Проектирование рынков 2 - Рынок оперативных резервов

Глава 3-10
Рынок оперативных резервов
Я контуром души с тобою сдвоен,
 Хоть нахожусь за много миль я от тебя,
Твои эмоции замкнулись напрямую
На стрелке компаса, что в сердце у меня.
Постоянное как Daniel, сильное как Grove,
Бурлящее до самой глубины как Smee,
Мое сердце гонит волну моей любви,
Замкнув все цепи только на тебе.
Скажи, когда поток любви по линии,
Что связывает нас, из сердца хлынет,
Какие токи в сердце у тебя возникнут?
Один щелчок— и горести окончены мои!
Сквозь паутину многих вольт
Пришел и звякнул твой ответ;
Я — верный, стойкий твой фарад,
Заряженный вольтами любви.
Джеймс Максвелл, «Валентинка» телеграфиста, 1860 г.

На рынке оперативных резервов поставщикам платят за то, чтобы ОНИ ВЕЛИ СЕБЯ НЕ ТАК, КАК ИМ ДИКТУЕТ РЫНОК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

Если затраты поставщиков на производство электроэнергии невелики, а поставщики хотят полностью загрузить свои генерирующие агрегаты, рынок оперативных резервов может «потребовать», чтобы они работали с меньшей нагрузкой.
Если же затраты поставщиков слишком велики, чтобы оправдать производство электроэнергии, рынку могут потребоваться агрегаты этих поставщиков для работы в составе «вращающегося резерва» и такие агрегаты могут использоваться для производства достаточно больших объемов электроэнергии1. Цель использования рынка оперативных резервов состоит в том, чтобы увеличить надежность функционирования энергосистемы и снизить ценовые пики.

Краткое содержание главы 3-10.

Отказ от максимизации прибыли на рынке электроэнергии имеет для поставщиков электроэнергии альтернативную стоимость, и эта стоимость должна быть им возмещена, чтобы гарантировать их сотрудничество с системным оператором. Для этого применимы два подхода: 1) передать системному оператору функцию расчета альтернативной стоимости, исходя из цен рынка реального времени, и осуществления соответствующих выплат поставщикам по результатам этих расчетов; 2) предоставить поставщикам возможность самим оценить альтернативную стоимость и включить ее в свои заявки. При первом подходе существует риск использования «игр» на рынке. Второй же подход является оптимальным лишь в теории, но рискованным для поставщиков на практике, и его использование может привести к непредсказуемым результатам.

При работе с минимально допустимой нагрузкой. — Примеч. ред.

3-10.1 Виды оперативных резервов.

Оперативные резервы можно подразделить на несколько видов в зависимости от быстроты, с которой генерирующие агрегаты реагируют на получаемые команды. Регулировочный резерв обеспечивает непрерывный баланс в энергосистеме. Десятиминутный вращающийся резерв может включаться почти мгновенно и загружаться на полную величину резерва в течение 10 мин. Резерв этого вида мы будем расcматривать в качестве единственного примера для анализа различных конструкций рынка резервов и не будем затрагивать вопросы о взаимосвязи между рынками резервов различнoгo вида.

3-10.2 Отбор заявок на резерв по ожидаемой стоимости.

Один из подходов к организации рынка вращающихся резервов заключается в том, чтобы поставщики подавали заявки, состоящие из двух компонент, в одной из которых указывается цена за резервную мощность VCbid, а в другой — цена за электроэнергию VCbid. Очевидный способ для оценки и отбора таких заявок — расчет их ожидаемой стоимости, т. е.представляет ту часть времени, в течение которой, как ожидается, потребуется выработка электроэнергии поставщиком вращающегося резерва. К сожалению, единого для всех поставщиков значения величины h не существует, поскольку количество используемой электроэнергии каждого поставщика зависит от цены за электроэнергию данного поставщика. При использовании в процессе оценки заявок неправильного значениявозникает риск использования «игр» на рынке, масштабы которых в зависимости от структуры аукциона могут быть очень значительными или умеренными. Хотя вполне возможно, что на основе оценки ожидаемой стоимости можно спроектировать достаточно эффективный аукцион. До настоящего времени эта возможность еще не была опробована на практике.

