主题：【原创】电力市场杂谈 （1）2000美国加州电力危机 -- 乃力
无聊中整理一下过去的文档，发现了一个十几年前翻译整理的稿件，是介绍发生在2000-2001年的美国加利福尼亚州（加州）电力危机的文章。当时本来是投稿了的，但因为编辑的疏忽，拖了将近一年才通知我接收的决定。因为该文时效性很强，基本上是一个从电力系统角度看的危机回放，而非技术性文章，一年过去了，再发表已经意义不大，所以我婉拒了编辑的好意。这样，这篇稿件就一直存留在一张光盘里，跟着我东奔西跑，却也没有面见世人的机会。今日又偶然间看到它，重读之下，当年的时效文章，如今竟也有了些历史感。前几日有人又翻出我几年前的电力系统旧作，提醒了我，当时曾允诺写一些电力市场的介绍。加州电力危机无疑是电力市场发展史上的一个标志性事件，索性，就先把这一篇沉睡了十一年之久的旧文重新编辑一下放到西西河吧。
（一）加州电力危机的进程
加州电力市场1998年3月开始运行，并一度被认为是电力市场的样板。但在正常运行了2年后，加州电力市场遇到了世界范围内电力市场改革以来前所未有的危机。
2000年6月，PX（加州电力交易中心）的平均峰值电力价格达到了$474.53/MWh的新记录。
2000年7月，圣地亚哥的SDG&E公司电力价格在一个月内翻了一倍。ISO（独立系统调度中心）强制执行$500/MWh的封顶价格。到了8月，各个电力公司的负荷计划只有实际负荷的2/3，ISO于是把价格封顶值降到$250/MWh。
2000年10月，加州电力市场中的三个电力公司开始发出警报，市场有可能出现大规模价格波动，电力公司负债增长。
2000年12月，电力公司警告有可能面临破产，从2000年12月5号开始，加州几乎连续处于3级警报，开始连续停电，在头半个月，价格飞涨到1000美元/MWh。
2001年1月，电力公司在维持系统安全和购买电力方面拖欠债务超过10亿美元，CPUC（加州公共事业管理委员会）同意10%的电力临时附加费。
2001年2月，州议会批准了一笔100亿美元的州政府长期购买电力储备金。电力公司经济情况没有好转并继续欠债，电力公司拖欠了60亿美元的债务，债权人包括发电商，银行，商业证券持有者。
州政府发放债券达30亿美元，用于购买电力（平均每天5千万美元）。
北加州的PG&E电力公司根据旧金山破产法庭的11章条款，在2001年4月6号签署破产文件。
4月，临时涨价成为永久价格，并额外增加了36％。
因为电力公司无力维系，州政府实际上成为主要的电力购买者。
（二）加州周边区域的问题
加州电网和其他西部电网紧密互联，在加州能源危机的同时，其周边地区也发生了一系列相关事件。例如，在同一时期，整个西部电价都在上涨；美国西部电网的西南部（亚利桑那，内华达南部和加州南部）和北部地区（华盛顿，俄勒冈，蒙大拿及周边地区）发生供电短缺，并导致价格上涨。特别是北部地区缺水，使得南部无法继续获得廉价的水电。
（三）加州电力危机的直接后果
加州电力危机以后，趸售价格比一年前上涨10倍以上，北加州停电从潜在威胁变为现实。PG&E在2001年4月破产，加州PX也在2001年1月30日关闭。加州政府被迫实施长期购电计划。随之而来的，就是将近十年之久的加州电力市场重构。
今天我们这最高市场价才$88/MWh,什么时候我们这价钱也上4位数， 老板估计能乐死。
不过基本上都是一个瞬间的脉冲。而且按照现在的市场规则，大多数都得吐出来，赚不到钱的。
把加州的电力市场搞得乱七八糟，然后自己也垮了。
（一）加州电力市场的建立和特点
1995年12月CPUC通过了重组加州电力系统的决定，随后，1996年加州AB1890法案通过，从而确立了组建ISO和PX两个独立实体的计划，所有的利益有关者(stakeholders)，包括IOU(投资人拥有的电力公司，在加州就是三家，PG&E,SCE,and SDG&E），POU（公众拥有的电力公司，Muni)，IPP(独立发电公司），工商业用电用户，居民用电用户，各公共利益集团，都参与了重组框架和文件的制定。这个加州电力市场的主要特点是用户选择，发电竞争和输电网开放。加州是第一个实行固定输电权的州[点评：不一定就是最好]，并第一个放开交易辅助服务[点评：也不一定是最好]。在加州电力市场中，实行物理上的直接进入，双边交易与PX实时市场共存。
