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北京工业大学 庞越侠 等|国外电力容量市场机制及对中国的启示

发布:2026-05-24 · 事件:2026-05-24 08:14:08
来源: 《中国电力》2026年第4期 引用本文: 庞越侠, 张姝月, 周亚泽, 等. 国外电力容量市场机制及对中国的启示[J]. 中国电力, 2026, 59(4): 150-164. PANG Yuexia, ZHANG Shuyue, ZHOU Yaze, et al. Electricity capacity market mechanisms in foreign countries an...
贸易电力系统
来源: 《中国电力》2026年第4期 引用本文: 庞越侠, 张姝月, 周亚泽, 等. 国外电力容量市场机制及对中国的启示[J]. 中国电力, 2026, 59(4): 150-164. PANG Yuexia, ZHANG Shuyue, ZHOU Yaze, et al. Electricity capacity market mechanisms in foreign countries and their implications for China[J]. Electric Power, 2026, 59(4): 150-164. DOI:  1 0.11930/j.issn.1004-9649. 202509021 摘要 随着可再生能源并网比例增加,传统化石能源机组利用小时数降低,固定成本回收机制不完善使其向调节或备用机组转型的渠道受阻,存量火电更倾向于退出市场,会进一步加剧电力系统峰荷时期容量缺口。首先,以爱尔兰、英国与美国PJM 3个典型容量市场为研究对象,系统梳理其容量市场运行和容量成本分摊机制,重点分析不同市场的实际运行成效与面临的问题。然后,从制度目标、市场结构及调节资源配置逻辑等角度,提炼三国容量市场的共性规律与差异化路径,并总结其在高比例可再生能源条件下的适应性表现。最后,结合中国电力市场的实际情况,从市场设计、成本分摊与市场衔接等方面提出国外容量市场实践对中国相关发展的启示与建议,为推动中国能源转型提供参考。 研究背景 随着可再生能源并网比例增加,传统化石能源机组利用小时数降低,使得其固定成本回收困难,缺乏从发电机组向调节或备用机组转变的动力,影响系统中可调节电源的经济性与可持续运行。同时,可再生能源输出的间歇性与不确定性以及用户日益增长的峰荷需求使系统在高峰负荷时段的备用容量需求增加,电力系统充裕性与可靠性面临新挑战。在此背景下,建立合理的容量充裕性保障机制已成为保障系统供需平衡与激励调节性资源建设的重要途径。容量机制的目标主要有:一是补偿可调节机组在能量市场无法回收的固定成本;二是保障系统长期供电充裕性与可靠性;三是通过价格信号或竞争机制,引导灵活性和调节性资源的长期投资。 目前典型的容量保障机制有容量补偿、战略备用、稀缺定价、容量市场机制等方式。容量补偿机制通过建立一定的价格机制,补偿发电企业因提供电力容量而产生的固定成本,有助于各类电源的电量价值和容量价值得到合理体现,保障电力稳定供应。战略备用机制旨在通过预留一部分发电容量以应对供应短缺的紧急情况,从而增强电力供应的安全。该机制可以利用现有机组、充分挖掘老旧及待退役机组潜力,应对极端天气及季节性负荷高峰下电力保供。稀缺定价机制是通过行政设定的高电价来激励消费者限制用电或转移用电时间,并激励发电侧提供额外的供应,适用于可再生能源渗透率高且市场对即时价格信号反应不足的情况。