零售用途的電力通常以千瓦小時(kWh)計量。例如,一台額定功率為1000瓦的電暖器運作一小時會消耗一度電(一千瓦時)。點亮一盞50瓦的燈20個小時同樣耗費一度電。
電力是一種相對較新的可交易商品。電力與其他有形商品(如原油或天然氣)有如下不同之處:
- 可完全互換——與煤或天然氣產生的一兆瓦時(MWh)電力,所含的能量完全相等。
- 須在生產的同時被使用——電力貯存的成本仍然過於昂貴,電網的供應量必須恰好滿足需求量。
由於電力具有這些特性,因此需由獨立系統營運商(ISO)和區域輸電組織(RTO)負責保持電網的發電和負載平衡。
ISO對發電量進行預測和調度,以確保發電量充足,並配置備用電力,以滿足意外的需求或補償發電量損失。 它必須是非商業組織,保持中立並獨立於商業機構。
目前北美有九家ISO/RTO。在北美開放的電力市場地區內,每家ISO/RTO都需負責電网的可靠性、營運、資源規劃和擴建工作:
- Alberta Electric System Operator(AESO,亞伯塔省電力系統運營商)
- California independent system operator(CAISO,加州獨立系統運營商)
- Electric Reliability Council of Texas(ERCOT,德州電力可靠性理事會)
- Midcontinent Independent System Operator, Inc.(MISO,中大陸獨立系統運營商)
- ISO New England(ISO-NE,新英格蘭ISO)
- New York Independent System Operator(NYISO,紐約獨立系統運營商)
- Ontario Independent Electricity System Operator(IESO,安大略省獨立電力系統運營商)
- PJM Interconnection(PJM,PJM互聯)
- Southwest Power Pool(SPP,西南電力池)
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ISO/RTO通常負責營運能源、電能量、金融輸電權和輔助服務市場。
為了短期電網的可靠性和資源安排,ISO/RTO為參與者提供一個遠期能源市場。這個市場通常包括日前市場和即時市場。
發電廠和負載服務商在日前市場向ISO/RTO提出他們的標價,根據下一個營運日每小時不同的成本接收電力,或提供電力給電網。ISO/RTO會根據成本、安全性和輸電限制優化發電調度計畫。市場參與者將按照ISO/RTO的公佈價格,依每個地區設置的節點邊際電價(LMP)執行調度計劃。
LMP = 系統能源價格 + 輸電壅塞成本 + 邊際損失成本
在放開管制的地區,電力批發市場由ISO/RTO主导,並以其為中心。發電廠和負載服務商(LSE)在日前和即時市場提交他們的發電報價和負載標價。
系統營運商透過競價過程,根據輸電限制平衡匯流排上每個地點的電力供應和需求:
- ISO/RTO預測每小時的需求
- 發電廠以指定價格提供報價,而這些價格通常是以營運成本為考量
- ISO/RTO將這些報價按升序排序,決定不同價格點上的可供應量
- ISO/RTO選擇最低報價組合以滿足需求。
清算價格是根據邊際發電單位的報價而得出。如果給定以下發電選項,且所需電能量為3200兆瓦,那麼由邊際單位制訂的清算價格將為每兆瓦小時50美元。
發電報價
|
電能量(MW)
|
價格(美元/MWH)
|
---|
風力發電廠
|
50
|
0
|
太陽能
|
70
|
5
|
核能發電廠
|
2000
|
25
|
天然氣複循環
|
1000
|
40
|
煤炭
|
500
|
50
|
需求回應
|
100
|
100
|
在即時市場中,營運商會根據實際系統運作條件實時向每間發電廠傳送調度指令。發電廠以發電匯流排的LMP收款。負載服務商按負載匯流排的LMP付款。交易端支付供電端和接收端LMP的差額。
長期而言,ISO/RTO運營的電能量市場對資源承諾進行競價,從而在系統發生緊急情況時按照能源價格上限提供能源。無論是否生產能源,收益都會支付給資源。
芝商所為各地區的電力日前、即時和電能量市場參與者提供多種期貨和期權合約,以進行避險對沖和曝險管理。