加州电力市场的另一个特点是ISO和PX的独立性，它们分别承担安全和经济功能。ISO的主要责任是在保证系统可靠性和安全性的前提下使交易顺利进行。[点评：该设计是独一无二的电力市场设计，是空前的，在危机之后也绝后了。]
（二）重组前（1997年）加州电力市场状况
关于加州电力系统重组的讨论在1990年代的早期就开始了，那时候加州经济处于萧条期，发电能力出现大量过剩。重组开始之前，该州经济快速增长，人口也有显著增加，刚刚从全州范围的经济衰退中恢复过来。电力系统的情况也与几年前不同了。此时，在全国范围内，加州电力价格是最高的州之一，为11美分/kWh，美国平均为6.9美分。加州是净电力输入州，自身缺少足够的电力供应，必须依赖于从邻近的西北和西南各州输入电力。所有的stakeholder都非常希望实现重组，期望降低电价，改善服务，希望用户能在新出现的供电商和新的服务方式中进行选择。在开始电力市场改革的时候，加州有大量的老化机组，50％的发电机服役30年以上，而且8年没有批准新建主力电厂，5年没有批准传输线路增容，在几个关键输电走廊上存在输电瓶颈。同时，国家对环境的限制性要求，大多数在加州也都存在。
（三）加州电力系统重组的主要文件和命令
为推行电力市场改革，加州出台了一系列文件和命令。主要文件包括：CPUC兰皮书（1994年4月）；CPUC关于市场结构的命令；AB1890法案。
同时，还要求各IOU剥离其所属的火力发电公司业务，各电力公司必须从PX购买或售出电力。在加州电力市场中，负荷供应商（LSE）承担供电责任，而在过渡阶段零售电价被冻结（4年）。只有圣地亚哥电力公司价格解冻较早（因为过渡成本少），2000年夏天，该地区用户按趸售价格购电。
（四） AB1890法案的主要预期目标和规定
AB1890法案规定，大商业用户和工业用户能直接从能源供应商买电，并预期会降低电价。
同时规定，电力公司（IOU）必须参与竞争，但要确保收回或补偿其280亿美元的“搁浅成本”。
法案还要求按1996年电价折扣10％的水平冻结居民和小商业用户零售电价，冻结期限为2002年以前，或通过过渡性收费能补偿“搁浅成本”之前。预期解冻后电价折扣可达20％。而对趸售电价不加以限制。1998至2001年对大商业用户和工业用户设定价格上限。
另外，要求电力公司（IOU）出售1/2的火电厂，但电力公司（IOU）都自愿出售100%的火电厂。电力公司的其余电厂的电力买卖也都要通过PX。并且，法案规定每年投入5.4亿美元用于可再生能源的研究和开发。[点评：从那时到现在，花钱无数。]
（五）加州电力市场最初设计要点
1） 价格投标方面，主要是FERC要求有软封顶价。[点评：妥协的结果，不一定正确，但该政策一直延续下来了。]
2） 能量市场上实施ISO/PX分离，没有集中的机组组合。
3） 阻塞管理包括区域模型，区域平衡计划，分散式阻塞管理，固定输电权（FTR）拍卖，考虑现有合同和预期的阻塞。
4） 辅助服务市场：这是一个和能量市场分离的市场，但也是实时的。允许参与者单独用容量来报价。
5） 实时平衡市场采用Broker模型，缺少最优调度，
6） 市场中存在大量出于稳定性需要而必须运行的发电机组，这些机组的运行有合同保证。
7） 零售市场方面如前所述，零售价格被冻结。
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我们看到的电力市场只是舞台的幕布。普通人看不到布后面到底在搞什么名堂。
加州电力市场最初的设计，只能说是一个不太严实的幕布，把安然的马脚露出来了。难说当时是安然的错还是市场的错。也许只是天气的错，高温缺水。
在危机之后，一系列的改革，不过是彻底地把后台遮得严严实实了。无数个安然仍然在行动。