3-10.3 Отбор заявок только по цене за резервную мощность.

При альтернативном подходе к оценке заявок также предполагается использование двухкомпонентных заявок (CCbid, VCbid), но при этом выбираются заявки с наименьшей ценой за резервную мощность¹. Примечательно, что этого оказывается достаточно для эффективной работы рынка резервов, если участники, подающие заявки, чрезвычайно хорошо информированы.

Требования к информации становятся серьезной проблемой при расчете по цене за резервную мощность.

¹ Этот подход был разработан Робертом Вильсоном для независимого системного оператора Калифорнии и рассматривается в работе (Chao and Wilson, 1999 b) совместно с проблемами подачи заявок на основе ожидаемых затрат.

Чтобы подавать заявки эффективно, поставщики должны знать, как зависит вероятность того, что их заявка на выработку электроэнергии будет удовлетворена, от заявленной ими цены за электроэнергию.
Однако эта вероятность определяется тем, кто станет победителем аукциона и что именно укажут победители в своих заявках.

3-10.4 Ценообразование на основе альтернативной стоимости.

На аукционах, где поставщики подают заявки с ценами и за резервную мощность, и за электроэнергию, требуется, чтобы сами поставщики имели представление о том, какой была бы альтернативная стоимость, если вместо предоставления резерва они работали бы на рынке реального времени. Например, если поставщики считают, что цена спотового рынка будет равна 50 долл./МВт-ч, а их маржинальные затраты составляют 49 долл./МВт-ч, то они могут предложить свои услуги в качестве вращающегося резерва по цене 1 долл./МВт-ч. Однако, если фактически окажется, что цена на рынке будет равна 80 долл./МВт-ч и поставщики не получат команду на выработку электроэнергии, то они упустят возможность получить большую прибыль. И наоборот, при низкой цене на спотовом рынке они выиграли бы в этой рискованной игре.
Проблема заключается не в правильности оценки средних цен, а в том факторе случайности, который привносит необходимость делать такие оценки в процесс подачи заявок. Для решения этой проблемы можно предусмотреть оплату поставщиков по их фактической альтернативной стоимости, какой бы она ни оказалась.

3-10.1 Виды оперативных резервов

Вращающийся резерв является самым дорогим видом резерва, поскольку для обеспечения такого резерва генерирующий агрегат в соответствующий момент времени должен уже работать («вращаться»). Вращающийся резерв обычно определяется как прирост величины нагрузки, который агрегат может обеспечить в течение 10 мин¹. Паротурбинные угольные агрегаты, как правило, могут увеличивать объем производства электроэнергии (набирать нагрузку) со скоростью 1% в 1 мин., что позволяет им обеспечить вращающийся резерв, равный 10% их установленной мощности². Вращающийся резерв также может быть обеспечен и потребителями, которые способны с достаточной надежностью уменьшить свою нагрузку на определенную величину в течение 10 мин.
Более низким по качеству видом оперативных резервов являются 10-минутные невращающиеся резервы, обычно обеспечиваемые газотурбинными установками, и 30-минутные невращающиеся резервы. Самый высокий по качеству вид оперативных резервов называется регулировочным резервом, и этот вид резервов используется постоянно, а не только в случае риска возникновения аварийных ситуаций. Закупка резервов этого типа осуществляется отдельно, и часто их исключают из рассмотрения, когда речь идет об оперативных резервах. В этой главе рассматриваются только вращающиеся резервы, поскольку они имеют самое большое значение и на их примере можно проиллюстрировать многие важные проблемы проектирования рынка.
Оперативные резервы могут сильно различаться по цене — от бесплатных до очень дорогих. «Сопутствующий» вращающийся резерв может обеспечиваться агрегатами с замыкающими маржинальными затратами, максимальное производство электроэнергии которых в данный момент не требуется, но более часто этот резерв обеспечивают агрегаты, находящиеся в процессе сброса нагрузки. Иногда генерирующие агрегаты рассматриваются в качестве вращающегося резерва, когда они набирают мощность с максимальной скоростью, чтобы поддержать утренний пик нагрузки. Формально по определению эти агрегаты непригодны для вращающегося резерва, потому что они не смогут помочь в случае возникновения аварийной ситуации, например при выходе из строя другого генератора. Обычно величина вращающегося резерва в энергосистеме должна быть примерно равна максимальной потере мощности, которая может произойти при выходе из строя единичной линии передачи или одного генерирующего агрегата, т. е. в случае «одиночной аварии».
Обеспечение услуги вращающегося резерва теми агрегатами, которые в других обстоятельствах не включались бы, стоит дорого по ряду причин. Наиболее важные из них заключаются в том, что генерирующие агрегаты обычно имеют минимальный уровень нагрузки, ниже которого они не могут работать в устойчивом режиме.
Если, исходя из этого ограничения, нагрузка агрегата должна быть не менее 60 МВт, а его маржинальные затраты на 10 долл./МВт-ч выше рыночной цены, то владелец этого агрегата будет терять 600 долл./ч, если агрегат участвует в обеспечении услуги вращающегося резерва. Если агрегат обеспечивает 30 МВт вращающегося резерва при его нагрузке 60 МВт, то услуга вращающегося резерва будет стоить 20 долл./МВт-ч³. К этому необходимо добавить затраты холостого хода, вызванные потреблением электроэнергии на собственные нужды данной электростанции и не связанные с уровнем производства электроэнергии. Также следует учитывать затраты на пуск агрегата.

