21世纪全球大停电事故启示录
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1.5 本章附录

美国的电力工业管理体制

美国电力工业由私营电力公司、联邦政府经营的电力局、市政公营电力公司和农电合作社4种形式的电力企业构成,从20世纪30年代初开始形成,一直延续至今。美国电网以私营为主,形成了各自为政的局面。美国没有“国家电网”,电网的运行主要由电力可靠性组织(Electric Reliability Organization,ERO)统筹。ERO是电力行业的自律机构,受联邦能源监管委员会(Federal Energy Regulatory Commission,FERC)委托实施对电网的监管职能,以加强电网的可靠性和安全性。

美国是最早进行电力市场化改革的国家之一。改革从零售价格较高或批发与零售价格差异较大的州开始,包括加利福尼亚州、马萨诸塞州、罗得岛州、纽约州、新泽西州、缅因州、宾夕法尼亚州等。

美国的电力工业改革是以一系列法案的颁布和实施为标志进行的。美国电力工业改革的立法进程如下。

公共事业管制政策法案(1978)。1978年,公共事业管制政策法案(PURPA)出台。颁布此法案的目的是,减少对外国石油的依赖,提高环境质量,鼓励非化石燃料发电,包括使用再生能源发电。PURPA鼓励了非电力公司用于发电厂(NUG)的建设,并授予其发电资格。此法案提高了电力市场发电侧的竞争性。

能源政策法案(1992)。1992年,美国通过了能源政策法案。能源政策法案规定所有的电力公司必须提供输电服务,美国联邦能源管制委员会(FERC)规定电力公司必须对独立发电商(Independent Power Producer,IPP)提供转运服务,并且所有的电力公司有义务建设提供转运服务所需的输电设备。能源政策法案禁止零售转运业务,但批发转运服务的价格可能会逐级相加,引起了很大的争论。

第888号法令(1996)。1996年FERC出台了第888号和889号法令。这两个法令规定了互惠的开放准入输电服务价格和辅助服务价格,并且规定发电和输电必须从功能上分离,所有发电商得到同样待遇。这在美国电力市场发展的历史上具有划时代的意义。

第888号和889号法令规定的电网开放(Open Access)必须提供的输电服务包括发电计划、系统控制和调度、无功支持和电压控制、负荷调整和频率控制、旋转备用、补充备用、能量不平衡调整。第888号和889号法令还要求输电服务商建设基于计算机网络的用于安排批发电力交易的实时信息系统(OASIS),OASIS必须实时更新。第888号和889号法令的颁布产生了显著的效果:批发市场的交易量显著增加;电价制定的透明度提高;电力交易安排得到很大的改善;增大了期货市场的交易量。

第2000号法令(1999)。针对第888号法令颁布后电力市场开放过程中出现的一系列问题,FERC颁布了第 2000号法令,在市场设计和规则制定方面取得了一定的进步。在第2000号法令中,FERC提出了建立区域输电组织(RTO)的设想。

美国电力市场化改革和中国的改革有一定的相似性。美国电力市场化改革是以州(几个州联合体)为主体进行的,和中国现在以区域为主体在一定程度上类似。但美国各个州之间的市场化模式有一定区别,不能一概而论。最具代表性的主要是以下三种市场化模式。

PJM电力市场模式。将电力交易所(Power Exchange,PX)和独立系统运行机构ISO(Independent System Operator)整合为一个实体,提供优化的日前中央调度,并采用区域边际定价法(LBMP)。

Nevada和ERCOT电力市场模式。建立一个独立管理系统(Independent System Administrator,ISA),与区域控制机构(Control Area Operator,CAO)、地区输电组织(Regional Transmission Operator,RTO)和市场相互协调。

加州电力市场模式。分别设立电力交易所(PX)和独立系统运行机构(ISO)两个独立实体。PX提供电能拍卖,ISO提供电网控制、稳定运行及辅助服务等功能。1998年加州电力市场正式运营,率先同时开放电力批发和零售市场,成为美国第一个允许电力用户选择发电商的州,电力用户可以直接与发电商签定购电合同,电网向发电商开放并为电力用户提供输电服务。

美国电力市场存在多元化的市场主体,在发电、配电、输电、售电等领域存在不同类型的竞争者。美国的电源结构也是多样化的,包括煤电、天然气发电、核电、水电和其他可再生能源发电等。美国电力市场一个最显著的特点是发电商比较分散。美国有数百家发电商,最大发电商控制的装机容量也不到全国总装机容量的4%,全美前20家最大发电公司拥有的装机容量仅占全国总量的 45%左右。发电所有权分散是美国电力市场一大优势。这意味着,与其他国家相比,美国发电市场的市场力要小得多,有助于增加美国电力市场的竞争性。美国电力市场另一个显著特点是输电网所有权分散。在其他国家,输电网通常被有限的几家公司控制,但在美国,电网公司数量超过500家。但输电所有权过于分散也增加了电网规划、运营、投资和成本分配的难度。

美国电力实行联邦和州两级监管体系。在联邦一级,负责电力行业经济性监管的机构主要是联邦能源监管委员会(FERC),其他监管机构还包括美国核监管委员会(主要负责监管核电站及核燃料设施的安全)和联邦环境保护署(主要监管发电厂的污染排放)。

实际上,多种所有制本身就已经造成北美电网有140个控制区,控制区理论上是独立的,由各自的ISO或RTO负责电网的实时控制,以实现电力的发供实时平衡,维持系统的可靠运行。每个控制区的调度员实时调节控制区内的机组出力,使本控制区与其他控制区的电力电量较量符合实现达成的协议值。为了协调更大区域的电网运行,北美最大的ERO——北美电力可靠性委员会(NERC)在各地共设立了多个可靠性协调员,以负责进行大区内的电网可靠性分析,并实时协调一个或多个控制区在紧急情况下的电网运行。然而,美中不足的是,NERC仅是电力企业组建的行业自律组织,它所制定的电网可靠性规则是非强制性的,它所派驻各地的可靠性协调员对区域内的各个控制区影响力不足,无法实行强有力的监管,很多时候只能充当安全顾问的角色,各大电力公司在其政治同盟者的支持下,对可靠性协调员的建议和要求置之不理,这也为停电事故的发生埋下了隐患。