我这篇稿子是当年危机发生后两个月就整理出来的，信息不是很完整。
(一)加州电力系统重组过程中的系统概况
电力市场改革后，很多情况并不像设想的那样好。ISO和PX在1998年3月31号运营后，在零售领域，没能在能量供应者之间引起足够多的竞争。只有很少一部分用户使用了用户选择权。由于投资回报缺少确定性，在发电和输电领域新设施的建设停滞不前。
1995年加州能源委员会已预计到2001年系统容量会有不足。1998-99年水电高于平均水平，低趸售电价导致新容量的建设延缓。同时，天然气市场的问题，排放控制方案导致的发电信用证成本高昂等问题，使投资人没有信心投资新的发电设备。从1980年开始，没有新建主力电厂。
在1990年到2000年之间，人口增加了410万，增长率为13.8％。该州总人口3500万，为全国人口最多的州。2000年经济增长6％，比全国的经济增长高出1.5％，州财政盈余达到50亿美元 [点评：十年一觉加州梦]。从1990年到2000年，年高峰负荷和年能量消费增加幅度较大。到1999年12月，通过电力市场获得电力服务的有156000个居民用户，48000个商业用户和1016个工业用户。其中直接上网的负荷占了总负荷的13.8％，年度电力消费是587,000,000美元。
（二）2000年夏天的情况
在2000年夏天，美国西部各州体验了不常见的高电价，在5月达到峰值，从5月到9月的平均价格历史最高。
SDG&E是第一个偿还了所有的搁浅成本的电力公司，因此不再受零售价格冻结的限制。价格振荡导致的抗议只持续了很短的时间，加州议会插手把零售价格提高到了上限值6.5美分/kWh。SDG&E要求从2001年3月起把价格提高16％，以偿还拖欠电力供应商的450，000，000美元的债务。
在加州危机的同时，西部其它州也面临电价上涨。例如，Tacoma 电力公司批准涨价50％，Seattle城市电灯公司批准涨价28％，BPA建议涨价30％，Portland通用电气公司建议涨价27％。
注定，2000年秋天是加州的多事之秋。
（三）加州危机的根源和重要因素
首先是发电量不够。10多年来，加州没有建250MW以上电厂。1990年到2000年，年峰荷增长7800MW，年能源消耗增加30000GWh，但在90年代只建了很少的电厂，以至于现有的电厂必须在满负荷状态下运行更多的时间。现有电厂的停电率从历史平均水平的7％猛增到15％到30％ [点评：后来调查显示，有人为的操纵]。同一时期，从州外输入的电力迅速减少 [点评：美国西部一向是几年丰水几年枯，2000年正好赶上枯水。]。
其次是输电不足，输电走廊上的从南到北的电流限值加剧了北加州的电力短缺。同时又有一些输电线路故障导致输电容量降低。
[点评：在此之后，加州掀起了史无前例的输电网和发电厂的建设高潮。]
当时系统的需求响应也不够，在当时的电价体系下，高峰和低谷价格一样，不能给用户提供一个经济信号，改变其负荷曲线。而由于缺少期货合同，实时市场承受了更多的价格压力。
其它一些后来被提及的因素包括：
在电力市场改革以后，加州IOU的财政状况非常脆弱，在发电价格高企的情况下，迅速陷入濒于破产的境地。
FERC在加州危机调查报告中指出加州电力市场有严重缺陷，价格不公平也不合理 [点评：从此以后，加州电力市场就成了重点关照对象，受气小媳妇。]
天然气实时价格过高，排放成本也过高。当年天然气价格从$2/MMBtu涨到了$60/MMBtu [点评：现在大家都知道了是谁在搞鬼]。氮氧化合物排放收费从每磅6美元涨到了每磅45美元 [点评：环境保护主义者的杰作]。
官僚主义导致电力公司和政府对危机缺少及时的响应。 [点评：“官僚主义”是我加的]
不一致的封顶价格引起所谓的“洗MW”（类似“洗钱”，使加州本地的容量通过高价格的场外购买方式买回加州）。
在电力紧缺时，加州电力市场结构和规则为卖电方提供了操纵市场的机会。在加州电力市场设计中，注意了输电公司的市场权力而忽视了卖电方的市场权力。
