上网电价监管新模式与外部成本内置新机制

摘要

防范电价波动风险和保护资源环境，是当今世界电力市场面临的两大基本问题，也是电力市场监管的两个重要方面。我国电力市场化改革已经取得积极进展，但尚未建立科学合理的电价体系。同时电力工业又是能源消耗大户和重要污染源，节能减排责任重大，任务艰巨，特别在节能发电调度办法出台后，探索节能发电调度与电力市场的有效衔接，充分发挥市场机制在电力行业节能减排中的基础作用，已经提上了重要的议事日程。针对上述两大基本问题，本文对电力市场监管体制机制进行了研究和探索，力图构建我国标准的电力市场电价监管体系和节能减排体系。本文的主要研究工作和创新性主要集中在以下几个方面:
　　本文首先对发电上网最高限价进行了研究，首次将最高限价与动态利润调整机制联系起来，提出了一种新的电价上限确定方法，即利润上限法，使得电价上限有了差别化的确定方法。在此基础上，本文对国外两种典型监管模式(即美国的ROR和英国的RPI—X)进行了对比研究，并将特许经营权招标理论引入电源投资领域，提出了一种新的发电侧上网电价监管模式，即利润上限监管(PCM)模式，为我国上网电价激励性监管提供了可供选择的解决方案。
　　本文然后对如何激励发电投资以满足电力系统容量充裕性的问题进行了研究，对我国开展容量市场提出了意见、建议，对容量市场与有功市场联合运行的风险防范问题进行了模型分析，并提出了计算虚报容量非运行的惩罚水平和新方法。
　　接下来，本文就排污权交易对电力行业的影响进行了分析，研究了排污权交易引入后对寡头垄断电力市场均衡的影响，并对发电排放的环保折价标准进行了测算，首次从理论上证明了节能发电调度与电力市场衔接的必然趋势和前提条件，并借鉴欧美国家排污权交易理念，创新性提出我国“能耗权交易”理论和“能耗折价标准”,确定了能量、能耗、排污三者统一的货币评价标准。
　　最后，本文提出了电力市场外部成本内置的新机制，该机制将发电内部成本、超标能耗外部成本、污染排放外部成本三者统一到社会综合成本的框架内，按照社会综合成本来优化调度发电机组。模拟计算及实证分析表明，该方法在有效控制能耗水平和污染总量的同时，能够实现社会综合成本最小化，是值得推荐的一种电力市场调度新模式。在此基础上，又对基于排放约束并纳入公平原则的最优发电计划进行了深入研究和探讨，应用了Shapley的概念来解决了日计划过程机组的公平问题。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究的背景与意义

1．1．1 电价波动风险是电力市场面临的重大挑战

1．1．2 我国尚未建立科学合理的电价形成机制

1．1．3 我国电力行业节能减排责任重大任务艰巨

1．1．4 电力市场失灵为电力监管提供经济学理论依据

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电价上限方面的研究应用

1．2．2 电价监管模式方面的研究应用

1．2．3 能耗权交易方面的研究应用

1．2．4 节能发电调度与市场机制衔接方面的研究应用

1．3 本文所做的工作

第二章 从价格上限到利润上限的转变

2．1 问题提出

2．2 利润上限模型设计

2．2．1 利润空间法

2．2．2 利润上限模型

2．2．3 uplift取值

2．3 成本估计

2．3．1 沉淀成本

2．3．2 活动成本

2．4 利润上限模型特点

2．4．1 隔离风险的防火墙作用

2．4．2 动态利润调整机制

2．5 小结

第三章 电价监管的一揽子解决方案

3．1 中国监管模式的选择

3．1．1 国外两种监管模式

3．1．2 两种监管模式评价

3．1．3 利润上限监管模式

3．2 投资监管——特许经营发电权招标

3．2．1 特许经营发电权招标国外应用情况

3．2．2 特许经营发电权招标国内研究现状

3．2．3 发电侧投资监管的模型设计

3．3 电价水平监管——uplift取值研究

3．3．1 uplift控制电价水平

3．3．2 uplift值的确定

3．4 对新老电厂的激励

3．4．1 对新电厂的激励

3．4．2 对老电厂的激励

3．5 其它应用

3．6 实证分析

3．6．1 电价达到上限的实证

3．6．2 电量—电价统计曲线的相似性

3．6．3 浙江电力市场电价上限的实证分析

3．6 小结

第四章 发电容量充裕性解决方案与风险控制

4．1 引言

4．2 华东电力市场的容量模式选择

4．3 容量市场与有功市场联合运行的风险分析

4．3．1 容量市场带来的风险

4．3．2 联合运行的模型分析

4．3．3 联合运行的算例分析

4．4 小结

第五章 排污权交易对电力市场的均衡分析

5．1 引言

5．2 数学模型

5．2．1 完全信息情况下的市场均衡模型

5．2．2 不完全信息情况下的市场均衡模型

5．2．3 求解方法

5．3 算例分析

5．3．1 完全信息下的市场均衡状态

5．3．2 不完全信息下的市场均衡解

5．4 小结

第六章 发电排放的环保折价标准

6．1 背景

6．2 主要污染物的环境价值估算

6．2．1 SO2环境价值

6．2．2 CO2环境价值

6．3 环境价值标准确定

6．3．1 参照总量排污收费标准

6．3．2 借鉴美国环境价值标准

6．3．3 污染物环境价值确定

6．4 环境价值标准应用示例

6．5 小结

6．5．1 环境价值标准(EVS)估算结果

6．5．2 环境价值标准(EVS)应用示例

6．5．3 环境价值标准(EVS)评估机构

6．5．4 电力行业对策

第七章 具有节能减排内核的电力市场新模式

7．1 引言

7．2 两种发电调度模式衔接的必然趋势和前提条件

7．2．1 衔接的必然趋势

7．2．2 衔接的前提条件

7．3 发电企业的外部成本测算

7．3．1 火电机组外部特性的技术指标

7．3．2 火电企业外都特性的经济指标

7．3．3 发电企业外部成本的确定

7．4 电力市场外部成本内置法理论模型的提出

7．4．1 理论模型的核心思想

7．4．2 外部成本内置法公式

7．4．3 外部成本的隐性内置

7．4．4 与其它衔接模式的本质区别

7．4．5 与可再生能源鼓励机制的衔接

7．4．6 与排放权交易机制的衔接

7．4．7 外部成本内置法的本质特征

7．5 四种发电调度模式的目标函数

7．5．1 传统发电调度模式

7．5．2 单纯市场调度模式

7．5．3 节能发电调度模式

7．5．4 外部成本内置法模式

7．6 外部成本内置法的简单算例分析

7．6．1 基本参数

7．6．2 四种发电调度模式下的机组组合

7．6．3 四种发电调度模式的效果比较

7．7 外部成本内置法的实证计算分析

7．7．1 煤耗比较

7．7．2 购电费用比较

7．7．3 社会综合成本比较

7．8 小结

第八章 基于排放约束并纳入公平原则的最优发电计划

8．1 引言

8．2 年计划模型提出

8．2．1 基于成本最优的发电计划

8．2．2 基于公平原则的发电计划

8．2．3 综合经济最优和公平原则

8．2．4 年发电计划模型中的混合整数线性制定

8．3 模型在日计划中的应用

8．3．1 问题表述

8．3．2 成本分配博弈

8．3．3 运行成本差分配博弈特征

8．4 数值算例

8．4．1 年计划

8．4．2 日计划

8．5 结论

第九章 全文总结

9．1 主要结论

9．2 研究展望

参考文献

本人在攻读博士学位期间发表(收录)的论文

致谢