容量市场机制则通过市场竞争形成容量价格,适用于电能量市场发展相对完善的地区。 总体而言,目前不同国家或地区根据电力市场结构与资源条件等形成了多种容量保障机制,但在长期电力可靠性、资源效率以及市场激励相容性等方面仍存在差异。近年来欧美多国可再生能源渗透率快速提升、传统机组利用小时数下降,与当前中国面临的能源情景高度相似。为应对成本回收不足、备用容量需求增长以及灵活性不足等挑战,美国、英国、爱尔兰等国家相继构建了容量市场机制,并通过竞争性拍卖形成能够反映不同时间尺度容量价值的市场化价格信号,有效提升了系统充裕性水平,促进了新型调节性资源的进入,成为目前国际上运作较为成熟、激励机制较为完善的容量保障方式。中国于2024年正式建立煤电容量电价机制,煤电容量电价按照回收煤电机组一定比例固定成本的方式确定,各地煤电容量电费纳入系统运行费用,每月由工商业用户按当月用电量比例分摊,由电网企业按月发布、滚动结算。同时部分地区也陆续出台了气电与储能的容量电价政策。尽管容量电价出台体现了调节资源容量价值,但现阶段中国容量电价水平由政府核定并采用事后补偿形式,对调节资源投资主体激励程度有限,且与电能量、电力辅助服务市场衔接不足。随着中国全国统一电力市场建设的推进,从长远来看,高比例可再生能源的接入将催生不同时间尺度备用容量需求,容量市场以事前引导形式形成反映不同类型容量供需情况的价格信号将成为引导电源投资与电力消费的重要因素。因此,深入研究容量市场的运行机制与其实际效果,对于推动电力市场结构完善与容量保障机制优化具有重要的理论价值与现实意义。 中国目前对于容量市场机制的研究尚处于探索阶段,部分学者开展了容量补偿定价方式定量模型与容量市场发展路径、差价合约的研究;相较之下,国外学者更加聚焦于容量市场与其他电力市场的衔接。因此,现有研究对容量市场最新发展动态关注有限,缺乏对典型国家已有实践的深入剖析与总结。基于此,本文将系统梳理爱尔兰、英国以及美国等典型国家的容量市场运行模式与成本分摊机制,分析其实施效果与存在的问题,并提炼对中国容量机制设计的潜在启示,以期为新型电力系统建设和容量保障制度设计提供国际经验支撑。 结论与建议 结论 尽管爱尔兰、英国与美国PJM的容量市场在具体规则上存在差异,但其制度内核均致力于实现三大核心目标:补偿可调节机组的固定成本、保障系统长期供电可靠性、通过价格信号引导资源投资。从实施效果看,英国与 PJM 的容量市场均在保障供电充裕性、引导可调度资源长期投资两大目标方面成效显著,爱尔兰通过短周期拍卖机制有效应对高比例可再生能源带来的供需波动。然而,各国经验亦表明:在高比例可再生能源渗透条件下,容量市场虽然能够提升可调度资源的可用性与投资信号,但对零碳资源投资引导呈现明显时滞性。这一滞后性本质上源于容量市场以“可用性”而非“碳排放”作为激励核心,因此容量市场设计需要与能量市场、辅助服务市场、碳市场等形成协调联动机制,才能实现三大目标与低碳转型的协同。 结合中国“煤电容量电价+省级试点”的核心特征,国外多层级拍卖设计、“用户侧主导+动态调整”的分摊方式及刚性履约监督机制更适配现阶段中国国情,而部分市场化程度过高或波动风险较大的机制需谨慎借鉴,规避适配风险。如爱尔兰 T –1拍卖的价格剧烈波动机制,可能推高工商业用户成本,不利于中国民生保障目标的实现;英国“存量资源锁定”特征可能抑制中国储能、需求侧响应等新型资源的市场准入;PJM的区域化节点定价,依赖成熟的跨区输电与负荷计量体系,中国当前跨区资源配置仍有待进一步提升,直接引入易加剧区域价格分裂。 有关建议 基于国际经验与中国电力市场发展现状,为推动容量市场高质量建设,助力能源转型,本文提出以下建议。 1)科学评估实施前提,稳步推进市场转型。