[点评：这些电力市场中设计中的问题在后来的市场重构中基本上都被重点考虑，甚至矫枉过正地考虑了。]
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（一）FERC对加州电力市场的关键补救措施
FERC在2000年12月15日发布命令，提出了一系列紧急措施，重构加州电力市场，对现有电力价格体系进行修补，这些措施从2001年1月1日起在24个月内有效。主要目标包括：
抑止过度的价格波动。
为发电投资提供一个稳定的环境。
保证有合理公平的趸售价格。
市场参与者的占其中95％交易量在期货市场上交易，如果其交易偏离计划超过5％，将收到最高$100/MWh的惩罚。[点评：这项措施在后来的重构中大部分保留下来。也就是说真正在实时市场上交易的电力大概只相当于全网的损耗多一点儿的水平。]
执行$150/MWh的软封顶价格（或可称为断点价格，$150/MWh以下为系统统一价，允许报价超过$150美元，按照报价支付，同时要接受FERC的审查。软封顶价格实际上取消了价格封顶）。
加强对电力市场的监管，吸收公众代表进入监管机构。[点评：在此之后，加州电力市场再也没有机会建立起一个投票表决机制。作为公众利益代表的加州公共事业管理局取得了对加州电力市场的绝对权威。在这方面，加州电力市场与其它美国东部电力市场有着巨大区别。]
取消对电力公司必须从PX买电的要求，PX在2001年1月31号暂停运行。[点评：实际上是永久地关闭了]
（二）加州政府的紧急措施
加州政府动用紧急处置权力，要求所有的零售企业减少户外电灯用电，并允许警察进行强制罚款，最高可达每天1000美元。命令中的户外照明不包括对公众、雇员和财产卫生和安全是必须的那些设施。其目标是把户外电灯用电降低50％。
（三）FERC和加州的长期补救措施
FERC向加州的政策制定者提出一些建议，以利于长期电力市场的稳定。建议包括：
增加发电和输电资源，实现需求响应计划，保证足够的备用需求，允许负荷供应机构（可能是公司，也可能是市政）在适当基础上承担安全供电业务。[点评：前三条没什么特别的，无非是加州人民多出钱。后一点，基本上堵死了配电侧市场的路，也是加州电力市场不同于美国东部和Texas电力市场的一个主要特点。]
加州政府提出了一系列解决办法和计划：
1） 迅速批准了9个新电厂，总容量为6,723MW，并且有22个电厂正在审批中。但是，预计只有到了2003年加州才能有足够的安装容量。
2） 州政府积极推动削减监管过程，当时的州长Davis说服议会在2000年秋天通过“Fast Track”批准措施。州政府和州能量委员会加速新发电厂选址，批准时间降低一半（21天）。
3） 州议会通过了一个100亿美元的计划，政府将通过长期合同购买电力。
4） 州政府被授权发行税收债券（加州历史上最大的债券计划），以此在低于日/小时电力市场可用价格的价位上大批量购买电力，并卖给电力公司。在州计划中，出售债券的目的是补偿州政府购电和卖电的差价，并支付短期的电力购买。但根据预期，这不足以补偿电力公司的债务。
5） 州长要求政府以当前确定价格购买IOU的输电网络，作为减轻电力公司债务问题措施的一部分。[点评：一些地区趁机脱离了电力市场，回到了原来的模式。实际上，现在加州的电力市场只覆盖了不到80%的加州负荷。]
6） 允许电力公司卖出债券，以从用户获得的收入作抵押担保。
7） 希望电力公司的母公司能担负大部分债务。[点评：与虎谋皮]
8） 推行节约能源计划，降低用电量。
9） 加州的水电都要有期货合同
10） 加州公用事业委员会正在寻求建立新的价格结构，目标是：为将来的电力支付费用；使电力公司有偿债能力；保护用户免受过高价格；建立分层价格体系，奖励和鼓励节约用电。
（四）危机后的 加州能源计划
为解决发电量不够的问题，CAISO与供电商签了1200MW的关于2001年夏季高峰容量的合同，有1000MW新电厂应该在7月投运。与此同时，需要加快选址和推动建设的激励。