¹ В Австралии вращающийся резерв часто определяется по приращению вырабатываемой мощности, которое может быть получено за 5 мин.

² Это значение может быть увеличено владельцем станции, и воздействие рынка может привести к таким последствиям. В некоторых источниках указывается, что ограничения на данную величину имеют скорее экономический, чем физический характер

³ Размерность здесь следует понимать как 20 долл. за предоставление 1 МВт вращающегося резерва в течение часа. — Примеч. ред.

Предоставление услуги вращающегося резерва инфрамаржинальными поставщиками, т. е. поставщиками, у которых маржинальные затраты ниже цены рынка, также стоит дорого.

Если агрегат дешевого поставщика был не полностью загружен (уменьшил свою нагрузку по сравнению с полной мощностью на небольшую величину), то его маржинальные затраты могут составлять всего 20 долл./МВт-ч, в то время как конкурентная цена составляет 30 долл./МВт-ч. В этом случае уменьшение нагрузки этого агрегата на 1 МВт сэкономит 20 долл. затрат на производство, но при этом в энергосистеме потребуется производство дополнительного 1 МВт по цене 30 долл./МВт-ч. Затраты на обеспечение вращающегося резерва составят при этом 10 долл./МВт-ч. Время от времени возникает необходимость в обеспечении вращающегося резерва именно таким образом из-за недостаточного предоставления этой услуги поставщиками с маржинальными и сверхмаржинальными затратами. Именно эта ситуация возникает, когда рыночная цена оказывается выше переменных затрат большинства поставщиков электроэнергии.
Рынки оперативных резервов рассмотренных трех видов тесно связаны друг с другом, а также с рынком электроэнергии. Калифорния продемонстрировала, что не учитывать этой тесной взаимосвязи неразумно; в этом штате умудрились платить 9999 долл./МВт-ч за резервы даже более низкого качества, чем 30-минутные невращающиеся резервы, в то время как резервы самого высокого качества продавались по цене ниже 50 долл./МВт-ч¹. В этой главе не рассматривается вопрос о том, как рынки должны быть связаны между собой, хотя наиболее очевидное предположение заключается в том, чтобы уравновешивать их одновременно, используя единый набор заявок, которые могут быть использованы на любом из этих рынков.

3-10.2 Отбор заявок на резерв по ожидаемой стоимости

Ожидаемая стоимость вращающегося резерва зависит от цены резервной мощности (СС), цены вырабатываемой электроэнергии (VC) на момент востребования резервной мощности и вероятности того, что эта мощность будет востребована (h). Цена за предоставление резервной мощности всегда связана со стоимостью 1 МВт резервной мощности и продолжительностью времени, в течение которого она предоставляется, поэтому СС измеряется в долл./МВт-ч, как и переменные затраты на производство электроэнергии VC (см. гл. 1-3, в которой рассматриваются эти единицы измерения).

