摘要：
自“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的目标提出后，中央财经委员会第九次会议又进一步提出实现该目标的基本思路和主要举措，特别是实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。这些举措必将导致电源结构的重大调整。另一方面，近年来世界范围内电力市场中各类负面事件接连不断，引起各方广泛关注。这些事件产生的原因与电源结构缺陷和电力市场设计不合理有很大的关系。结合近期全球电力市场典型事故的介绍和原因分析，重点探讨了电源结构的变化所引起的安全风险和电能价值的多样化等问题，分析了电力市场体制机制所面临的挑战，并提出了初步解决方案。电力定价和电力市场设计应建立在电能价值规律的基础之上。在可再生能源大规模接入的背景下，电能除了传统电力市场中的容量价值、电量价值，还具有灵活性、安全性和弹性价值等多种不同的价值，使得问题更加复杂，因此针对这些问题进行了初步分析。
关键词:电力市场,价值规律,发电组合,灵活性
0 引言
近年来，由于社会经济发展对化石能源的过度依赖，能源资源日渐枯竭，同时大量碳排放也导致温室效应日益加重，极端天气的出现越来越频繁，而高比例可再生能源的接入也对电网运行带来越来越严峻的挑战。国际社会一致认为需要对气候变化采取紧迫行动和强有力的国际合作。
“碳中和(carbon neutral 或 carbon neutrality)”是指中立的(即零)总碳量释放，通过排放多少碳就采取多少抵销措施，来达到平衡。目前已有数十个国家和地区提出了“碳中和”目标。中共中央总书记、国家主席习近平在 2020 年 9 月 22 日召开的第七十五届联合国大会一般性辩论上表示：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。”(本文简称为“双碳”目标)。2021 年 3 月 15 日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议，进一步明确了实现碳达峰、碳中和的基本思路及主要举措。会议特别强调：“实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。”
“双碳”目标下的电力系统面临电源结构的重大调整，其内容包括淘汰和改造现有化石能源发电机组、新建配备碳捕获、利用与封存(carboncapture，utilization and storage，CCUS)装置的化石能源发电机组和提高清洁能源(特别是风、光等可再生能源)装机占比等。由于“双碳”目标下的电力系统包括高比例的风电、光伏发电等在内的多种可再生能源，出力具有极强的不确定性，在进行规划、运行决策时要确保系统的发电资源能适应各种风力、光伏出力场景。此外，还应维持系统备用、调频能力、惯性水平、安全稳定裕度等以确保安全可靠运行，并有足够的灵活性资源提供调峰和各种辅助服务。这些问题对电力定价和电力市场设计带来重大挑战 [1-2] ，本文拟进行初步探讨。
1 近年来全球电力市场的典型事故
近期，世界范围内电力市场中各类事件接连不断，引起各方广泛关注。美国加利福尼亚州当地时间 2020 年 8 月 14 日 15:20，加州独立系统运营商(CAISO)宣布电网进入二级紧急运行状态。8 月 14 日 18:36，为了防止电力系统崩溃，CAISO 向全州的电力用户发布了自 2000—2001年加州电力危机以来近 20 年的第一次三级紧急运行状态警告，并对居民用户实施轮流停电。随后，8 月 15 日 18:28，CAISO 又发布了二级和三级紧急运行状态警告各一次并采取切负荷措施。8 月17 日、8 月 18 日、9 月 5 日、9 月 6 日，CAISO又各发布了一次二级紧急运行状态。从当地时间2021 年 2 月 14 日开始，美国得克萨斯州(下简称“得州”)在极寒天气下再次发生大范围轮流停电，现货市场价格也达到 9 000 美元/(MWh)的上限。