门子看电力市场（已停止更新，更多见www.dlscbbs.net）

鸡虱门子

1 现代电力系统
随着电气化，自动化水平的不断提高，工农业和国民生产，生活对电力的依赖性日益加大，可以说，离开了电力供应，一切的生产，生活过程将不能继续。因此电力系统不断扩大，装机容量，输配电水平，供电质量不断的增加，但依然满足不了现代社会对电力资源的需求。现代电力系统是一个非线性，大滞后的时变系统。我国的装机容量已经为世界第二位，以火电为主，对于西南各省还有相当充足的水利资源。用电高峰区主要位沿海地带和各主要城市。而发电容量充足的地区缺主要位于西北（煤电），西南（水电）。区域间电力综合发展不平衡。目前国内基本上已经实现了区域内电网强互连，满足省间功率交换的要求；而区域间互连较弱，不具备区域间大规模功率交换的条件。国内高压输电电压为500KV电压等级，西北正投资建设750KV电压等级。南方电网具有的直流输电回数较多。
现代电力系统的大互连系统具有一下几个方面的特点：
1）区域电网内的强互联能打破省间壁垒，实现资源的优化配置，同时减少各省的备用容量，在高峰期间相互支援，减少停电损失。
2）各区域电网的功率交换能够促进输电结构的扩展。
3）大系统互连使得电力系统更加脆弱，控制方式更加复杂，尤其是互连系统的同步问题是对大系统互连的一大挑战。
      现代电力系统的另一个重要的特点就是商业化运行。当前世界各国都在进行电力市场改革，尽管改革的结果不如人意，但是在改革过程中没有一个国家退回到原来的模式。因为现代电力系统是如此的庞大，任何一个国家和组织没有财力物力来对它进行投资和监管，传统的规模经济效应已经不能体现出来，而结构庞大，机构臃肿，效率地下的缺点却越来越严重。传统的垂直一体化电力工业体系没有形成有效的竞争，而电力市场化改革的目的就是为了改善电力工业环境，优化资源配置，降低电价。因此，我个人觉得，电力市场改革应该是要以市场促电力，要以电力工业为主，紧密围绕电力生产和传输的特点来进行。市场只是手段，如果过分强调市场化的特性，将会使电力工业陷入一种美丽的陷阱。
电力生产和传输有以下的特点使得电力市场有自己的特性而不能按照一般的商业市场运行：
1）电能不能大量存储。
2）电能以光速传输。
3）电力传输是按照欧姆定律的物理规律运行的，现代可控潮流的数量和方法都很少，可以认为电力的传输是不可控的。
4）电力属于公共服务，对国民生产生活影响巨大。
现代电力系统是一个高度自动化的系统，其自动化水平和科技含量仅次于军工行业。无论是发电，输电，运行，配电，还是零售环节都离不开计算机系统，可以说，现代电力系统是一个融电气工程，自动化，金融经济，管理科学，系统工程于一体的大系统。以下将陆续结合中国电力工业和经济学原理谈谈门子对电力市场的认识，由于门子的学识水平有限，谬误之处还请大家指正。
      本文大量参考了湖南大学姚建刚教授的《电力市场分析》，《电力市场运营及其软件开发》，《电力系统工程学》，美国萨利.亨特教授的《电力市场竞争》等著作。

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2 电能的商品特性
   电力市场是应用计算机，现代的测量和通信等设备，以电价作为控制电力交易的杠杆，进行负荷管理，电力系统运行，在电力生产者，电力消费者和输配电网络管理者之间实行平等、公正的等价交换的系统的总称。从控制学的角度来说，以电价为控制对象，以电能有功，无功功率为被控对象。通过测量电压和频率质量为作为反馈输入，实现电力供应的平衡。对发电公司来说，电力市场的本质是引入竞争机制，使各公司挖潜降耗，以获取更大的经济效益。对于电网公司来说，电力市场的本质是按照公平，公正，公开的原则，以最低的构电费用，最低的损耗和阻塞成本进行经济调度和运行，实现资源的优化配置；而对
用户来说，电力市场的本质是为他们提供更多的选择，能获得低价优质的电能服务。
  电力作为商品，既满足商品的一般属性，又有自己的特殊性。因此，电能商品首先要满足价值规律。这一点可以通过供给需求函数来确定电能的均衡价格。
而电力的特殊性主要表现上一节已经讲过，本节予以详细的说明。
  1）电力的公共服务特性。电力的公共服务特性要求电力市场化必须以安全，可靠的供电为基本前提，完全按照市场机制的运作将导致系统的不可靠，因而一味的最求市场效率是不经济的。
  2）电能的生产和消费是同时完成的，电能不能大量的存储。这就要求信息反馈迅速，市场预测准确，电网调度统一，在关键时刻任何市场参与者必须无条件服从电网调度机构的调度指令以维持系统的稳定。
  3）电力传输不可控，这就要求系统不能完全按照金融合同的形式对输电线路进行分配，必须结合现货市场等，因而结算也必须以实际发生的交易为基准。强壮（robust）的输电网络是电力市场实行的基础。