¹ В основе этой проблемы лежала идеология «разделения рынков», хотя свою роль сыграли и некоторые особые правила, а также комиссия FERC.

Поскольку ожидаемая стоимость вращающегося резерва равна СС + h х VC, представляется естественным принимать двухкомпонентные заявки и оценивать их, исходя из этой формулы ожидаемой стоимости. Если h имеет единственное значение, известное системному оператору, то эта процедура расчета обоснованна. Однако, если системный оператор ошибается относительно величины h, а участники рынка, подающие заявки, знают, какой будет h, то эта процедура расчета может привести к использованию классической формы игры на рынке1. Предположим, что h — правильная величина вероятности, но системный оператор считает, что она будет равна h, при этом участник рынка подает заявку с ценой ССbid за резервную мощность и ценой VCbid за электроэнергию. Оценка заявки S, размер платежа по выигравшей заявке и чистая прибыль победителя приведены в табл. 3-10.1.

Таблица 3-10.1 Расчет прибыли поставщика на аукционе по ожидаемой стоимости

При этом выигрывает та заявка, которая получила самую низкую оценку ожидаемой стоимости. Предположим, что участник, подающий заявку, хочет получить оценку, равную S.

(Этот недостаток был характерен для проводившегося в 1993 г. в Калифорнии аукциона по закупке ресурсов для обеспечения перспективной нагрузки в рамках процедуры интегрированного ресурсного планирования на двухлетнюю перспективу, и на этом аукционе в выигравших заявках предлагались чрезвычайно высокие авансовые платежи за мощность и отрицательные платежи за электроэнергию3).

1. Этот вопрос рассматривается здесь на основе работы (Chao and Wilson, 1999b).
2. Такое возможно, если правила рынка позволяют подавать отрицательные заявки. — Примеч. ред.
3. Это было предсказано в работе (Bushnell and Oren, 1994) и описано в работе (Gribik, 1995).

Как только системный оператор назначает неправильную величину h, а участник рынка узнаёт об этом, то последний может обеспечить себе одновременно любую величину S и любой уровень прибыли.
Хотя, казалось бы, это должно сделать аукционы с оценкой по ожидаемой стоимости полностью бесполезными, тем не менее необходимо более внимательно изучить этот вопрос. Вероятность (h) того, что поставщик, заявка которого принята на рынке резервов, сможет продать электроэнергию, зависит от цены за электроэнергию, указанной в принятой заявке. Предположим, что системный оператор использует некое среднее значение h. Те, кто считает, что их значение h будет ниже h, подадут заявки с очень низкой ценой за электроэнергию VC. Это приведет к тому, что вероятность использования их мощности h, в противоположность их собственному прогнозу, окажется выше h, и, таким образом, их стратегия окажется неэффективной. Этот ограничивающий эффект не устраняет проблемы, связанные с игрой на рынке, но дает некоторую надежду для аукционов с расчетом по ожидаемой стоимости.

3-10.3 Отбор заявок только по цене за резервную мощность

В лучшей теоретической работе по аукционам вращающихся резервов (Chao and Wilson, 1999b) предложено, чтобы при приеме заявок игнорировались те части заявок, в которых указывается цена за электроэнергию, и победителями признавались те заявки, в которых указаны самые низкие цены за резервную мощность независимо от того, каковы заявленные цены за электроэнергию. Это неожиданное утверждение основывается на заключении, что поставщики вращающихся резервов с низкой ценой за электроэнергию будут получать больше прибыли при продаже электроэнергии от вращающегося резерва, когда выбирается вращающийся резерв с большей ценой за электроэнергию. Это создает им сильный стимул стремиться к тому, чтобы их заявку приняли на аукционе вращающегося резерва, и поэтому, чтобы выиграть аукцион, они будут указывать в своих заявках такую цену за мощность CCbid, которая будет ниже действительной стоимости их мощности СС. Благодаря этому, когда на аукционе оценивается только компонента заявки, относящаяся к резервной мощности, косвенно учитывается и относительно низкая цена за электроэнергию VCbid, указанная в их заявках.
Рассмотрим первый пример, из которого станет ясно, что за этой качественной аргументацией стоит строгая математика. Рассмотрим поставщиков двух типов, один из которых (под номером 2) имеет более высокую цену за электроэнергию. Предположим, что все поставщики подают заявки с конкурентными ценами и при этом требуется достаточно большой объем вращающегося резерва, вследствие чего приходится закупать определенное количество резерва каждого типа1. Если отбор по цене за резервную мощность действительно работает, то должен выигрывать поставщик с более дешевым видом вращающегося резерва, и такие поставщики будут выбраны в первую очередь. Если же отбор заявок по цене за мощность не работает, то будет происходить обратное.