美国总统拜登相继批准得州进入紧急状态和重大灾难状态。而 2021 年 1 月 20 日，澳大利亚历史上最大的能源集体诉讼在联邦法院提请。集体诉讼针对的是两家国有发电公司 Stanwell 和 CSEnergy，由律师事务所 Piper Alderman 代表 50 730多名电力客户提出，称 Stanwell 和 CS Energy 人为操纵了电力定价系统(electricity pricing system)并让消费者承担了过高的电费。2021 年 2 月 22 日，美国联邦能源管理委员会(FERC)宣布将启动一项新的议程来调查气候变化和极端天气事件对电力可靠性造成的威胁，研究电网运营商如何准备和应对极端天气的影响 [3] 。
高比例新能源的并网在引入高度不确定性的同时，也淘汰了大部分传统发电机组，而后者是电力系统安全性和灵活性的重要来源。此外，新能源一般通过变流器、逆变器并网，系统的电力电子化程度高，很多系统特性尚未被认识清楚。
这将增加系统的安全风险，一系列运行控制问题也有待解决。近年来，由于新能源大规模接入，电力系统转动惯量减少、一次调频能力减弱，电力系统频率控制的结构性困境日趋明显，频率稳定分析和控制问题受到广泛关注。国外发生了几起由系统转动惯量较小的电网设备故障所诱发的大停电事故，如：2016 年 9 月 28 日澳大利亚南澳州电网发生了世界上第一次转动惯量偏低电网中风电大规模脱网所诱发的全州大停电事故；2019 年 8 月 9 日英国电网再次发生了大面积停电事故，系统惯量水平下降也是重要原因之一 [4-5] 。
2 得州停电事件分析及美国电力市场设计的争论
2.1 得州停电事件分析
美国当地时间 2021 年 2 月 24 日，得克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)召开紧急董事会并发布了关于得州停电事件的首份官方报告(下简称“ERCOT 报告”)，从中可以了解到该事件左右，得州电网频率一度跌至 59.4 Hz 以下长达4 min 23 s(美国电网的额定频率为 60 Hz)，而如果电网频率跌至 59.4 Hz 以下超过 9 min 后，将触发发电机组低频保护而使更多机组跳闸，可能使得系统功率缺额进一步扩大而造成全州大停电的更严重事故。由 ERCOT 的官方报告可以看出，由于负荷削减等应对措施及时，避免了一次由频率失稳而引发的全网安全稳定事故 [3] 。
ERCOT 报告介绍了 2 月 14 日—2 月 19 日发电容量停运(包括强迫停运和计划停运)的总体情况(最大停运容量达总装机容量的 48.6%，即52 277 MW)，以及按一次能源分类的发电容量停运的情况。与最初的估计不同，其中停运最多的是天然气发电机组，其次才是风电，而煤电、核电和光伏停运容量较少。得州是美国能源第一大州，石油和天然气资源极为丰富，平时以电价低闻名。目前 ERCOT 辖区内发电总装机容量为107 514 MW，根据 2020 年的统计数据，其中51.0%为天然气机组，24.8%为风力发电机组，13.4%为煤电机组，4.9%为核电机组，3.8%为光伏发电机组，1.9%为其他机组，0.2%为储能。由于美国天然气发电机组大多采用管道即时供气，本地储气能力不足，极寒天气下的冻井和管道冰堵是此次得州大停电事件的重要原因。
从电力市场的角度，ERCOT 报告给出了从 2月 13 日—2 月 21 日的日前和实时电价变化情况，以及市场参与者所采用的基本风险对冲措施。
ERCOT 日前市场电价和实时市场电价曾经一度飙升至 9 000 美元/(MWh)的价格上限。虽然市场主体可能采取了一些风险对冲措施，但短短几天的市场异常情况还是造成了严重的后果。3月1日，由于无力支付ERCOT开具的21亿美金电费账单，得州最大、建立时间最长的电力合作公司布拉索斯电力(Brazos Electric Power Cooperative Inc)在休斯敦申请破产保护。同一天，得克萨斯州检察长Ken Paxton 对电力零售商格里迪公司(Griddy)提起诉讼，称其使用欺骗性商业行为误导了电力用户，而实际上电力用户收到天价电费单的根本原因只不过是格里迪公司是以日前、实时市场批发价格与其所代理的用户结算电费的。格里迪公司最终于 3 月 15 日向法院提交了破产申请。事件的其他细节可参考文献[7]，本文不再赘述。