为解决输电能力不足的问题，批准了超过10亿美元的122项工程。长期网络规划和输电系统更新对州电力系统的可靠性来说是至关重要的。为提高需求响应能力，还需要给用户安装新的电表，增强其对价格信号的响应能力。与此同时，采取其它一些相关措施，例如，扩展自愿的减负荷计划，支持能量节约计划等。[点评：最有用的就是夏天的空调轮停计划。负荷高峰时，按事先制定的计划，按区域停掉一些空调，在不同区域间轮转。这个确实需要自愿加政策补偿，加州的夏天还是很热的，40度以上的日子得有一个多月。]
为解决缺乏期货合同问题，通过期货合同来规避风险，降低趸售能量价格波动对用户的影响。创建激励和财政保障体系，使负荷服务实体和供电商签订期货合同，保证80％到90％的预期负荷。推荐买卖双方通过签订不同期限的合同来规避价格波动风险。
[点评：上面这些建议和计划都顺利实施。唯一没有实现的一个建议是建立包括其它州的区域输电组织（RTO），建立更大范围的电力市场。似乎其它州都不原意和加州搅和到一起。]
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（一）加州电力危机的损失方
首先是加州人民。在加州危机过程中，不仅忍受着不断的停电，并承受了巨大的电力开支。
其次是加州的大企业由于停电而损失惨重，一些企业也开始向其他州迁移。
加州政府的形象也受到打击。经过加州危机，公众对州政府解决能源危机的能力的信心严重动摇。
州长Davis的支持率从一年前的66％降到了41％。[点评：此君从当年的民主党明星到后来被终结者扫地出门，加州电力危机就是他的转折点。]
而PG&E和SCE从用户那里回收的资金比计划少了140亿美元，并因此被降低了信用值。最终，PG&E提出了破产保护，SCE也接受全面的财政援助。
加州电力市场，因为最初的设计缺陷导致危机中的灰头土脸，从当年的明星地位跌落下来，以后不管做什么都带着原罪。
[点评：加州的经济和民众的信心在此次危机中受到的伤害是难以估量的。这次危机和接踵而至的互联网泡沫破裂无疑共同推动了加州财政破产的进程。]
（二）加州事件的受益者
在加州事件中，并不是所有参与者都遭受损失。最主要的，各电力公司（IOU）的母公司和其他州的发电公司从中获得了巨额利益。
前面介绍过，在电力市场改革方案中，根据规定，发电业务从IOU剥离，3个IOU出售了具有26GW发电能力的电厂。1998年7月，PG&E向杜克能源公司以5亿1百万美元出售了2个燃气电厂和1个燃油机组，总容量是2645MW，登记价值是3亿4千6百万美元。1999年4月，PG&E向南方能源公司以8亿1百万美元出售了三个燃气电厂，容量是3065MW，登记价值是2亿5千6百万美元。IOU出售的电厂的价格达到了登记价值的4倍，总计为22亿美元。1998年以来加州的几大电力公总共司收回了240亿美元的搁浅成本，并转给其母公司。而在危机爆发时，母公司却拒绝提供帮助。
加拿大的BCHYDRO发电公司的收益（很大一部分来自向加州卖电）从2000年4月到9月，几乎涨了4倍，达到了15亿美元。
包括加州电厂在内的所有DYNEGY公司[点评：该公司也是安然事件的最大受益方之一]的税前运行收入从1999年3季度的22,000,000美元增长到2000年3季度的106,400,000美元。
Reliant能源公司在2000年第三季度从加州获得了90,000,000美元的运行收入，与1999年3季度相比增加了200%。
（三）导致危机的主要错误
假设竞争会自动降低价格。[点评：不是不知道，而是用此假设来骗投票。]
缺少新建电厂和输电网。
假定西部其他州总是能量过剩。[点评：其他州都比较烦加州的大爷心态]
新的重大项目评审时间过长，反映迟缓。[点评：州政府的官僚主义和环境保护主义者的牵制是主要原因。]
假设天然气总会很便宜，但实际正相反。[点评：想到了中国的煤价和煤电联动等讨论。]
市场结构缺陷，如错误的激励，单方竞争市场。[点评：电力市场是经济学家和律师设计的，而不是电力工程师。]