中国从容量补偿方式转向竞争性容量市场,需要以确保长期供电充裕性为核心,同时兼顾固定成本回收的有效性与投资信号的合理性。实施条件应综合考虑电力供需关系、能源结构、新能源出力预测误差以及电力市场成熟度等。其中,适当的系统资源冗余度是形成有效容量价格信号、激励合理投资的前提,建议设计评估电力系统容量供应情况的指标体系,为容量市场实施提供支撑;新能源占比与预测偏差直接影响容量需求规模和容量价值核定精度,建议设计标准化的新能源预测偏差水平测定方法,避免误差放大容量需求与出清价格的波动风险。电力市场成熟度直接关系到机组固定成本回收稳定性和电力系统可靠性,建议建立容量市场准入门槛与信用评价体系,防止市场操纵行为;加强容量市场与能量市场、辅助服务市场的衔接,形成功能互补、信号协同的电力市场体系。 2)设计多层级拍卖机制,平衡长期与短期需求。借鉴国外长期拍卖与短期拍卖相结合的经验,中国可构建长期锁定基础容量–中期优化调整–短期应急修正的三级容量拍卖体系,明确中期、短期拍卖的容量规模不得超出长期拍卖容量的合理调整区间,禁止重复采购。长期拍卖提前锁定系统基础容量需求,中期补充拍卖对长期拍卖的容量配置进行优化调整,允许已通过长期拍卖获得容量的主体转让部分容量,或未参与长期拍卖但具备短期容量提供能力的主体补充竞标,弥补长期拍卖对市场变化预判滞后的缺陷,减少容量过度采购或短缺。短期微调拍卖按需举行,提前数月应对交付年前的突发容量缺口,如极端天气导致机组停运、新能源出力不及预期,保障交付年系统供电安全。 3)优化容量成本分摊机制,兼顾公平与可持续性。中国容量成本分摊需遵循“谁受益、谁承担”的原则,兼顾民生保障需求、地区差异以及交叉补贴等因素确定分摊主体与分摊方法。考虑到民生保障需求,建议容量费用核心承担主体为工商业用户,采用“基础分摊+动态调整”的两部制分摊方法,基础分摊部分基于长期拍卖清算价格与用户年度合约容量计算;动态调整部分基于中期补充拍卖与短期微调拍卖的清算价格,结合用户的容量调整量(如新增峰荷需求、容量转让量)核算,反映市场动态变化。此外,考虑到工商业电价与居民农业电价存在交叉补贴,可基于工商业用户经济承受能力,设定容量补偿分摊与交叉补贴联动机制,确保工商业用户的总体负担保持相对稳定。容量费用由省级电力交易中心统一归集至“容量费用池”,按季度向容量提供方支付,支付金额与履约情况挂钩,对未履约的容量主体收取罚款,罚款纳入费用池用于奖励超额履约主体,实现“奖优罚劣”。 中国电力市场存在地区发展不平衡、资源禀赋差异显著的特点,因此容量费用分摊方法需要考虑平衡不同区域的容量稀缺程度与成本承受能力。现阶段中国容量费用分摊通常是区分外送与省内消费电量,省内工商业用户对应的容量电费由全体工商业用户按当月用电量比例分摊,但在容量补偿认定上各省份已呈现出按可靠性贡献补偿的趋势,为后续容量成本分摊方法的差异化发展提供了支持。如甘肃省煤电机组与电网侧独立新型储能每年可获得的容量电费为申报容量、可靠容量补偿标准和容量供需系数三者的乘积。容量供需系数的引入凸显了甘肃侧重电力供需平衡发展、促进容量补偿匹配电力系统真实需求,反映新能源送出省份的能源布局;山东独立储能容量补偿费用与储能电站日可用等效小时数及电站核定放电功率下的放电小时数密切相关,凸显山东鼓励长时储能发展、强化电网运行可靠性的需求,与其能源流入省份的发展格局相匹配。 4)完善转型期衔接设计,破解双轨制矛盾。国外典型容量市场均建立在成熟的电能量市场基础上,而中国当前煤电仍承担计划内兜底供电责任,省级试点与全国统一市场尚未完全衔接,双轨制下计划内煤电的容量成本回收与市场化容量资源的价格信号易产生冲突。