【筆記|電力】(02)電力市場就是很精彩

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上篇筆記〈「綠電不夠台積電用」是什麼概念?〉中提到了綠電買賣的比喻,但礙於主題,不太適合針對電力市場再擴充篇幅,這篇文章目標就是把該部分整理得更清楚。

電力市場各角色

在傳統電力市場當中主要分成以下幾個基本角色:

GenCo|發電業者➝咖啡農

TSO|輸電業者➝運輸業者(咖啡農-物流倉庫)

DSO|配電業者➝運輸業者(物流倉庫-買家)

retailer|售電業者➝零售商或小批發商

customer|用戶➝咖啡廳之類的咖啡豆買家

以台灣傳統的狀況來說,台電包辦前四者,電力部分自產自銷,電價也由台電單方決定。

傳統電力市場示意圖

隨著電力市場的自由化,發電業者可以不只有台電,也可以有其他廠商的參與。為了讓電力的調度更公平、更有效率,因此必須再加入幾個角色:

ISO|獨立電力調度中心➝物流中心

aggregator|用戶群代表➝團購主

storage|儲能業者➝冷鏈批發商

新型態電力市場示意圖

看起來複雜很多對吧?

同樣以咖啡豆為例,大致上可以這麼理解:一開始各農夫(GenCo)將生產的咖啡豆聚集在一起,接下來由運輸系統(TSO和TSO)分配至各零售商(售電業),才能把咖啡豆送至團購主(用電戶代表)與一般客戶(用戶)那裡。但該怎麼分配呢?這時候就需要物流中心(ISO)針對需求、運輸成本等考量來調度運輸系統了。

由於咖啡豆的供給和需求常常不平衡,但咖啡豆又要考量新鮮問題,因此需要冷鏈批發商(儲能業者)在供給過多時把咖啡豆用較低的價格買過來冷凍存放,在供給過少時把原先冰起來的咖啡豆用較高的價格賣出去。不但自己可以藉由價差套利,又可以幫助市場咖啡豆供應平穩,皆大歡喜。

還有哪些市場?

上段粗略比喻完電力市場的8個常見角色與互動關係,但這只是其中一種市場型態,就ISO能參與操作的3個市場模式,可以分為以下三個市場

批發電力市場

這是比較直觀的市場,也就是直接針對電能進行買賣,依照時間由遠而近區分,可以分為中長期市場、日前市場、日內市場與即時市場。

各時長市場可使用之交易模式

中長期市場的時程跨度可以從年至數日(T-N)、日前市場則是一日前(T-1)的交易市場、日內市場指的是不到一日(T-75min)的交易市場,最後即時市場則是不到75分鐘前的市場。以上的比較基礎(T)都是指實際電能的調度時間。

整體而言,都可以透過電力交易所進行集中交易,也可以由售電業與用戶雙方直接進行交易。

壅塞管理市場

在這部分常牽涉到「容量」與「電能」,以咖啡豆的運輸為例,容量像是我們預定的貨車數量,電能則是我們買的咖啡豆。

由於尖峰時期常造成容量、電能等各方面因素的限制,因此必須讓ISO介入重新分配調度,平衡電力的供需,可用的機制有兩種,同樣以咖啡豆為例:

  1. 長期輸電權機制

為了確保貨源穩定性,物流中心(ISO)可以跟大客戶約定貨車數量,確保運輸量,如果發生運輸量限制時,優先降低其他客戶的運輸量,這就是「實質運輸權(Physical Transmission Rights, PTR)」的概念。

當然,如果總運輸量吃緊到影響簽約客戶的運輸量時,物流中心就必須提供財務補償支付客戶在貨車漲價等因素多花的錢,這就是「財務運輸權(Financial Transmission Rights, FTR)」的概念。

2.短期跨區壅塞管理

有時候簽約的客戶未必需要使用到所有簽約時約定的貨車及咖啡豆數量,因此可以在貨車與咖啡豆吃緊的時段,將自己用不到的部分賣出。

輔助服務市場

輔助服務主要在確保電力供應的可靠度與安全性,主要可以分為

1.備轉容量市場

主要於發電機組故障時應用,可以交易的內容包含「發電業者可以額外增加的電力」與「用戶可以減少使用的電力」。

2.電力平衡市場

主要在平衡各區域電力價格與數量時使用。如果沒發生容量壅塞,就將各區域發生壅塞時將增加的成本反映在電力交易系統的價格中;如果發生容量壅塞,就將該區域排除於交易系統之外。

3.即時電力調度市場

主要在處理電力供需不平衡時使用,主要方式是藉由交易針對發電業者間總體發電量進行增減。

自己的看法

這次的筆記比上次還要硬一點,概念更複雜,也更難比喻得好,但收穫很大。下次寫點輕鬆的主題好了(癱躺)。

參考資料

  1. 公平交易委員會〈國內電力市場相關問題之研究〉,計畫主持人 許志義教授,2014年3月
  2. 楊雅雲、魏兆廷、吳進忠,〈電力市場的權力遊戲一:農夫與紅蘿蔔〉、〈電力市場的權力遊戲二:誰吃了紅蘿蔔?〉、〈電力市場的權力遊戲三:電力交易中心王者降臨

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