1、北欧地区电力概况
    北欧地区包括挪威、瑞典、芬兰、丹麦和冰岛5个国家，除冰岛外，其他4个国家均已实现电网互联，形成统一运行的北欧电力市场。目前，北欧电力市场的总装机容量为100313MW，其中芬兰火电占比较高，而挪威则以水电为主，呈现明显的地域分布特性，如图1所示。此外，近年来北欧正大力发展可再生能源，尤其丹麦的风电装机容量逐年增加，2015年丹麦风电装机容量已占丹麦总装机容量近40%，如图2所示。

    如图1所示，北欧资源、负荷分布呈现明显的区域不平衡，与我国较为类似。廉价的水电多集中在北部的挪威和瑞典，昂贵的火电多集中在南部的芬兰和丹麦地区。与此同时，电量富余的北部地区的负荷较低，而电量紧缺的南部地区负荷较高。因此，资源负荷分布不均衡的现实因素和水火互济的内在需求，推动了北欧电力市场的形成。
    北欧电力市场建设始于1991年挪威电力市场改革，而后瑞典、芬兰和丹麦逐步加入，2000年东丹麦的加入标志着北欧跨国电力市场正式形成。紧接着，爱沙尼亚、立陶宛和拉脱维亚等相继加入北欧电力市场，同意现货市场联合出清。2014年，来自欧盟的14个成员国加上挪威的电网运营商和电力交易所就电力联合交易正式达成协议，建立统一的日前电力批发市场。在日前由上述14个国家的TSO和交易中心组成的协会负责协调，通过统一算法计算出不同区域的价格及跨国电力交换的电量。这标志着北欧电力市场与欧洲中西部(法国、德国)及南部资源实现联合优化配置，为未来欧洲电力市场的联合奠定了基础。北欧电力市场发展的历史沿革如图3所示。
    北欧电力市场的逐步扩大使得区域间资源合理配置的优势凸显，区域间能量的交换逐步增多。在北欧电力市场内部，2013年，从丹麦传输到挪威和瑞典的电能为7.9TW⋅h，较2012年的2.3TW⋅h增幅较大。与此同时，北欧电力市场与周围德国、波兰等国家的电能交换比例也大幅增长，据统计，2013年，北欧电力市场进出口电量达24.1TW⋅h。
    北欧地区功率交换的情况如图4所示。早期，北欧电力市场参与成员较少，大型的发电公司市场份额占比较大，且零售公司大多都由发电企业组建。随着电力市场的不断发展和范围的逐步扩大，目前北欧电力市场已有20个国家的370个市场成员[6]，包括发电商、零售公司、交易中心和输电网运营商等。需要注意的是，北欧的调度机构与交易中心分离，调度机构在电网企业内部，交易中心独立。北欧电力市场架构如图5所示。
    2、有序协调的电力市场机制
    北欧电力市场经过多年的完善，目前已形成现货市场为基础，辅助服务市场和金融市场为补充的市场机制。各市场之间互相协调运行、有机结合，共同构建一个体系完备、功能完善的市场交易体系。现货市场为各类市场参与者提供电力交易的场所，形成实时反应系统供需状况的价格，为金融市场提供一个合理的价格信号；辅助服务市场为修正现货市场出清结果与实际运行之间的偏差提供一个保障，确保电力系统安全稳定运行；金融市场为各市场成员规避现货市场价格波动风险提供了多样化的合约，合约的结算最终也以现货市场的价格作为依据。
    2.1    现货市场
    目前，北欧电力市场主要采用日前市场、日内市场与实时市场互为补充的市场模式，3个市场有着不同的功能定位，三者协调运行、有序开展，共同形成一个贴近实时运行的交易计划，整个过程可看作是模型预测控制。
    日前市场建于1993年，由北欧电力交易所(Nordpool)组织，采用“集中竞价，边际出清”的方式。在每一天的中午12点之前，买卖双方针对第2天每小时的交易时段提供报价，市场成员的报价互相并不知晓。需要说明的是，北欧采用的报价方式为块报价(block)，块报价是连续几个小时的报价集中到一起而进行的报价，机组的启停成本平摊到这几个小时中，块报价必须整体被接受。电力交易所会根据发用双方的提交的报价，形成发电曲线和用电曲线，最终两曲线的交点即为系统电价(systemprice)。在系统无约束出清形成系统电价后，电力交易所会进一步将区域间联络线的限制考虑到出清模型中去，从而形成分区电价(zonalprice)。
    近年来，随着北欧电力市场范围的扩大和阻塞程度的加重，价区逐步增多。2016年，北欧电力市场已增至17个价区。
    日内市场是日前市场的延续，是一个高效市场的重要补充。日内市场同样也由北欧电力交易所组织，在日前市场关闭后14:30开始，持续滚动出清直到实时运行前一个小时。日内市场是一个撮合交易市场，按照“先来先得、高低匹配”的原则，为市场成员提供一个调整日前交易计划的平台，以此来应对负荷预测偏差、设备突然故障等问题。早期，由于大部分市场成员都不愿意投入较大的交易费用来进行少量的交易，因此日内市场成交的电量较少。但随着新能源的不断接入，日前风电预测的误差量变大，日内市场的重要性也逐步凸显。2013年，日内市场交易电量为61.392亿kW⋅h，相比2012年成交的32亿kW⋅h，增加了近一倍。
    平衡调节市场是系统实时运行前的最后一道关口，其主要作用在于保障系统的实时平衡与稳定运行，而不在于进行电量交易。平衡调节市场是由北欧各国TSO负责，出清时会考虑各个区域的实际物理模型与安全约束，实现交易计划的再调整。在平衡调节市场开展前，各平衡责任提供者需要提供报价，报价可一直修改、调整直到实时运行前45min，并且对于报价的容量和价格是有限制的。在北欧，报价最小的容量是10MW，很大为50MW。TSO会对各平衡责任提供者提供的报价进行优化排序，得到增出力报价序列(高于现货价格)和减出力报价序列(低于现货价格)，如图6所示，此时现货价格为400SEK/(MW⋅h)。实时运行时，TSO作为单一购买者按照总费用最小的原则调用平衡资源，最终形成上调/下调边际价格(双价格体系，除挪威外)。此外，为保证平衡调节市场中平衡资源的充裕性，北欧各国TSO会定期开展备用容量市场，在备用容量市场中标的发电商必须在平衡调节市场中报价。北欧平衡调节市场的组织形式与英国类似，主要的差别在于调用的平衡资源结算时英国是按报价支付(payasbid)，而北欧是按边际价格结算。2013年，北欧平衡调节市场的交易量为41.97亿kW⋅h，相较于2012年的44亿kW⋅h有所下降，这是由于日内市场交易电量增加，减少了平衡调节市场的再调度电量。
    2.2    辅助服务市场
    北欧各国对于辅助服务的定义、技术标准等各不相同，这 ....

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