强制供电公司购买PX的电力，再加上PX的报价结构，使价格难以置信地抬高。
供电公司不允许规避风险的对冲交易，等到允许时，为时已晚。
只注意了供电公司的市场权力，忽视了发电商的市场权力。[点评：不是忽视了，而是怕发电商不跟你玩儿。]
缺少负荷对电价的响应，大多数用户没有看到价格信号，看到了也是一周以后。[点评：看到了也没什么用，生活和生产方式是不那么容易改变的。还是要给政策。]
2000年秋天政府官员在处理问题上的失误直接导致了当前的可怕局面。[点评：最后州长顶缸了。]
（四） 关键教训
此次危机是持续了很长时间的长期和短期问题汇集到一起的顶点。
电力对人民生活和经济活动的重要性显而易见。[点评：没出事的时候就不那么显而易见了，或者是视而不见了。眼里有的只是大资本的利益。]
新的系统容量是关键，必须引入适当的激励增加发电和输电；考虑燃料的多元化；协调环境限制的需要和适当的能源供给。
需求侧响应是至关重要的，价格信号影响需求。缺少负荷侧响应是一个关键缺陷。
缺少对冲保护能力，以使供电公司在能在高度动荡的市场中免受伤害。对冲保护工具在竞争市场是关键的
部分的放松管制是不行的：必须实现自由市场，放开价格，严格监管。[点评：这是当时的经济学界的一种观点，实际上在此之后，价格从来没有放开过。]
强制电力公司卖出发电厂减少了州政府的选择余地。[点评：于是，各输电公司和供电公司（在加州基本上一体的）开始重新进入发电领域。]
（五）一些讨论
一种观点认为，加州能源危机可归结为多种因素，市场设计只是其中的一个次要部分。加州能源危机是政策失败，不一定是市场失败，与技术支持系统无关。[点评：十年后回头来看，这个观点似是而非。在当时，市场即政策，政策即市场。这么说的人无非是想要个政治正确而以。实际上，主要原因就是在市场化过程中忽略了电力系统的基本规律，而过于重视了资本的利益，置居民生活和社会经济于不顾，为投机者打开方便之门。]
另外，越来越多的人认识到，市场化进程中管制并不象某些人认为的是贬义词，冻结价格等承诺应随环境的改变加以修改，市场开放更要加强市场管制。
从加州危机，还可以看到新的发电和输电建设有延迟，不能对短期价格失衡作出弥补，应慎重地提前进行规划。负荷对价格的反映还没得到市场的证明。资源优化、能源多样化和可再生能源在市场环境下实施不利，需要政策支持。[点评：这个观点在十几年前可谓超前。当时的一个主流观点是电力市场将促进资源优化和电力系统投资。实践证明，自由市场经济的理论在电力系统里是行不通的。没有政策扶持，可再生能源更是寸步难行。]
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完善丰富后，应该可以是个好东西。
也非常抱歉，没能写得更通俗一些。这个本来是给一个电力期刊的投稿，最初面向的读者确实是电力系统的人。我重新整理放到网上的时候，考虑到这个问题，在很多原文后面加了点评，一方面是补充一下后来知道的史实，另一方面也是希望能更通俗一些。看来还是不够。有时间的话，我看能不能再加一些背景介绍。
看了你的评价，我又回头看了一遍帖子，也许有些地方还是太简略。很多也是没有办法的事情。比如在乃力:【原创】电力市场杂谈 （4）加州电力危机的解决措施里面，提到一句FERC建议为发电投资提供稳定的环境。实际上，这个对应了几百页的规程来规范这个“稳定的环境”。这个要是写出来就太多了。不过要是真能写出来，中国的资本可以直接参照着到加州来投资电厂了。现在有几家中国的投资公司在美国搞电厂投资，他们现在可是每年花很多钱请咨询顾问来做这件事的。类似的，封顶价格的处理，市场权力的监管，也是比较绕的话题。我不是专门做这些的。如果有河友是专职人士，我倒希望他们出来讲讲，我也跟着学习学习。
把行业内的事情讲给普通人听，并且做得深入浅出、通俗易懂实在是一个极高的要求。
特别是能够写得像holycow网友这样妙趣横生的文章-holycow:【原创】逐鹿蓝天(一)就是更是绝无仅有。
还是谢谢您的文章。