В нашем примере примем, что когда вращающийся резерв требуется для выработки электроэнергии, то используется весь располагаемый вращающийся резерв, и при этом рыночную цену за электроэнергию установит более дорогой поставщик электроэнергии. Стоимость и цены заявок для этих двух типов поставщиков приведены в табл. 3-10.2.

Таблица 3-10.2 Пример оценки заявки по цене за резервную мощность

Основное преимущество отбора заявок на основе цены за резервную мощность состоит в том, что та компонента заявки, которая касается цены за электроэнергию, теряет свое значение для выбора участника в качестве поставщика вращающегося резерва. Конкурирующие участники рынка, формируя цену за электроэнергию при подаче заявок, будут ориентироваться только на рынок электроэнергии в момент использования вращающегося резерва и, следовательно, будут указывать свои действительные переменные затраты (на конкурентном рынке). Это отражено в табл. 3-10.2.
Поскольку заявки на конкурентном рынке всегда подаются на уровне, который соответствует точному покрытию затрат, оба участника вычитают из своих заявок на продажу резервной мощности ту прибыль, которую они ожидают получить на рынке электроэнергии от вращающегося резерва. Для этого они должны знать, какие заявки на продажу электроэнергии будут определять цену на рынке электроэнергии в момент использования вращающегося резерва. В данном случае задача оказывается простой. Победителями станут несколько поставщиков каждого типа, поэтому цену рынка определит величина VC2. Поставщики 1-го типа заработают h х (VC2 - VC1) благодаря этой относительно высокой цене, поэтому они вычтут эту величину из цены за резервную мощность, когда будут подавать заявки. Поставщики 2-го типа не заработают вообще ничего на рынке электроэнергии от вращающегося резерва, и поэтому они будут указывать свои действительные затраты на предоставление резервной мощности.
Если этот аукцион является эффективным, поставщики того типа, которые могут произвести наиболее дешевую электроэнергию, должны выиграть аукцион. Победитель определяется исключительно на основании заявленной цены за резервную мощность, поэтому поставщик 1-го типа выиграет, если и только если

Поставщик 1-го типа может обеспечить более дешевый вращающийся резерв, если и только если его цена будет меньше:

Эти условия алгебраически эквивалентны, поэтому поставщик с более дешевым резервом всегда выиграет аукцион (см. работу (Chao and Wilson, 1999b), где этот вопрос рассмотрен более подробно). Участники, подающие заявки, скорректировали свои цены за резервную мощность, чтобы учесть разницу в маржинальных затратах, поэтому системному оператору остается только оценить ту часть заявки, которая касается цены за установленную мощность.

Утверждение 3-10.1 Отбор заявок по цене за резервную мощность является оптимальным для выбора оперативных резервов

При идеальной информированности поставщиков отбор заявок по цене за резервную мощность является эффективным. Поставщики должны указывать в заявках цену за резервную мощность и цену за электроэнергию. Участники, подающие заявки с самыми низкими ценами за резервную мощность, должны быть выбраны в качестве поставщиков вращающегося резерва. В свою очередь, те участники, которые подают заявки с самой низкой ценой за электроэнергию, должны быть выбраны в качестве производителей, когда потребуется поставка электроэнергии. Поставщикам с принятыми заявками резервная мощность и электроэнергия оплачиваются по равновесным ценам.