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3 电力市场的结构模式
电力市场按开放程度可分为四种：垂直一体化模式，发电竞争模式，输电开放模式，零售竞争模式。按市场集中程度可以分为：联营体模式，双边交易模式，混合模式。
      垂直一体化模式为现代大部分国家电力工业所采用的模式，发、输、配、用统属一家发电公司或者部门.在这种模式下，系统的规划，协调运作都运作得很好，整个电力系统的安全性是最高的，而且能获得规模经济效应。厂网配一体化能保证电力系统始终运行在最稳定状态，对于发展中的电力系统，这种方式能获得最大的效应。但是整个系统效率是低下的，系统运行员和发电厂，供电局都只强调供电的安全性而忽视系统运行的经济性，传统的电力系统对经济的关注仅仅表现在发电经济调度（等微增率机组组合）和发电厂降耗运行，电网降低网损这样一些最基本的方面。系统的运行需要大量的经济投入，对于成熟的电网来说，整个电力系统成本太高，无论是政府还是公司都无法承受这种高昂的运行费用。
       发电竞争模式一般指厂网分开，发电侧竞价上网，按照产权关系的不同，发电竞价上网也有不同的表现形式，比如美国不同的州允许电网企业（GC）拥有自己的发电厂，这样可能会导致输电歧视，因而需要ISO来调度。对中国的实际情况来说，几个试点的单位都是实现厂网的完全分开，电网企业只拥有很少的自备电厂作为调频或者调峰。中国目前正处于这个或即将处于这个阶段。五大发电集团，两大输电公司和独立发电厂（IPP）都是市场的主体。发电竞价上网表现为电厂按厂或按机组进行报价，一般包括日前市场报价和长期合同，远期和期权等。日前市场为一般意义上的现货市场，是电力市场投标的主体，它的交易电量虽然只占交易总量的10％－15％，却使发电侧的竞争变得相当激烈。
报价结算方式有按报价支付和按边际电价出清等方式。一般推荐按边际电价出清的方式结算，它具有显著的经济性能，该电价称为边际出清电价（MCP）。表示最后一台满足系统负荷需求的机组的成本，这样能刺激机组按照边际成本报价而不至于有市场投机行为。厂网分开为电力系统的主要成本——发电成本提供了强烈的竞争，在不考虑网络约束的情况下能实现全网的构电成本最低，促使电厂采取各种降低成本的手段来获取利润，淘汰过时高耗的机组。使效率最高的机组始终运行。但是它只提供了发电侧的竞争，对输配电仍然使一体的，因此它的竞争是有限的。
      输配分离模式（输电开放模式）是在发电竞价模式上进一步开放输电网络，输配电企业分离运行。输电网络公司拥有输电网络资源，同时可以组织市场交易和负责系统调度。当然市场交易机构与系统调度机构是另外的独立的功能实体，但是对中国来说，由电网企业负责交易和调度是一种可行的模式。比如现在的调度交易中心就同时负责调度和交易。输电公司不拥有自己的发电厂和用户，对发电侧和需求侧两端都开放，直提供电力流通的载体。因此配电公司和发电厂都拥有更多的选择权，竞争也更为充分，这种模式下面的市场问题开发凸现出来，有很多是传统的电力系统分析和电力系统工程都没有涉及的问题，比如阻塞管理，输电费用，辅助服务市场，不平衡电量市场等等。
      配电分离的模式是在输电分离的模式下面进一步降配电企业和零售企业分离开来，终端用户拥有了选择权，比如湖南大学电气院可以选择从湘潭某配电公司购买电能，只是通过长沙河西配电公司的网络输送过来，付给河西配电公司一点过网费而已。这样的高度竞争和选择就能促使电力系统的每一个环节运行在最优状态，从而降低系统的运行成本，保证电力系统健康有序的发展。用户电价降低，电能质量水平提高，获得真正的实惠。
      联营体模式（POOL）一般指所有符合条件的电厂都必须像一个电力库提交报价以获得被调度的权利，电力库是发电侧单一的买家。同时所有的配殿公司和大用户都像电力库提交购电报价以其获得相应的电能，电力库又是他们的单一的卖家。发电厂和配电公司可以签订差价合同来避规风险。联营体模式（又有人称为一体化模式）是一种比较成熟的电力市场交易模式，发电侧不知道自己的电能流向何方，而用户侧也不关注自己的电从那里来，这本来就符合电力系统潮流流动的特点，因此它是一种备受电力工程师推崇的模式，很对运行经验都可以直接采用传统运作的模式，具有较高的安全稳定度，电力调度中心也拥有较大的权利来保证系统的安全，我本人也倾向与采用这中模式。但是由于单一买卖的存在，其竞争效率并不高，市场运作也不够透明，很多环节还是存在相当多的浪费。
      双边选择模式（PX）更加符合我们对市场的认识，更加倾向与市场化，因而它是许多研究电力市场的经济学家管理学家推崇的模式。这种模式下面发电侧和需求测可以直接签订用电合同，双方只需将合同报调度中心即可。这样的市场中存在大量的双边接触和讨价还价，市场竞争是相当激烈的。但是处于对电力系统安全的考虑，我个人认为这种运作模式只能适合于长期合同市场或者电力期货市场。并且由于潮流的“外部性”，我们并不能保证所有的合同是真正“被执行的”，株洲电厂和湖南大学签订用电100MW的合同，但是实际上可能株洲电厂发的电是被株洲电力机车厂用掉的，而湖南大学用的电来自于湘潭电厂，但是在结算的时候我们依然是按照株洲－－湖大这样一种模式来结算，不符合电力系统的实际情况。况且双边交易的时间太长，不能满足电力系统负荷瞬间变化的需要。混合模式就是针对这两种模式的不足综合其优点的模式，是一般的电力市场所实行的模式。门子个人认为，在长期合同上面，可以通过发电侧和需求测的双边交易来增加竞争，降低系统的运行费用，实现电力市场的经济性。而在日前市场和实时市场方面，要采用一体化模式，由电力调度交易中心正对日前报价和实时报价通过计算机程序寻优，按照最优模式进行调度，以保证系统的安全性。

