| 研究问题 | 在新能源装机占比突破50%、成为电力装机主体的背景下,电力市场如何通过价格信号实现火电与新能源之间的最优配置?大规模间歇性可再生能源并网对电力市场出清价格和资源配置效率产生怎样的影响? |
| 理论框架 | Stoft(2002)电力市场设计理论;Joskow(2008)竞争性电力市场的边际定价与稀缺定价机制;Borenstein(2012)可再生能源高渗透率对电力批发市场的价格抑制效应与市场失灵分析 |
| 研究方法 | 构建电力市场局部均衡模型,模拟不同新能源渗透率情景下的市场出清价格、发电组合及社会福利变化;采用省级面板数据估计新能源装机对电力市场价格的边际效应 |
| 数据来源 | 中国电力企业联合会年度统计、各省电力交易中心月度现货及中长期交易数据、国家能源局新能源消纳监测预警中心弃风弃光率数据 |
| 创新点 | 首次在新能源装机过半这一结构性拐点下系统模拟电力市场竞争均衡,突破以往仅关注边际渗透的研究边界,提出新能源主体时代的市场化定价机制设计方案 |
基于Stoft电力市场设计理论,新能源装机过半意味着供给曲线发生结构性位移——边际成本接近于零的新能源优先调度,压低日前市场出清价格(merit-order effect)。H1:新能源渗透率每提高1个百分点,省级电力市场加权平均出清价格下降约0.3—0.8元/兆瓦时。H2:当新能源瞬时出力占比超过50%,系统的稀缺定价机制需要从单纯的边际机组定价转向"容量市场+能量市场"双轨定价。H3:跨省电力传输容量不足会导致省际市场分割,削弱资源配置效率,区域间价差与输电容量呈负相关。
以各省新能源装机量的"十五五"规划目标作为工具变量,利用规划指标的外生性识别新能源渗透率对电力市场价格的因果效应。规划目标由中央统筹分配,与各省当期电力需求冲击不相关,满足外生性条件。同时利用各省风电和光伏的自然资源禀赋(年均风速、日照小时数)构建第二个工具变量。采用两阶段最小二乘法(2SLS)估计,第一阶段回归检验工具变量与内生变量的相关性(F>10判定弱工具变量)。
构建双向固定效应面板模型:Price_{it} = β_0 + β_1·REshare_{it} + β_2·CoalPrice_{it} + β_3·Load_{it} + γ·X_{it} + μ_i + λ_t + ε_{it}。其中Price_{it}为i省t月的电力市场加权平均出清价格,REshare_{it}为新能源上网电量占比(核心解释变量),CoalPrice_{it}为动力煤价格(控制传统发电成本),Load_{it}为最大负荷,X_{it}为控制变量向量(气温、降水、工业增加值增速等),μ_i为省份固定效应,λ_t为时间固定效应。
被解释变量采用各省电力交易中心月度现货均价和年度长协均价两个口径,2018年1月至2026年12月的月度面板数据。核心解释变量REshare以风电和光伏的月度发电量除以全社会用电量构造。工具变量一为各省"十五五"新能源装机规划值相对于"十四五"末装机的增量幅度;工具变量二为NASA MERRA-2再分析数据计算的省级年均100米风速和GHI太阳辐射量。控制变量来源于国家统计局和WIND数据库。
(1) 替换被解释变量:改用电力期货价格(如有)或省级电网企业平均上网电价替代现货出清价格,检验结果对电价口径的敏感性。(2) 分时段样本回归:将样本按电力现货市场建设试点启动前后分段回归,排除市场制度改革的结构性影响。(3) 排除极端天气冲击:剔除夏冬季用电高峰和极端气象事件(寒潮、热浪)月份,检验基准结果是否受需求侧极端冲击驱动。(4) 替代识别策略:使用系统GMM估计处理新能源渗透率与电价之间可能存在的双向因果和动态面板内生性问题。
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