Инфрамаржинальная резервная мощность

Второй пример помогает проиллюстрировать справедливость полученного Чао и Вильсоном результата относительно эффективности отбора заявок, сформулированного в виде утверждения 3-10.1, и в других случаях. Вращающиеся резервы могут предоставляться теми агрегатами, которые загружены неполностью, даже если затраты на производство у них ниже, чем спотовая цена электроэнергии Р. Работая при загрузке 90% максимальной мощности, паросиловой генерирующий агрегат может использовать оставшиеся 10% своей мощности в качестве вращающегося резерва. Когда сверхмаржинальные источники вращающегося резерва оказываются слишком дорогими, предпочтение можно отдать таким инфрамаржинальным источникам. Когда резервов не хватает, то одних сверхмаржинальных источников становится недостаточно, и требуется привлечение инфрамаржинальных источников резервной мощности.
Предположим, что поставщик 1-го типа из предыдущего примера имеет инфрамаржинальный паровой агрегат. Это меняет и стоимость использования этого агрегата, и стратегию подачи заявок данного поставщика. Вначале рассмотрим его стратегию. Вместо сравнения своей прибыли на рынке вращающегося резерва с бесприбыльной работой поставщик с инфрамаржинальным агрегатом будет сравнивать эту прибыль со своей прибылью на спотовом рынке электроэнергии. Если его заявка будет принята на аукционе вращающегося резерва, то он получит оплату в соответствии с заявленной ценой за установленную мощность, т. е.плюс (VC2- УЦ) с вероятностью h. На спотовом рынке он всегда получит свою обычную инфрамаржинальную ренту. Эти источники прибыли показаны в табл. 3-10.3. Действующие в условиях конкуренции поставщики 1-го типа будут подавать заявки таким образом, чтобы обеспечить себе безубыточность сразу на двух рынках, тем самым гарантируя себе, по крайней мере, покрытие своих альтернативных затрат. Чтобы найти параметры заявки длянеобходимо уравнять прибыль на двух рынках и решить уравнение для

Таблица 3-10.3 Прибыль поставщика 1-го типа на двух рынках

Ожидаемая стоимость оказания поставщиком 1-го типа услуги вращающегося резерва также должна быть определена для того, чтобы дать оценку эффективности этого аукциона.

В данном случае речь идет не о реальных затратах, связанных с резервной мощностью СС, а о стоимости замещения той электроэнергии, которая была бы произведена этим инфра- маржинальным агрегатом, если бы его мощность не была бы умышленно снижена, чтобы обеспечить вращающийся резерв. Стоимость поставки небольшого объема дополнительной электроэнергии — это спотовая цена Р, поэтому чистая стоимость замещения равна (Р - VC1). Она представляет собой фактическое увеличение затрат на производство электроэнергии на конкурентном рынке, являясь, таким образом, реальной, а не альтернативной стоимостью оказания услуги вращающегося резерва инфрамаржинальным поставщиком. Кроме того, имеется вероятность h того, что электроэнергия, произведенная генерирующим агрегатом из вращающегося резерва, действительно потребуется и произойдет увеличение затрат поставщиков вращающего резерва 1-го типа на величину h х VC. Этот суммарный результат, а также значение CCbid1, полученное при уравнивании величин прибыли на двух рынках, приведенных в табл. 3-10.3, представлены в табл. 3-10.4 для поставщиков 1-го типа. Значения данных показателей для поставщиков 2-го типа остались неизменными по сравнению с предыдущим примером.

Таблица 3-10.4 Ожидаемая стоимость и цена за установленную мощность

Такой аукцион является эффективным, если его выигрывает поставщик того типа, который может обеспечить вращающийся резерв по наименьшей цене. Победитель определяется по заявленной цене за установленную мощность, т. е. CCbid, поэтому поставщик 1-го типа станет победителем, если и только если

Поставщик 1-го типа может обеспечивать более дешевую услугу вращающегося резерва, если и только если

Эти выражения алгебраически эквивалентны, и поэтому аукцион является эффективным.

Проблема получения информации при отборе заявок по ценам за установленную мощность

Согласно общепринятой теории конкурентных рынков, подача заявок в соответствии с функцией собственных маржинальных затрат оптимальна для поставщиков, а необходимую информацию о затратах легко получить. Чтобы знать свои собственные затраты, нужен лишь хороший бухгалтерский учет, и при этом не требуется никаких теоретических знаний о работе рынка или данных о других поставщиках и конъюнктуре рынка. Оптимальные заявки на резерв при отборе по ценам за мощность не могут основываться исключительно на информации о своих собственных затратах. Для этого требуется также знание h (VCbid), т. е. вероятности загрузки резервной мощности на рынке электроэнергии как функции заявленной цены за электроэнергию VCbid. Поставщик при подаче заявки должен использовать эту функцию, чтобы рассчитать, какие объемы электроэнергии ему потребуется произвести, а также распределение цен в тот момент, когда он начнет производить электроэнергию.