2.2 美国有关电力市场设计的争论
实际上，在美国有关电力市场设计的争论由来已久 [8] 。在 2017 年 9 月 28 日时任能源部长的Rick Perry 给 FERC 的信件中，提到美国电力市场的短期市场可能无法提供充分的价格信号来确保合理的长期容量投资 [8] (下简称“Perry 信件”)。
此外，批发市场价格形成机制也受到质疑，甚至认为已威胁到美国电网安全和国家安全。RickPerry 敦促 FERC 立即采取行动，确保不同类型发电厂提供的可靠性(reliability)和弹性(resiliency)得到充分估价，并制定新的市场规则来实现这一紧迫目标 [9] 。在此前美国能源部给部长的报告中，重点研究了当前电力批发市场的问题及其与电网可靠性/弹性的关系，建议 FERC 应加快与联邦、RTO/ISO 和其他利益相关方的合作，改革集中组织的电力批发市场的价格形成机制 [10] 。由于认为能源部理由不充分，2018 年 1 月 8 日，FERC 暂停 市 场 规 则 的 修 改 并 启 动 一 项 新 的 对 各 大RTO/ISO 所运营区域的大电网弹性进行评估的行动。Rick Perry 部长当日即在美国能源部官网上作出回应：“我感谢 FERC 所作的考虑和努力，以进一步评估使我们的电网的长期弹性面临风险的市场扭曲。按照原先的意图，我的提案启动了关于电力系统弹性的全国性辩论。但毫无疑问的是，多样化的燃料供应，特别是本地燃料供应能力，在为美国人提供可靠、有弹性和价格可承受的电力方面发挥着至关重要的作用，特别是在我们现在看到的与天气有关的紧张时期。我期待继续与FERC 委员们合作，以确保电网的健全 [5] 。”
此外，从 Perry 信件可知，得州的天气事件是由所谓“极地涡旋”(Polar Vortex)所导致，在美国并非首次出现，其中记录了 2014 年美国所发生的一次类似的极寒天气事件及其对 PJM 电力市场的影响。
3 “双碳”目标下的电能价值分析
3.1 “双碳”目标下电能价值的多样化
由于全球气候变化问题，极端天气的出现越来越频繁，对电网运行带来越来越严峻的挑战，特别是影响资源充裕性 [11] 。碳中和是应对全球气候变化的关键措施。在碳中和的目标下，现代电力系统正逐步向高比例可再生能源和高比例电力电子设备(“双高”)的趋势发展。由于风、光等新能源的随机性和波动性，给电网的调度运行带来诸多困难，如何提高电力系统灵活性已成为各方关注的焦点。2018 年 11 月 13 日国际能源署(International Energy Agency)发布的世界能源展望(World Energy Outlook 2018)提出“灵活性是电力系统的新口号(Flexibility is the new watchwordfor power systems)”。由于新能源发电设备一般通过电力电子装置接入大电网，导致系统动态行为发生深刻变化，不仅对经典稳定性(如功角稳定、电压稳定和频率稳定)产生重大影响，而且会引发一系列新型稳定性问题。在这样的背景下，电能作为商品，其价值相对于以传统化石能源发电和没有需求侧响应的电力系统更加多样化，本文针对发电系统(电源侧)的电能价值问题进行初步分析。
电力定价和电力市场设计应以对电能价值规律的深入分析为基础，并建立基于电力系统优化规划、优化运行原理的数学模型，它是一个大规模复杂系统优化问题，其理论基础是微观经济学有关生产成本的理论和相关的数学优化理论，特别是数学优化中的对偶优化原理与有限资源影子价格密切相关 [2] 。
3.2 电能商品品质及定价机制
