本書系統(tǒng)總結(jié)分析了過(guò)去20年美國(guó)電力市場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐的理論依據(jù)、政策法律、歷史背景、內(nèi)在邏輯和實(shí)踐效果。全書包括12章,從物理電網(wǎng)、市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)等維度對(duì)輸電市場(chǎng)、躉售電力市場(chǎng)、零售電力市場(chǎng)、需求響應(yīng)、市場(chǎng)監(jiān)管、可再生能源激勵(lì)等電力市場(chǎng)主要內(nèi)容進(jìn)行了深入分析,并通過(guò)大量詳實(shí)的數(shù)據(jù)和具體案例剖析其經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。同時(shí),對(duì)新能源并網(wǎng)、智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能技術(shù)、信息物理系統(tǒng)等新技術(shù)對(duì)電力市場(chǎng)的新挑戰(zhàn)和美國(guó)電力市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做出了預(yù)測(cè)分析。
他山之石,可以攻玉。當(dāng)前我國(guó)正著力推進(jìn)新一輪電力市場(chǎng)改革,需要借鑒世界其他國(guó)家電力市場(chǎng)建設(shè)運(yùn)行實(shí)踐的成果。中美兩國(guó)同為幅員遼闊的大國(guó),電網(wǎng)規(guī)模巨大,資源分布不均衡,電力市場(chǎng)建設(shè)既面臨相似的挑戰(zhàn),又各自面臨復(fù)雜的不同國(guó)情。美國(guó)電力市場(chǎng)化運(yùn)行已20年,期間積累的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),是值得我國(guó)電力工作者深入研究的“他山之石”,借鑒這些非常寶貴的“過(guò)河石頭”,可以使我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
“他山之石,可以攻玉”,當(dāng)前中國(guó)正著力推進(jìn)新一輪電力市場(chǎng)改革,需要借鑒世界其他國(guó)家電力市場(chǎng)建設(shè)運(yùn)行實(shí)踐的成果。中美兩國(guó)同為幅員遼闊的大國(guó),電網(wǎng)規(guī)模巨大,資源分布不均衡,電力市場(chǎng)建設(shè)既面臨相似的挑戰(zhàn),又各自面臨復(fù)雜的不同國(guó)情。美國(guó)電力市場(chǎng)化運(yùn)行從1996 年的888/889 號(hào)令算起,迄今已20年,期間積累的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),是值得中國(guó)電力工作者深入研究的“他山之石”。
借鑒的前提是準(zhǔn)確全面的理解,不僅要“知其然”,更要“知其所以然”。對(duì)成功經(jīng)驗(yàn),總結(jié)其遵循的普遍規(guī)律;對(duì)失敗教訓(xùn),分析其受到的約束條件,探究我們是否有條件可以做得更好。作者早年曾參與美國(guó)電力市場(chǎng)實(shí)踐,之后由于工作關(guān)系與美國(guó)電力界又有較長(zhǎng)時(shí)間近距離接觸,切身體會(huì)到理解美國(guó)電力工業(yè)體制有“一多一少”兩個(gè)障礙:
“一多”是政策法規(guī)和術(shù)語(yǔ)多,建立全局觀比較難。美國(guó)電力工業(yè)體制演變的過(guò)程中出臺(tái)了大量法律和監(jiān)管政策,相互關(guān)聯(lián)又不斷修正和發(fā)展。由于美國(guó)目前的混合電力體制,不同時(shí)期引入的術(shù)語(yǔ)仍然在不同場(chǎng)景下使用,即使在美國(guó)電力界也常常引起混淆,對(duì)外界來(lái)說(shuō)就更容易產(chǎn)生“盲人摸象”的問(wèn)題。建立市場(chǎng)的過(guò)程是困難曲折的,在美國(guó)能源政策的歷史上,也不乏政策效果不佳甚至事與愿違的案例,例如美國(guó)早期的過(guò)網(wǎng)交易模式,本意是減少市場(chǎng)改革的難度,卻對(duì)后來(lái)集中躉售市場(chǎng)的建立造成了困擾甚至阻礙;標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)設(shè)計(jì)這樣最優(yōu)化的市場(chǎng)方案,卻未達(dá)到政策設(shè)計(jì)的初衷;加州最初的市場(chǎng)設(shè)計(jì)本意是討好各利益相關(guān)方,卻因違背了電力市場(chǎng)的一些基本原則,最終導(dǎo)致了加州能源危機(jī)。所以,弄清楚這些問(wèn)題有特殊的借鑒意義。