Эта критически важная функция определяется результатами аукциона. Если будет принято много заявок с низкой ценой за электроэнергиюбудет иметь малое значение, прибыль от поставки электроэнергии будет невелика, и поставщику придется подать заявку с более высокой ценой за мощность.
На рынке с высокой стабильностью функцияопределяется относительно легко. Поставщики будут придерживаться величиныиз предыдущих суток, формировать свои заявки на ее основе, и, таким образом, будет определена новая функцияна следующие сутки. В свою очередь, эта новая величина будет приниматься за основу, и по мере того, как этот процесс будет повторяться, функцияскорее всего станет некоторой устойчивой функцией, которая будет известна всем участникам рынка. Однако условия, влияющие на рынок вращающегося резерва, находятся в постоянной динамике и зависят от погоды, времени года и ремонтного статуса электростанций. На рынке также имеются ежегодные факторы неопределенности, связанные с ростом нагрузки, уровнем осадков и новыми инвестициями в генерирующие мощности. Следовательно, определить функцию будет достаточно трудно. Если эта функция будет определена некорректно, то и поставщики станут подавать некорректные заявки, а итоговое распределение нагрузки между генерирующими агрегатами будет неоптимальным. Поскольку проблема определения цен заявок является такой сложной, возможно, что крупные поставщики будут иметь определенное преимущество до тех пор, пока рынок не начнет предоставлять участникам оценки величиныВ этом случае о неэффективности можно будет судить по величине доходов организаций — поставщиков рыночной информации, но суммарная неэффективность, вероятно, все же уменьшится.
Часто эффективность предлагаемых конструкций «простых» аукционов доказывается с использованием упрощающих допущений, что участники имеют полную информацию и неограниченные вычислительные возможности. Иногда такие допущения являются вполне приемлемым приближением к действительности. Однако все, кто предлагают какой-либо механизм аукциона, в качестве первоочередного шага для проверки приемлемости данных допущений должны разработать подробную методику, с помощью которой участники аукциона могли бы сформировать свои заявки оптимальным или, по крайне мере, достаточно эффективным образом в условиях конкурентного рынка. Если же проектировщик аукциона не в состоянии продемонстрировать, каким образом можно сформировать такую заявку при упрощающих допущениях, справедливых для условий совершенной конкуренции, участники аукциона могут признать требования к информации и своим вычислительным возможностям, необходимым для участия в предлагаемом аукционе, слишком обременительными. Это может привести к использованию неточных и недостаточно гибко формируемых заявок.

3-10.4 Ценообразование на основе альтернативной стоимости

Одно из возражений против оплаты вращающегося резерва по равновесной цене заявок на мощность заключается в том, что поставщики, выбранные для обеспечения резервов, нередко обнаруживают, что оказываются в убытке и поэтому стараются «словчить». Например, если ожидаемая спотовая цена на рынке электроэнергии составляет 50 долл./МВт-ч, то поставщик с маржинальными затратами 49 долл./МВт-ч мог бы предложить свои услуги по обеспечению резерва по цене 1 долл./МВт-ч, и его заявка была бы принята. Если после этого окажется, что цена на рынке реального времени равна 80 долл./МВт-ч и резервные мощности не включались в работу, то поставщик сочтет, что теряет 30 долл./МВт-ч по сравнению с тем, что мог бы заработать, если бы не обеспечивал резерва.
Хотя такая ситуация может привести к тому, что поставщики будут склонны ловчить, обеспечить надлежащий контроль за ними совсем нетрудно. Как располагаемая мощность генерирующего агрегата, которая легко проверяется, так и скорость набора и сброса нагрузки мало изменяются изо дня в день. Пока агрегату мощностью 200 МВт оплачивается не более 180 МВт его нагрузки, а 20 МВт его мощности обеспечивают вращающийся резерв, его владелец не может ловчить.
Тем не менее, существуют достаточные основания для того, чтобы помочь генерирующим компаниям избежать такой неопределенности при подаче заявок. Если бы поставщик готовил свои заявки на основе информации о собственных затратах, а не собственных оценок будущих результатов функционирования рынка (особенно на рынке с очень высокой волатильностью цен), то вполне разумно предположить, что его заявки были бы более точными, по крайней мере на конкурентном рынке. Именно такой подход к рынкам вращающихся резервов используется в NYISO.

