺陷，有些电力市场发生了问题，而美国东部的3个电力市场——PJM电力市场、纽约州电力市场和新英格兰电力市场则慢慢成熟起来。目前这3个电力市场所采用的市场模式已经逐渐成为美国其他地区电力市场建设的标准框架，美国的电力批发市场也已逐步成为自由商品市场。我国目前正处于经济高速增长时期，每年都有大量的电力基础设施投产，机组备用并不是非常充分。近年来，我国电力负荷的增长速度较快，并已基本完成了电力行业的厂网分离，同时在发电侧引入了竞争。因此，应借鉴国外先进经验并结合我国的国情，建立有利于电力工业发展的电力市场。

美国有多个独立的电力市场，由不同的运营商负责运营，其中最成熟的是上述3个电力市场，其市场模式大致相同[2-4]，并以PJM电力市场的规模最大。本文主要介绍PJM电力市场以及美国金融市场中的电力金融产品及其交易过程，分析其规避风险的作用和对电力市场稳定性的影响，以期对我国的电力市场化改革提供参考。

1 PJM电力市场概述

PJM电力市场中有电力现货市场(spot market)、金融输电权市场(financial transmission rights，FTR)、辅助服务市场(ancillary service，AS)以及容量市场(reliability pricing model，RPM)。由于PJM电力市场内的电力零售模式受各地方政府和议会的政策影响很大，基本上还是受管制的，因此PJM的电力现货市场实际上是发电商和负荷服务商(load serving entity，LSE)之间的电力批发市场[2-3]。本文中所提到的PJM电力市场就是指PJM电力现货市场。

2 韩放等：美国电力市场中的金融交易模式V ol. 31 No.0

PJM电力市场分为日前(day ahead，DA)市场和实时(real time，RT)市场，市场中有3种重要的市场成员，即发电商、负荷服务商、电力交易商(trader)。前两种市场成员都是实际进行发电或供电的成员；后一种市场成员可以没有任何电力设施，仅仅通过从事电力相关产品的买卖而赚取利润，一般是实力雄厚的银行等财团，其电力产品的交易量非常大，如2006年美国电力产品交易额排名前两位的Constellation和Morgan Stanley都属于第三种成员。

PJM电力市场的定价模式采用节点电价(locational marginal pricing，LMP)模式。LMP的一般定义是“在特定节点上增加单位负荷所增加的购电成本”，它反映了特定节点的电力供需关系，即价格高表示该节点电力供给趋紧；价格低表示该节点电力供给富余[3-5]。可以将电网中的所有节点都看成是一个小的电力市场，电力作为商品，从价格低的市场向价格高的市场流动，从而造成电价低的市场价格上扬，而电价高的市场价格下降。如果流动不受限制，并且没有损失，则不同市场的电价将趋同。因为输电线路必然存在输送限额和线路损耗，所以不同节点之间必然存在着电价差。

2 卖电套利报价和买电套利报价

在目前电力市场中，发电商、负荷服务商和电力交易商都可以进行报价，报价信息中包括节点、电量、价格、时间4个要素。电力交易商的报价必须和实时电力市场中的报价相结合，分为买电套利和卖电套利两种。因为电力交易商既没有实际发电，也没有实际负荷，所以若它在日前市场上卖出一定的电量，就必须在实时市场上买回相同时段和相同数值的电量，此谓卖电套利报价(decrease withdrawal bid)。若电力交易商在日前市场上买入电量，则必须在实时市场上卖出相同时段和相同数值的电量，此谓买电套利报价(increase injection offer)。PJM根据各方报价得出日前市场各节点的LMP，并进行结算[6-8]，各方的中标电量乘以相应的LMP就是其在日前市场上的收支。

在买电套利报价过程中，负荷服务商及电力交易商在日前市场上某一节点的支出为

C DA=Q DA P DA(1) 式中：C DA为日前市场上的购电费用；Q DA为日前市场上的交易电量；P DA为日前市场上某一节点的LMP。

在卖电套利报价过程中，发电商及电力交易商在日前市场上某一节点的收入为

I DA=Q DA P DA (2) 式中：I DA为日前市场上的售电收入。

在实时电力市场中，发电商进行单方面报价，PJM每5 min根据实际负荷和电网潮流计算出各节点的LMP，然后进行结算。实时电力市场的结算是对日前市场交易结果之间偏差电量的结算。

实时电力市场中某节点处负荷服务商的结算公式为

C RT=(Q RT−Q DA)P RT(3)

实时电力市场中某节点处发电商的结算公式为

I RT=(Q RT−Q DA)P RT (4) 式中：C RT为实时市场上的购电费用；I RT为实时市场上的售电收入；Q RT为实时市场上的交易电量；P RT为实时市场上某节点的LMP。

在实时市场上，电力交易商必须以市场价购买或售出其在日前市场上的售电量或购电量，其结算公式包括：

（1）在卖电套利报价过程中，电力交易商购电费用为

C RT=Q DA P RT(5)

（2）在买电套利报价过程中，电力交易商的售电收入为

I RT=Q DA P RT(6)

因此，在卖电套利报价过程中，电力交易商在日前市场和实时市场上的总收入为

I=I DA−C RT=Q DA(P DA−P RT) (7) 在买电套利报价过程中，电力交易商在日前市场和实时市场上的总收入为

I=I RT−C DA=Q DA(P RT−P DA) (8) 可以看出，电力交易商实际上做了一个类期货合约[9-10]，在日前市场上进行买入或卖出建仓，并在实时市场上进行现金交割。但上述合约与期货合约有3个不同点，即不是标准化产品、合约不能自由转让、一天后即交割。

电力交易商参与买电套利报价和卖电套利报价的目的就是为了赚取实时市场和日前市场之间的价格差，这种市场行为的结果会使两个市场间的价差缩小，使得PJM的日前市场和实时市场的价格趋同，从而减少价格波动，促进市场价格的稳定。

既然是类似期货的交易，电力交易商就有可能无法履约，导致市场上存在较大的信用风险[8-9]。PJM的独立系统运营商(independent system operator，ISO)对电力交易商进行了较为严格的管理，并要求所有成员最终对交易信用负责。在日前