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4.电力市场中的合同
      电力市场既然是一种市场，就必然存在各种各样的合同。从合同的签订方来说，有发电厂和电力库之间的电能合同，金融合同，辅助服务合同，有电力库和配电公司之间的购售电合同，以及发电厂和配电公司之间的双边合同等。而按照合同的价格，交货时间，条件和付款方式，则可以分为现货合同，期货合同，选择合同和财务合同等。现货合同一般是标准合同，它提供一种快速高效的合同，由调度机构或者市场交易机构通过发电报价择优选择。期货合同又分为两种，一种叫forfards合同，一种叫futures。Forwards合同指“在双方商定的地点按照双方同意的价格，但是在将来某个时间就某种资产进行交易的合同，款项在交易时支付。”而futrues合同在资产价格和交货时间登方面与Forwards合同类似，但是这种期货合同是在期货市场提供和交易的标准化合同。每日一结算，并且这种合同不导致实际资产的交接，而是一种完全的金融合同的形式。
     这两种合同的主要不同点在于：forwards合同是一种非标准的实物合同，它的签订场所和签订时间都是灵活地，合同签订双方可以通过任意的方式进行讨价还价以及其他事情的处理，签订的双方都是想要买卖电能并且将将来的价格风险在现在就固定下来。这样双方都好安排生产。因此它一般都是针对买卖双方的特定要求来签订以实物交易为目的的，因而不会再次的转让。而futures合同则是一种金融合同，它的拥有者可能根本就不想要这些电能，甚至害怕这些电能出现在自己的面前。它的签订是通过标准的期货交易机构，双方一般不见面甚至不磋商，只需通过一系列的标准化程序即可。它的价值是随着现货市场的价格变化而变化的并且每天做一次结算，拥有者根据当前现货市场的价格决定是否出售该期货以套利或者保值。
门子对这一块比较陌生，恳请大家补充指正～～～