“同质同价”是市场中商品定价的基本原则，因此有必要对电能商品品质问题进行深入分析。我们常说的电能的同质性是从物理学意义上来说的，而实际上电力市场交易是电力系统调度运行层面的问题 [12] 。由于电能难以大量储存，发用功率必须实时平衡，从对电力系统调度运行和功率平衡的影响，本文认为电能商品品质应从波动性、可控性、随机性 3 个维度进行衡量。其中波动性指功率相对于自身容量的变化幅度；可控性指将功率在一定范围内自由调节的难易程度。当前各类常见供方(电厂)所生产和需方(负荷)所消费的电能商品品质排级如表 1 所示。注意这里是对电能商品的品质进行排级，而不是给电源或负荷“贴标签”(即所谓“技术中性”)。例如，如果品质一般的煤电经过灵活性改造，可以升级为高品质的调峰电源。需要说明的是，电能商品品质是从保证电力系统发用功率平衡的角度来定义的，因此，对于电能商品的供方(生产者)和需方(消费者)，商品品质的价值内涵是不同的。从定价原则来讲，对于供方，电能商品品质越高，定价越高；对于需方，电能商品品质越高，定价越低(即价格越优惠)，甚至可以享受负电价。也就是说供方所生产的低品质电能商品(如风电)可以较低价提供需方的高品质电能商品消费(如需求侧响应)，反之亦然。
表 1 电能商品品质排级
传 统 电 力 现 货 市 场 基 于 实 时 电 价 (spotpricing)理论而建立，采用分时段边际统一出清方式。其隐含的假设为同一时段的电能商品都是同质的，由于未考虑不同类型发电机组在负荷曲线上所处的位置，也未考虑发电功率变化的时间动态特性，因此无法区别不同品质电能差别明显的技术特征及价值。
在此基础上，可提出一种按负荷持续时间、即数学上称为“测度”定价的电力市场机制。即认为同一负荷持续时间的电能商品价格是相同的；而负荷持续时间改变时，价格相应地发生变化，持续时间越短，价格越高(其经济含义为峰荷机组电能价格比基荷机组高)，具体分析可参考文献[13]。
3.3 电能价值规律的初步分析
实时电价是基于经典微观经济学中的社会福利最大化原理形成的，在实际电力市场中一般由SCUC、SCED 等短期运行优化模型的拉格朗日乘子求出。在这种假设下，如图 2 所示，对于同一个发电厂(即由多个相同颜色的小矩形组成的横条)，随时间不同所生产的电能商品的品质是不同的，这并不符合电力系统运行的实际情况；而对同一时段(不同颜色组成的竖条)，认为所有电能商品都是同质的，无法区别基荷、腰荷和峰荷机组区别明显的技术特征及价值。
在按负荷持续时间定价的市场机制中，认为同一负荷持续时间的电能商品品质和价值是相同的；而负荷持续时间改变时，所需电能商品品质相应地发生变化，持续时间越短，灵活性越好的电能商品品质越高，价值也越高。在这种假设下，图 3 中，对于同一个发电厂(同一颜色的横条)，在持续同一输出功率的时间区间内，其生产电能商品的品质和价值是相同的，而对同一时段(竖条)，基荷、腰荷和峰荷机组所生产的电能商品品质和价值是不同的。这种假设与实际电力系统电能价值分布一致。
在可再生能源大规模接入的背景下，由于“双高”电力系统的运行机理和稳定特性更加复杂，电能价值将更加复杂化。除了传统电力系统的容量价值、电量价值，电能还具有灵活性、安全性(如惯性、调频和备用)和弹性等多种不同的价值，使得问题更加复杂。此外，从美国加州、得州和澳大利亚停电时间可以看出，长期和短期发电组合(generation mix)对电力系统的安全性和弹性都有重大影响。这些问题为电力市场设计和运营带来重大挑战，需要进一步深入研究。
4 “双碳”目标下的电力市场机制设计
4.1 “双碳”目标下电力市场机制设计的基本思路
在“双碳”目标下，随着高比例间歇式可再生能源的接入，电力市场面临着更新换代。如前所述，传统的基于实时电价理论的电力批发市场设计忽略了电能生产和消费的时间连续性这个十分重要的特征，也无法根据功率的时间动态特性分辨不同品质的电能商品并进行合理定价。在这种定价方式下，由于光伏、风电近零边际成本的特点，使得市场出清价格降低，甚至出现负值，将传统火电、核电在以边际成本为准的竞价交易中挤出，因此火电、核电难以生存，导致电源结构失衡，并降低电力系统的安全性和灵活性。同时，光伏和风电的随机性、波动性，给电力系统的运行和控制带来重大挑战，对系统灵活性的需求急剧增加，需要为灵活性资源提供足够的经济激励。在“双碳”目标下，设计正确体现不同品质电能价值的新市场机制十分关键。