Шаги в направлении рынка вращающегося резерва с ценообразованием на основе альтернативной стоимости

На рынке вращающегося резерва с использованием ценообразования на основе альтернативной стоимости поставщикам услуги вращающегося резерва возмещается потеря краткосрочной прибыли, которую они получили бы, если бы вместо предоставления резерва они производили электроэнергию. При этом величина компенсации за недополученную прибыль рассчитывается на основе заявленных ими маржинальных затрат и цены рынка. Предположим, например, что инфрамаржинальные агрегаты имеют переменные затраты от 30 до 40 долл./МВт-ч, а ожидаемая спотовая цена составляет 40 долл./МВт ч. В условиях конкурентного рынка эти поставщики укажут в заявке свои фактические переменные затраты и цену за мощность CCbid, равную нулю. Предположим, что несколько сверхмаржинальных поставщиков укажут в заявке фактическую стоимость своей мощности 8 долл./МВт-ч. Системный оператор использует ожидаемую спотовую цену, чтобы учесть альтернативную стоимость в размере от 0 до 10 долл./МВт-ч для инфрамаржинальных поставщиков. Учтенная альтернативная стоимость затем включается в заявленную ими цену за мощность.
Если для обеспечения резерва требуются некоторые, но не все сверхмаржинальные агрегаты, то именно они устанавливают равновесную цену за мощность на уровне 8 долл./МВт ч. Все инфрамаржинальные агрегаты с переменными затратами выше 32 долл./МВт-ч принимаются в резерв, и все они получают оплату за мощность по цене 8 долл./МВт ч при условии, что спотовая цена равна 40 долл./МВт-ч. Если цена рынка оказывается равной 50 долл./МВт-ч, то все они получают оплату за мощность по цене 18 долл./МВт-ч. Поскольку эти поставщики получают оплату по цене, которая уравновешивает рынок, и поскольку их рассматривают как поставщиков, которые подали самые дорогие из принятых заявок, то у них нет причин быть недовольными поданными заявками, и поэтому они будут отражать в своих заявках объективную информацию*.

*Это предположение было высказано Дэвидом Мидом в личном сообщении 18 сентября 2001 г

На этом рынке с ценообразованием на основе альтернативной стоимости используется конструкция с заявками, которые включают цены за мощность, что необычно. Как правило, рынки, учитывающие альтернативную стоимость, — это рынки, предназначенные для выбора состава генерирующего оборудования и использующие многокомпонентные заявки и оптимизационные программы. В такой сложной конструкции оценивать заявки по какому-то одному, простому правилу довольно странно, хотя в действительности программа оптимизации также является ничем иным, как сложным правилом отбора заявок. В итоге выявляются победители и проигравшие. Чтобы определить, выиграет ли заявка с высокими маржинальными затратами на аукционе вращающегося резерва, программа присваивает этой заявке некоторую вероятность того, что данный поставщик резерва будет реально производить электроэнергию, т. е. программа принимает некую условную величину этой вероятности h. Такие рынки тесно связаны с конструкциями рынка, использующими двухкомпонентные заявки и учитывающими ожидаемую стоимость, которые описаны в разд. 3-10.2.
К сожалению, существует довольно мало работ (если они есть вообще), посвященных возможностям ведения «игр» на таких рынках. В разд. 3-10.2 высказывается предположение, что эти возможности существуют, однако оплата по альтернативной стоимости создает определенные стимулы для поставщиков, обладающих рыночной силой на рынке дополнительных системных услуг, занижать маржинальные затраты в своих заявках. А поскольку заявки с маржинальными затратами также используются и на аукционах электроэнергии, стремление к подаче заниженных заявок частично ограничивает использование рыночной силы на рынках электроэнергии.