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5.发电侧竞价上网
  发电竞价上网是一般的电力市场改革最初期的模式，也是经过大量的试验验证能对电力工业的发展起到重要的促进作用的一种形式。对发电厂来说，所有的独立电厂，发电集团处于公平竞争的模式，可以参与长远期合约，日前市场，实时市场和辅助服务市场的竞争。价格低，效率高的电厂优先发电。这样就能实现资源的优化配置。同时，市场的范围越大，竞争就越充分，资源就越得到优化配置，当然，随着市场的扩大，会给电网带来一系列新的问题。发电竞价上网是比较成熟的模式，在我国，东北区域市场采用的是两部制电价，即采用“容量电价＋电量竞价”的模式，而华东电力市场采用的是月度全电量竞价的模式。当然这两种模式各有有缺点，两部制电价能较好的实现企业的成本回收，在市场初期保证发电厂商能适当获得收入，考虑到了不同电厂的历史负担，但是竞争不够充分。而全电量竞价的竞争相对激烈一些，对初期的企业来说可能会有一定的风险。发电竞价的一般操作过程为：在市场关闭前，由各发电厂以机组或者厂为单位像电力调度交易中心上报可交易容量以及交易价格，中调按照报价由低到高的顺序计划调度各机组一直到满足负荷侧（需求测）的需要，最后一台被调度的机组的价格即为全网的构电价格，这个价格表示了当时的边际出清价格（MCP）。当然也有按照报价支付的，但是英国电力市场的实践证明，按报价支付不如采用全网出清价格的市场效率高。计划制定之后，中调在按照某种规则惊醒安全校核，目前一般采用N－1校核。同时通过潮流计算看各线路是否阻塞，如果阻塞则按某种规则重新制定调度计划（redispatch），这点以后再说。
对于发电厂来说，尤其是原本属于电网公司的发电厂，以前是皇帝女儿不愁嫁，发多少上多少，要多少给多少钱，反正是一家。市场开放后，所有的发电单位都到了同一起跑线，，原来的集资电厂和独立电厂都有比较成熟的市场心态，能较好的融合到市场中，而对于原本属于电力公司的发电厂来说，则要端正心态，挖潜降耗，保持自己的竞争力。发电竞争和原来的国旗改革一样，也涉及到大量的利益集团，尤其是规模小，效率低，污染严重的老厂。这种厂一般无法竞争到发电份额，但是同时有大量的职工退休职工需要
安置，以前是电力公司亏本让他们发电，市场实行后，如何安置这种小机组是一个急需解决的问题。
发电竞价必然需要发电竞价系统，这是电力市场技术支持系统的重要组成部分。一个完整的发电竞价系统需要由发电投标部分，竞价决策部分，安全分析部分，优化竞价部分以及信息发布部分等组成。这部分已经是相当成熟的技术了，电科院，南自所，包括我们的湖大华龙等，都有成熟的电力市场技术支持系统。对发电厂来说，同样也需要决策支持系统。湖蠡

寒迪

昏迷，友情顶一下...

鸡虱门子

这些都是门子平时休息的时候瞎写的一点东西，由于本身水平就相当有限，又是信手写的，没有真正查阅什么资料，不过是在读完姚老师的三本书和萨利.亨特教授的书之后写的，应该会有相当重的他们的思想。目前就写了这么多，抛砖引玉，请大家，尤其是从事电力市场方面研究和工作的各位同仁批评指正～～
说得越多，门子越感激～～