“一少”是從電力系統(tǒng)運(yùn)行角度總結(jié)分析美國(guó)市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的材料少,理解其具體運(yùn)作機(jī)制比較難。電力實(shí)時(shí)平衡等運(yùn)行特性使電力市場(chǎng)有別于普通商品市場(chǎng),因此電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的核心是認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)的關(guān)鍵工程特性,建立與這些特性一致的價(jià)格和激勵(lì)機(jī)制,促進(jìn)系統(tǒng)效率的提升。美國(guó)20 年電力改革一個(gè)最主要的經(jīng)驗(yàn)是電力市場(chǎng)與電網(wǎng)運(yùn)行的緊密結(jié)合,這些寶貴經(jīng)驗(yàn)往往體現(xiàn)在市場(chǎng)規(guī)則之中。但是美國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行管理體制復(fù)雜,各種市場(chǎng)具體規(guī)則眾多,不同市場(chǎng)之間又差異很大,從浩如煙海的細(xì)節(jié)中總結(jié)出普遍做法和一般性規(guī)律十分不易。此外系統(tǒng)性分析和介紹美國(guó)電力市場(chǎng)的著作往往由經(jīng)濟(jì)學(xué)家和法律專家撰寫,而缺少了我們迫切需要了解的電力系統(tǒng)運(yùn)行人員的觀點(diǎn)。
針對(duì)這兩個(gè)障礙,本書試圖對(duì)美國(guó)電力市場(chǎng)運(yùn)行的理論和政策依據(jù)、歷史背景、內(nèi)在邏輯和實(shí)踐效果做全面的梳理和分析,并通過(guò)對(duì)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和具體案例的剖析來(lái)加深理解。作者也希望能夠提供一個(gè)中國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行人員對(duì)美國(guó)電力市場(chǎng)的觀察心得,采用運(yùn)行人員所熟悉的語(yǔ)言和視角來(lái)闡述美國(guó)電力市場(chǎng)。這部分內(nèi)容包括1~2 章和6~9 章,以第6、7 章為核心。
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的歷史是探索市場(chǎng)與政府關(guān)系的歷史,就電力而言,美國(guó)電力政策一直在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和政府監(jiān)管之間尋找平衡。監(jiān)管的理論與實(shí)踐是美國(guó)電力工業(yè)的重要經(jīng)驗(yàn),走過(guò)了一條從傳統(tǒng)基于成本的價(jià)格監(jiān)管—基于邊際費(fèi)用的激勵(lì)監(jiān)管—電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)監(jiān)管的軌跡,監(jiān)管實(shí)踐一直伴隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展,可以說(shuō)不了解電力監(jiān)管就不能真正理解電力市場(chǎng)。當(dāng)前美國(guó)電力政策目標(biāo)是綠色低碳、提高能效和用戶參與,原有的監(jiān)管模式已無(wú)法適應(yīng),其激勵(lì)指向甚至與政策目標(biāo)相悖,客觀上要求新的監(jiān)管模式發(fā)育成長(zhǎng)。本書對(duì)傳統(tǒng)電力監(jiān)管和市場(chǎng)環(huán)境下的電力監(jiān)管的討論包括第3~5 章和第10 章。
作者認(rèn)為電力市場(chǎng)是物理網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)相互作用和影響而構(gòu)成的一個(gè)有機(jī)整體,本書在結(jié)構(gòu)上反映了作者這一認(rèn)識(shí)。近年來(lái)通信信息、可再生能源和智能電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展,在原有三張網(wǎng)絡(luò)上又疊加了信息網(wǎng)絡(luò),并與其他能源網(wǎng)絡(luò)更緊密聯(lián)系,推動(dòng)以電力為核心的現(xiàn)代能源互聯(lián)網(wǎng)隱然成形。第11 章討論了智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與電力市場(chǎng)的關(guān)系,第12 章總結(jié)了21 世紀(jì)美國(guó)電力市場(chǎng)四張網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展趨勢(shì)。
本書的著眼點(diǎn)在電力市場(chǎng)實(shí)踐,對(duì)電力市場(chǎng)理論不做全面闡述,因此需要讀者對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)的理論有基本了解。著名物理學(xué)家霍金曾說(shuō):書中每寫一個(gè)公式,就會(huì)失去一半讀者。作者也希望盡量減少公式的使用,以簡(jiǎn)明的語(yǔ)言讓更多的讀者可以理解美國(guó)電力市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制。對(duì)于涉及的理論,本書提供了注釋,供讀者進(jìn)一步參考。