电能的生产和使用都具有时间连续性，无论对于发电商还是电力负荷，销售或购买的商品都是如图 1 所示的“能量块”。电力市场交易过程可用不同的(横向的或纵向的)“能量块”填充负荷曲线下的面积，实现电力电量平衡，建立图 3 所示的中长期与现货(日前、日内、实时)交易相协调、电量与电力型交易相结合的电力市场目标模式，这也符合我国当前电力市场建设所采用的“中长期交易+现货市场”的基本框架。不同“能量块”的组合将形成不同的短期运行发电组合(即运行方式)和内涵不同的价格。主能量交易可采用分段竞价(或水平拍卖)或合约交易机制，实时平衡与辅助服务交易采用分时竞价(或垂直拍卖)机制 [14-15] 。对于基荷、腰荷机组(负荷)，即图 3 中的横向“能量块”，可按负荷持续时间定价，进行集中竞价或开展合约交易 [13] 。对于峰荷机组(或需求侧响应资源)，基于实时电价，针对图 3 中的绿色和褐色纵向“能量块”进行集中竞价。
在“能量块”交易的初级阶段，可采用比较简单的分时段交易。2020 年 11 月 25 日国家发展改革委、国家能源局发布的《2021 年电力中长期合同签订工作的通知》(发改运行〔2020〕1784号)中，为拉大峰谷差价，明确提出“交易双方签订分时段合同”(即国家发展改革委电力中长期合同“六签”要求之“分时段签”)。
4.2 可再生能源参与电力市场的方式
在“双碳”目标下，为构建以新能源为主体的新型电力系统，建立有利于新能源消纳的电力市场体制机制已成为当前的紧迫任务。一般情况下，对于光伏、风电等可再生能源机组，由于功率曲线难控，电能商品品质低，但因环保效益显著，可全额消纳，或根据电力系统安全稳定约束在一定功率波动范围内消纳，并以比市场最低价更低的价格结算电量。在这种情况下，系统总负荷扣除可再生能源机组出力后，将可能形成功率缺口，例如美国加州电力系统著名的“鸭子曲线”，将显著增加电力系统的灵活性需求和调峰困难。
如果采用按负荷持续时间的定价方式，负荷曲线斜率越大、形状越陡时，功率变化速度快、负荷持续时间短的调峰机组，能获得更高的电价收入。因此，该定价机制能合理反映不同电源电能品质对电力系统安全运行和全系统效益最优所贡献的价值。此外，可再生能源机组和传统能源机组不再集中统一排序，前者也不会影响后者的定价。这种新的定价方式将有利于促进高比例新能源消纳，也确保传统能源机组获得合理回报 [13] 。
如果可再生能源搭配储能或购买调峰容量、提高其电能品质后，也可以参与图 3 中横向能量块的交易；在加装自动发电控制系统(AGC)后，响应电网调度指令下调功率，参与分时交易的辅助服务市场。智利是世界上第一个进行电改的国家，为鼓励可再生能源消纳并增加竞争，2014 年引入了时间跨度长达 20 年的带时标的能量块(time block)交易，允许发电机在一天中针对特定的时段进行投标，而不是限定必须 24 h 供应电力。
智利的带时标能量块交易取得了预期的效果，增强了竞争，促进了可再生能源消纳，电价大幅下跌，受到了各方面的称赞。
4.3 “双碳”目标下电能的灵活性价值
在美国加州电力市场(CAISO)和中部大陆电力市场(MISO)，建立了灵活爬坡产品(flexibleramping product)交易，取得了良好的效果。如图 4 所示，深蓝色曲线表示预测净负荷(FNL)，即系统总负荷减去可再生能源发电出力。由于新能源功率预测的不确定性，取概率为 95%的置信
我国在实践中总结出来的深度调峰定价方式值得肯定。该定价方式首先在东北电力辅助服务市场建立，并且在全国推广。作为国家电力体制改革专项试点，自 2017 年 1 月在东北地区启动以来成效显著，深入挖掘了电网调峰潜力，促进了风电核电等清洁能源消纳，显著提高了电网安全运行水平和供热可靠性。东北调峰服务市场根据火电机组调峰深度的不同，采用“阶梯式”补偿及分摊机制，按照非线性比例“多减多得、少减多罚”的原则加大奖罚力度，以激励发电企业加大提供调峰服务的意愿。调峰服务分为基本(无偿)调峰服务以及有偿调峰服务(针对灵活性供方)。