altf

期货合同又分为两种，一种叫farford合同，一种叫futrue

这个不明白，是电力市场专有的名词还是期货中的？

鸡虱门子

引用第7楼altf于2006-06-30 22:21发表的“”:
期货合同又分为两种，一种叫farford合同，一种叫futrue

这个不明白，是电力市场专有的名词还是期货中的？

这个是姚老师在《电力市场运营及其软件开发》一书中的提法，至于在其他的金融期货中有何解释我也不太清楚，而且我也些错了一些单词，刚才查阅了该书。解释如下：
FORwards合同指“一种在双方商定地点按照双方同意的价格，但是在将来某个时间就某种资产进行交易的合同”。资产的合同价格何交货当天市场价格之差就表示合同所有者的利润或者损失。这个应该是一般的期货市场不多见的，主要是因为电力市场中间电能不能大量存储决定的。这个也可以称为远期。
Futures合同在资产价格何交货时间方面何Forwards合同相似，但是它是一种由期货市场提供并且在期货市场进行交易的标准化合同，这种合同逐日结算，并且一般不导致实物的交接，是一种金融合同。它的利润等于购买合同的价格与生效时的市场价格之差。
这两种合同的不同点主要在于前者是一种企业的套值保期的手段来避规风险，后者是其他金融投资者或者投机者的投机行为。在电力市场研究中，关心前者的主要是电力工作者，而经济学家更多的是研究后者。

鸡虱门子

6.发电竞价上网的几个问题
发电竞价上网虽然是实现资源优化配置的重要手段，而且本身也被证明是有效的手段，但是这种方式在目前我国实行起来，还是有一些问题需要我们研究和探讨，结合华中电网为例，列出如下几个方面：
1） 电厂是按照机组报价还是按照电厂报价，即机组的优化组合方式是由调度中心来统一按等微增率原则确定还是由电厂自由组合。我个人觉得后者比较适合市场的架构，但是最后的发电计划肯定对能源不是最优的，即使这样，还是能促进电厂在市场中的积极性和竞争力，减少调度中心的负担，降低市场运行费用，是比较可取的一种方法。国内华东电力市场实行的是按机组报价。
2） 报价曲线的安排是按日前96段出力/价格曲线还是按照机组的连续运行时间报价。即“分时报价”还是“分段报价”。分时报价比较适合与调度中心的决策，市场出清，技术支持都比较简单，而且也负荷一般市场的规律，中调工作量小，但是对火电厂来说，起停费用是相当大的，如果分时报价不能保证机组的连续运行，电厂将会采用零
报价甚至负报价等不符合边际成本的方式来保证自己得到调度，从而减少固定损失，扰乱市场的秩序。为此，西安交通大学王锡凡教授等提出了“分段报价”的概念，即将机组处理按照连续运行的时间段报价，采用阶梯上升的报价曲线，使电厂能有效的保证运行的利润，充分考虑最短运行时间的约束，但是这种报价方式对调度中心的技术支持系统要求校高，系统运行情况复杂时运算量较大。目前国内还没有实行日前市场的先例，所以华中将采取什么样的报价形式，我们拭目以待。
3） 水火电是分开报价还是统一报价？水火电的成本结构大不相同，水电前期投资高，运行变动成本小，一般的水库兼防洪，养鱼等功能，运行方式不够灵活。火电前期投资小，一般为水电的几分之一，燃料等变动成本占的总成本较大，一般的火电厂运行灵活，可调节性比较好。如果统一竞价，水电机组的边际成本低，势必要报低价，华中电网水电占到总装机容量的40％，将大量的减少火电机组的份额，火电厂入不敷出必然造成电力资源的短缺。如果分开报价，水火电各自占的分额又是多少呢？是应该按高峰，低谷报价，还是全电量无差别竞价呢？这个是华中电力市场运行规则最大的看点了。
4）是实行统一市场还是共同市场。统一市场指整个区域建立一个交易机构，各省公司和发电厂都是交易主体，即实现大范围的交易。而共同市场指分省平衡，然后将各省的剩余发电容量或者不足的负荷需求在到区域市场做一次交易。共同市场的好处是可以承接原来传统的电力格式，减少历史“省为实体”因素的影响，并且对本省经济，政府部门利益关系冲突较少，但是交易主体限制在省内，不利于资源的优化配置，比如湖南水电和河南火电就有很好的互补性。而统一市场能解决上述的缺点，但是有一个很重要的因素是受到华中500KV主网的稳定约束，省间交易不能过大，如果从联络线输送容量和报价方面同时做工作，中调的工作量就会很大。而且因为地方税收是上交的地方政府的，而又不存在一个区域级的政府来协调。所以地方保护主意也是一个要值得注意的问题。华东的结构是：长期合约交易按照统一市场报价和调度，实时平衡和辅助服务按照分省平衡的原则。这也是国际上大区系统的常用方法。
    电力市场的模式是因地制宜，因时制宜的，不存在一个通用的模式。但是基本的原则是一样的，那就是有利于大范围电力交易，有利于资源优化配置，有利于降低电价，有利于国家的能源节约，有利于电力工业的健康发展。现在很多论文都是在研究国外的市场，模式，引进一些看似很先进的东西，我个人觉得电力市场运营规则的设计就是最好的电力市场研究，解读规则，以本地电力系统的实际情况为基础进行的研究才是有效的，科学研究。那种数学上的游戏应该来说是一种“学者”的游戏，引用毛主席的一句话：文艺是为工农兵服务的。