因此,参考英国第三轮电力改革时通过标准化容量合约衔接传统化石能源机组与低碳资源的经验,中国可逐步结合市场发展推进容量补偿机制的设计,计划内煤电仍保留容量电价机制,但其容量义务逐步与市场拍卖结果挂钩,待市场成熟后逐步缩小计划内煤电的容量电价覆盖范围,最终实现计划兜底加市场主导的协同。 5)推进存量增量协同,规范市场竞争秩序。中国现有煤电容量电价与未来容量市场的过渡与并存可通过存量锁定加增量市场化的路径实现,同时通过机制设计规避重复支付与价格扭曲。过渡阶段存量煤电继续执行现行容量电价机制,但其容量义务限定为基础备用容量,并逐步将可调度容量纳入省级容量拍卖试点,通过拍卖确定其额外容量价值,若拍卖收入已覆盖部分固定成本可相应核减计划内容量电价标准,避免重复支付。并存阶段煤电容量电价将转型为容量市场中的可调度资源报价基础,煤电可参与容量拍卖,其报价需要扣除计划内已回收的固定成本部分,仅体现备用等增量容量价值,新增电源则完全通过容量市场定价,形成存量煤电兜底加增量资源竞争的格局。为防范价格扭曲需要建立统一的容量价值核算标准,如借鉴PJM的ELCC方法,明确煤电与新型资源的容量价值系数,确保市场公平竞争,同时设置价格上限与交叉校验机制,若容量市场清算价高于煤电容量电价与增量成本之和,则自动触发抵扣规则,避免煤电通过市场获得超额收益,保障市场价格信号的真实性。 作者简介 庞越侠 庞越侠(1990),女,副教授,从事能源经济研究,E-mail:pangyuexia@bjut.edu.cn; 张姝月(1998),女,硕士研究生,从事能源经济研究,E-mail:535970149@qq.com; 周亚泽(2001),男,硕士研究生,从事能源经济研究,E-mail:zhouyaze5018@163.com; 戴文怡(2001),女,硕士研究生,从事能源经济研究,E-mail:daiwenyi0926@163.com; 李佳霖(1994),女,通信作者,博士研究生,从事能源经济研究,E-mail:tuziljl666@163.com; 马原(1993),男,硕士,从事科技创新与科研管理研究,E-mail:ma_yuan@126.com; 吕媛(1997),女,博士研究生,从事新型电力系统成本疏导机制研究,E-mail: 1299230678@qq.com。 注:本文内容呈现略有调整,如需要请查看原文。 往期回顾 ◀  《中国电力》2026年第5期抢先看 ◀  国网上海市电力公司 张雅君 等|面向高比例新能源接入的海上风电场多端柔直并网控制策略 ◀  南方电网科学研究院有限责任公司 曹望璋 等|基于分布式梯度投影的居民区电动汽车均衡充电策略 ◀  湖南农业大学 李露露 等|时滞效应视角下中国电力绿色低碳转型效率评估——基于考虑产出滞后的三阶段超效率SBM-Malmquist模型 ◀  中国长江电力股份有限公司 吴修韩 等|大型水轮发电机灵活组合型接地方式 ◀  “‘双碳’目标下支撑能源转型的电价市场化改革与价格监管”专题征稿启事 ◀  “电力电子化电力系统故障控制与保护关键技术”专题征稿启事 ◀  “构网型新能源接入条件下新形态配电系统保护控制与故障处置关键技术”专题征稿启事 ◀  “适应新型电力系统的新能源并网稳定与主动支撑优化提升”专题征稿启事 编辑: 许新雨 校对: 于静茹 审核:张红宪 声明 根据国家版权局最新规定,纸媒、网站、微博、微信公众号转载、摘编《中国电力》编辑部的作品,转载时要包含本微信号名称、二维码等关键信息,在文首注明《中国电力》原创。个人请按本微信原文转发、分享。欢迎大家转载分享。
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