基本调峰服务指机组调峰率小于等于 48%(可根据实际情况，在征得监管机构同意后进行调整)时所提供的辅助服务；有偿调峰服务指机组调峰率大于 48%或按调度要求进行启停调峰所提供的服务。发电企业须在日前提交有偿调峰服务报价，对报价设置区间限制，通过报价的高低来确定次日各电厂提供有偿调峰服务的先后顺序。假设某火电厂提供了深度调峰有偿调峰服务，其发电曲线如图 5 所示，则以每档出清电价与积分电量计算每档补偿，三档补偿总计为其补偿费用。由于火电机组参与深度调峰有必要进行稳燃技术改造，并且可能需要投油，增大发电成本，这种降低发电功率反而增大成本的情况是无法通过国外电力市场的现货价格来真实反映的。对于调峰服务费用分摊方式，东北调峰辅助服务市场首次引入“阶梯式”分摊机制。当发生深度调峰时(针对灵活性需方)，为鼓励火电厂加大调峰力度，对火电厂在负荷率在 80%以上部分电量承担分摊金额折算系数 2.0；负荷率在 70%~80%之间的电量承担分摊折算系数 1.5；其余电量折算系数为1.0。费用分摊原理如图 6 所示。
作为适合我国国情的灵活性资源市场化交易的初步尝试，东北调峰服务市场可算是成功的，但也有一些缺陷，特别是人为指定的参数太多，需要在实践中进一步深入研究。
4.4 “双碳”目标下电能的容量价值
虽然电力现货市场是世界各国电力市场的共同组成部分。但是，如前所述，现货市场价格信号对于激励新建发电容量、保障电力长期平稳供应方面的作用是存疑的，更难以引导出合理的长期规划发电组合(即电源结构)。从国际经验来看，为保障长期电力供给安全(充裕性)，目前包括美国(PJM、纽约、新英格兰)、英国等在内的电力市场都已建立起配套的容量市场机制 [16-17] 。
以美国 PJM 容量市场为例，1998 年 PJM 建立了容量信用市场。由于市场操纵等问题，2007年 PJM 采用可靠性定价模式(reliability pricingmodel，RPM)取代容量信用市场，并于当年 4 月开始正式运行。RPM 容量市场是由多重拍卖市场组成的，包括 1 个基本拍卖市场(base residualauction)、3 个追加拍卖市场(incremental auction)和 1 个双边市场。市场成员由容量拥有者和负荷服务商组成。基本拍卖市场提前 3 年举行。PJM根据对 3 年后的负荷预测，组织容量拥有者竞价，以满足电网 3 年后的机组容量需求，购买容量的费用根据相关规则分摊给负荷服务商。值得注意的是，虽然容量市场在一定程度上解决了发电容量投资不足的问题，但也争议不断。
随着可再生能源的大规模接入，问题更加尖锐。作者在针对两部制电价(电量电价+容量电价)和容量市场的理论分析中曾断言 [18] ，采用基于两部制电价的管制容量市场将导致以下问题：1）管制的而非经济的容量目标；2）人为的供电联营组织规模，导致扭曲的电能价格(偏低)；3）继续靠供给方平衡市场，而不是让负荷随反映边际运行成本和容量紧缺程度的一部制价格变化；4）不能公平接纳不提供“额定”的发电和备用容量分额的供给方技术。根据自然资源保护委员会(NaturalResources Defense Council)和塞拉俱乐部(SierraClub) 在 2020 年 2 月 提 交 的 报 告 (Over-Procurement of Generating Capacity in PJM:Causes and Consequences)，这些结论均已被 PJM容量市场 20 年来的实践所证实 [19] 。
此外，由我国学者言茂松教授首创的当量电价(或电能价值当量分析)方法将发电机组的容量、电量的成本和效益综合为单一电价，精准地体现了老电厂、新电厂、水电厂、火电厂、电量限制、外购电等不同类型电源在系统中所承担的功能及其价值，而且克服了实时电价“短视”的缺陷，特别符合发展中国家对电价制定的要求。
另外，当量电价定价方法基于持续负荷曲线进行定价，自然地区分了基荷、腰荷和峰荷电能的不同价值，符合电能生产和消费的价值规律。考虑长期电源优化规划的电力定价模型及市场设计将有助于引导合理的电源结构并确保电力市场的“稳健性”，并为涵盖电力投融资政策的“大电力市场”建设和产业重组奠定理论基础 [18,20-22] 。
