摘要：低碳电力系统的可持续发展需要市场机制和相关政策的引导和支持。分析了电力市场的基本类型和整合型节点市场模式的基本特点；从并网规则、定价机制、发电容量、基础设施投资等４个方面阐述了低碳电力市场设计所要解决的基本问题；考虑引入清洁电力发电并网对低碳电力市场设计提出的客观要求，分析了低碳技术选择、系统运行、供电可靠性和基础设施投资等４个方面低碳电力市场设计的关键问题；从碳减排限额、并网标准、清洁电力调度、长期性保护价格、输电网投资等方面作出了政策分析，揭示了市场机制与低碳电力政策之间的相互作用关系。

　　关键词：低碳电力系统；市场设计；清洁能源并网；政策分析；智能电网

　　０、引言

　　当前，整个能源系统如何向低碳能源系统过渡的关键是电力系统如何向低碳电力系统过渡。与此同时，如果希望其他行业如交通行业也降低碳排放，则需要推广电动汽车等的应用。这样，总的用电需求将会增加，但总的碳排放可能会增加也可能会降低，这取决于哪一个环节（发电环节或终端电能替代环节）实现的碳减排效果更好。政府作为碳减排政策的制定者，应更关注碳减排的总量，而不是某个行业或某个环节的碳排放数量。对于中国而言，当前需要特别关注的一个问题是要从系统工程的角度分析测算整个系统的碳排放总量，在此基础上确定出经济上可承受的、碳排放总量最低的产能和用能发展规划和实施计划，包括低碳发电和低碳用电技术发展规划与实施计划。

　　对于低碳电力系统的政策研究与设计要考虑到电力系统的技术因素及制度因素（制度因素主要包括电力市场模式、结构、规则等方面）。到目前为止，已有包括中国在内的相当多的国家实施了电力市场化改革，在电力市场化改革情况下所要考虑的关键技术和制度特征就是如何设计一个批发电力市场的问题。同样，如何设计电力批发市场对于能否促进低碳发电的可持续发展具有重要的作用。本文重点研究和设计低碳经济环境下的电能批发市场，揭示市场机制与低碳电力政策之间的相互影响作用。

　　１、低碳电力市场设计基本问题

　　１．１电力市场基本类型分析

　　电力市场设计的关键问题之一是所设计的市场模式是否满足系统安全、高效运行的要求。电力市场设计的另一个关键问题是所设计的交易品种和服务定价机制是否能够反映供电边际成本，能否基于供电边际成本来形成市场结清价格。

　　目前国际上电力市场设计可分成以下３类。

　　１）第１类电力市场设计是继续沿用传统的电力管理体制与模式，即垂直一体化的管理模式，其输电网不对外开放。例如：美国东南部民营的公共电力公司及西北部公营电力公司均采用此类模式设计。

　　２）第２类电力市场设计是一种有组织的对冲交易模式设计。这种对冲市场模式设计是基于一个整体区域输电网系统层面上的市场交易，但是这种对冲市场模式有时也能够支持单独的市场交易和形成单独的发电计划，而这些单独的市场交易和发电调度计划只是与整体系统运行发生部分联系，如场外的双边交易或其他双边合同。这种对冲交易模式在欧洲大部分国家的电力市场中得到了应用。

　　３）第３类电力市场设计是一种有组织的现货市场模式设计。这种现货市场有一个独立的系统运行管理机构（ＩＳＯ），ＩＳＯ负责发电调度的协调但它不拥有输电网，而是基于电力系统安全运行的要求来协调（修改）市场实时交易和发电机组实时调度计划。美国有２／３的电力系统采用这种市场模式。

　　１．２整合型节点电力市场模式

　　上述３种基本电力市场模式一定程度上实现了设计的初衷，但在实践过程中也暴露出预期之外的诸多问题。要实现低碳电力系统，必须开发和应用太阳能发电、风力发电以及需求侧管理技术，而这些发电（节电）技术与化石燃料发电技术相比具有完全不同的特征。因此，这些清洁低碳能源发电如何进入市场，需要对电力市场进行重新考虑和设计。电力市场必须具备竞争性，从整个国际上看，当前电力市场设计遇到的主要问题是如何符合互联电网的特征要求。随着低碳电力系统的形成，电网互联规模更加庞大、技术联系更加密切、系统反应速度更快、安全运行约束因素更多，这些特征都将成为低碳电力市场设计所面临的挑战。

　　无论设计何种交易模式，都会面临外部性影响问题，即一个交易界面上的实际物理潮流与其他交易形成的物理潮流的相互干扰问题。可行的办法是实施基于安全约束的经济调度模式，这种经济调度的总体平衡结果可形成一组市场均衡价格，即节点边际价格（ＬＭＰ）。在实施基于安全约束的经济调度模式以及ＬＭＰ机制的情况下，可通过一个现货市场来解决系统供求不平衡问题。基于ＬＭＰ机制所建立的电力市场称为整合型节点电力市场。