本書的內(nèi)容得益于與很多美國(guó)專家學(xué)者的討論,電力市場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐方面感謝PJM 公司前總裁菲利普�6�1哈里斯(Philip Harris)先生及特里�6�1波士頓(Terry Boston)先生、現(xiàn)任總裁安迪�6�1奧特(Andy Ott)先生、阿蘭�6�1斯蒂文(Alan Stenven)先生和童建中博士,NYISO 副總裁潮興勇(Henry Chao)博士;電力市場(chǎng)運(yùn)行系統(tǒng)方面感謝ABB 公司阿瑟�6�1科恩(Art Cohen)博士、陳一浪(Yilang Chen)博士和愛(ài)德華�6�1羅(Edward Lo)博士,阿爾斯通公司孫一鶴(David Sun)博士和馬興旺先生;能源政策方面感謝劍橋能源丹尼爾�6�1耶金(Denial Yergin)博士,落基山研究院盧安武(Amory Lovins)先生;對(duì)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)得益于與美國(guó)聯(lián)邦監(jiān)管委員會(huì)前主席喬�6�1威靈霍夫(Jon Wellinghoff)先生,華盛頓州公用事業(yè)與交通監(jiān)管委員會(huì)菲利普�6�1瓊斯(Philip Jones)先生,紐約州公用事業(yè)監(jiān)管委員會(huì)奧黛麗�6�1茲伯曼(Audrey Zibelman)主席,美國(guó)能源部前助理部長(zhǎng)朱健榮(Robert Gee)先生的討論;電力市場(chǎng)理論方面感謝加州大學(xué)伯克利分校吳復(fù)立(Felix Wu)教授,威斯康星大學(xué)麥迪遜分校費(fèi)爾南多�6�1阿爾瓦拉多(Fernando Alvarado)教授;可再生能源稅務(wù)補(bǔ)貼方面感謝摩根大通公司宋如彪(Rubiao Song)博士,摩根斯坦利公司瑞�6�1斯皮茨里(Ray Spitzley)先生;與Lazard 公司喬治�6�1比利斯克(George Bilicic)副總裁和史帶公司鈕小鵬(Rick Niu)總裁的交流增進(jìn)了我對(duì)美國(guó)政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境的了解。
于爾鏗教授審閱了全書并為本書作序,在此向于教授表示誠(chéng)摯的敬意。David Sun(孫一鶴)博士、劉永奇、張晶同志和朱治中博士提出了很多有價(jià)值的修改意見(jiàn),朱博士還為本書的出版提供了諸多幫助,胡紫巍博士做了大量編輯工作,齊亮、呂昕同志協(xié)助搜集了部分素材,在此一并表示感謝。
本書的寫作全部利用業(yè)余時(shí)間完成,斷斷續(xù)續(xù)寫了有三年多,限于作者能力和時(shí)間,書中一定還存在疏漏與不足之處。但可以承諾的是書中的每一句話都經(jīng)過(guò)了作者認(rèn)真的思考,正如加西亞�6�1馬爾克斯所說(shuō):“如果有一剎那,上帝忘記了我是一只布偶并賦予我片刻生命,我可能不會(huì)說(shuō)出我心中的一切所想,但我必定會(huì)思考我所說(shuō)的一切!闭\(chéng)懇希望得到各位讀者的指正。
謝 開(kāi)
2016 年9 月于北京
謝開(kāi),英國(guó)布魯奈爾大學(xué)博士,教授級(jí)高工,電力市場(chǎng)領(lǐng)域資深專家,全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)、黨組成員。我很早開(kāi)拓電力市場(chǎng)研究的學(xué)者之一,具有深厚的電力市場(chǎng)理論基礎(chǔ)和豐富國(guó)內(nèi)外電力市場(chǎng)和調(diào)度運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在國(guó)際一流刊物上發(fā)表論文60多篇。
1995年出版我國(guó)首本電力市場(chǎng)專著《電力市場(chǎng)》(與于爾鏗合著),2000年獲得英國(guó)Brunel大學(xué)電力系統(tǒng)博士學(xué)位,期間出版《電力市場(chǎng)優(yōu)化理論》(英文)、《面向市場(chǎng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行》(英文)等專著。首次提出基于內(nèi)點(diǎn)法潮流的實(shí)時(shí)電價(jià)計(jì)算和分解模型,對(duì)節(jié)點(diǎn)電價(jià)理論的發(fā)展有重要作用。
2000~2003年作為ABB系統(tǒng)控制公司技術(shù)負(fù)責(zé)人參與美國(guó)加州ISO、PJM、紐約州ISO、我國(guó)華東電力市場(chǎng)建設(shè)和技術(shù)支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作。2003~2010年回國(guó)到華北電網(wǎng)公司工作,先后擔(dān)任調(diào)度中心處長(zhǎng)、副總工程師、副主任,智能電網(wǎng)辦公室主任、公司副總工程師等職務(wù)。2010~2011年,擔(dān)任天津市電力公司總工程師。2011~2013年,任公司駐美辦主任,對(duì)美國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)行了深入研究和考察,組織編寫了關(guān)于美國(guó)電力市場(chǎng)監(jiān)管、可再生能源政策與發(fā)展、智能電網(wǎng)與微網(wǎng)、儲(chǔ)能技術(shù)等幾十份深度研究報(bào)告。2013年以來(lái),任智能電網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)、黨組成員。