电力行业是中国特色社会主义市场经济的重要组成部分，电力市场化改革应在中国特色社会主义政治经济学理论的指导下进行。以孙冶方、顾准为代表的新中国第一代经济学家们都非常重视价值规律的研究与应用 [23] ，电力定价和电力市场设计也应建立在电能价值规律的基础之上，当量电价理论是价值规律理论在电力行业应用的范例，为“双碳”目标下的电力定价和电力市场设计提供了重要的科学方法论，应结合新形势进一步加以研究和应用。
5 结论
随着“双碳”目标的提出，“控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”的举措将使电源结构和电网特性出现重大变化，在为我国电力行业的发展带来重大机遇的同时，也存在一定的风险和挑战。结合近期全球电力市场典型事故的介绍和原因分析，重点探讨了电源结构的变化所引起的安全风险和电能价值的多样化等问题，分析了电力市场体制机制所面临的挑战，并提出了初步解决思路。
电能价值(或成本)分析是电力经济与电力市场的核心基础理论，而且是由计划经济模式通往市场经济模式的一个桥梁。电价不但影响电力工业本身的健康发展和电力资源的优化配置，而且影响到全社会各行各业的发展和人民群众生活水平的提高。在计划经济模式下，最理想的电价水平应等于电能的真实价值；在市场经济模式下，市场电价应围绕电能真实价值上下波动。在可再生能源大规模接入的背景下，电能除了容量价值、电量价值，还具有灵活性、安全性和弹性价值等多种不同的价值，使得问题更加复杂，其分析和研究需要建立在对新型电力系统运行特性深入认识的基础上并紧密结合相关经济学理论。因此，还有许多问题需要进一步深入研究。
参考文献
[1] 陈皓勇．电力现货交易难以提升系统灵活性[N]．中国能源报，2019-01-14(4)．
CHEN H Y．Spot market trading is difficult to enhance system flexibility[N]．China Energy News，2019-01-14(4)．
[2] 陈皓勇．电价要体现容量与电量价值[N]．中国能源报，2021-03-01(4)．CHEN H Y．Electricity price should reflect capacity and energy values[N]．China Energy News，2021-03-01(4)．
[3] 陈皓勇．危机背后的电力市场设计困局[J]．能源，2021(3)：22-25．CHEN H Y．The dilemma of electricity market design behind the crisis[J]．Energy，2021(3)：22-25．
[4] 陈皓勇．碳中和目标下的电力系统和电力市场转型[J]．中国电力企业管理，2020(28)：19-23．CHEN H Y ． Power System and power market transformation under the goal of carbon neutrality [J]．China Power Enterprise Management，2020(28)：19-23．
[5] 陈皓勇，没有完美的电力市场设计可以照搬[N]．中国能源报，2018-02-05(4)．CHEN H Y．No perfect electricity market design can be copied[N]．China Energy News，2018-02-05(4)．
[6] BILL M．Review of February 2021 extreme cold weather event[R/OL]．(2021-02-24)[2121-03-15]．/content/wcm/key_documents_lists/
225373/Urgent_Board_of_Directors_Meeting_2-24-2021.pdf.
[7] 刘泽扬，荆朝霞．美国得州 215 停电初步分析及其对我国电力市场建设的启示[J]．发电技术，2021，41(1)：131-139．
LIU Z Y，JING Z X．Preliminary analysis of the 215power outage in Texas，U.S. and its enlightenment to the construction of China's electricity market[J]．Power
Generation Technology，2021，42(1)：131-139．
[8] PERRY R．Re：Secretary of Energy’s direction that the Federal Energy Regulatory Commission issue grid resiliency rules pursuant to the Secretary’s Authority
under section 403 of the department of energy organization act[EB/OL] ． https://energy.gov/sites/prod/files/2017/09/f37/Secretary%20Rick%20Perry%27s%20Letter%20to%20the%20Federal%20Energy%20Regulatory%20Commission.pdf.
[9] U.S. Department of Energy (DOE)．Grid resiliency pricingrule[EB/OL]．/downloads/ notice-proposed-rulemaking-grid-resiliency-pricing-rule.
[10] U.S. Department of Energy (DOE)．Staff report to the secretary on electricity markets and reliability [R/OL]．https://energy.gov/downloads/download-staff-report-secretary-electricity-markets-and-reliability.
[11] U.S. Electric Power Research Institute．Exploring the impacts of extreme events，natural gas fuel and other contingencies on resource adequacy[R]．California，
USA：EPRI，2021．
[12] 陈皓勇，李立浧．电能商品品质衡量及定价机制 [J]．全球能源互联网，2018，1(1)：73-80．CHEN H Y ， LI L C ． Evaluation of electricity commodity quality and the related pricing mechanisms[J] ． Journal of Global Energy Interconnection ，2018(1)：73-80．
[13] 陈皓勇，韩励佳．基于连续时间商品模型的电力市场定价理论[J]．中国科学：信息科学，2018，48(10)：1287-1299．
CHEN H Y，HAN L J．Electricity pricing theory based on continuous time commodity model[J]．SCIENTIA SINICA Informationis，2018，48(10)：1287-1299．
[14] ELMAGHRABY W，OREN S S．The efficiency of multi-unit electricity auctions[J]．Energy，1999，20(4)：89-116 ．
[15] 王锡凡．分段竞价的电力市场[J]．中国电机工程学报，2001，21(12)：1-6，WANG X F．Block bidding model based power market [J]．Proceedings of the CSEE，2001，21(12)：1-6．
[16] 陈皓勇．缓解缺电局面的电力市场交易机制设计[J]．中国电力企业管理，2021(1)：22-25．CHEN H Y．Design of electricity market mechanism to alleviate power shortage[J]．China Power Enterprise Management，2021(1)：22-25．
[17] 陈皓勇．以分时电价机制提升电力供应能力[N]．中国能源报，2021-01-11(4)．CHEN H Y．Enhance power supply capability with time-of-use pricing mechanism[N] ． China Energy News，2021-01-11(4)．
[18] 陈皓勇．基于改进拉格朗日松弛法的电能成本分析150 陈皓勇：“双碳”目标下的电能价值分析与市场机制设计 Vol.42 No.2 [D]．西安：西安交通大学，2000．
CHEN H Y．Electricity cost analysis based on modified Lagrangian relaxation optimization[D]．Xi’an：Xi’an Jiaotong University，2000．
[19] WILSON J F．Over-procurement of generating capacity in PJM：causes and consequences[R]．New York，USA：Natural Resources Defense Council，2020．
[20] 言茂松．电能价值当量分析与分时电价预测[M]．北京：中国电力出版社，1998．YAN M S．Electricity value equivalent & time-of -day electricity price fore-pricing theory & method in power market[M]．Beijing：China Power Press，1998．
[21] 言茂松．现代电力市场及其当量电价[M]．北京：中国电力出版社，2008．YAN M S．Modern power market & electricity value equivalent[M]．Beijing：China Power Press，2008．
[22] 孙冶方．把计划和统计放在价值规律的基础上[J]．经济研究，1956(6)：30-38．SUN Y F．Put planning and statistics on the basis of the law of value[J]．Economic Research Journal，1956(6)：30-38．
[23] 顾准．试论社会主义制度下的商品生产和价植观律[J]．经济研究，1957(7)：21-53．GU Z．On the law of commodity production and price planting under the socialist system[J] ． EconomicResearch Journal，1957(7)：21-53．