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昏了昏了

鸡虱门子

7 发电竞价对电网的影响
  传统电力系统给人的感觉就是“低效高能”，一个字：黑。电力系统的内部核算不清楚，成本核算不精确，而且是倾向于故意不精确。因为电厂，电网，配电，零售一体化，有钱大家赚，所以各环节都没有挖潜降耗的积极性。对于电力系统的核心——电网来说，尤其如此，电力系统有很重的排外倾向，系统内部子弟安插情况严重，就因为它是稳赚不赔，典型的大型国企作风。而电力市场实行后，配电侧的销售电价仍然执行国家监管的电价，不跟随市场变动，而发电厂竞价上网，随着煤价的上涨，电网公司一方面收入来源减少了，另一方面收入额度也减少了。比如东北区域电网，一年亏损56个亿，这56个亿国有资产谁来买单？如果电网个公司不注重经营，不注重投资的风险性和自身结构的调整，依然高福利，任人唯亲等等弊端不解除，是会越来越不适应市场的需要，发改委必定会有大动作的。
  电网现在面临两个方面的困境：长期以来的铁饭碗说没就没有了，观念上一时间转不过来，发改委出台的输配电成本核算办法（试行）和输配电电价管理办法（试行）说明了对电网成本监管的决心。这种成本核算制度基于严格的约束型监管，即严格计算会计成本和规定收益率，因而电网公司没有降低成本的动力，他们要做的就是尽量的把自己的成本做上去，这样收益数量就会多一些。但是这样相对原来像一个金库一般的电网已经是很大的约束了，国家相关部门会要严格的注意电网成本的产生原因，因而许多黑幕将不再存在，电力系统也逐步从黑暗走向透明。
  另外一方面，电网必须要保证安全运行，这一点决定了电网不能按照市场规律来运作，比如说运行费用太高了电网公司就停止运行，这是不行的，对国民经济的影响远远大于它本身的费用。这就要一方面使电网运行在高效率上面，一方面又要保证它的持续运行。高效率运行需要对它进行监管和奖惩，但是这种奖惩又不能大到影响电网安全运行的程度。而且由于电网本身的自然垄断属性，不可能在同一个地方建设两个电网来形成竞争，这一点比电信，石油的国企市场化改革要困难的多，也是我们国家电力市场改革急需解决的一个重要问题。
  发电竞价上网，电力资产产权的分割带来的另一个重大的变化就是电网规划功能，流程的转变。以前电力规划是网架跟着电源跑，重发轻输不管用。而发电资产从电力公司分离之后，电网规划的职能仅仅限于电网的规划，电源点规划只能作为一种参考了。因为资产分离出去之后，你不可能要求别人去为你建一个厂，因而，电网规划不仅要保证电力传输的安全经济，同时还要为电源规划和建设提供指导性的经济信号，比如采用接入费的形式进行刺激，使电源点的建设按照整个系统集中决策的最优方式来
建立。传统电网规划的电源点规划，高压网规划，低压网规划和输配电变电站的建设都要分离开来，以某种约定的形式进行沟通和协调，这无疑给电力系统的决策和规划带来的是负面的影响。因为传统的一体化模式在实现社会效益，集中优化方面是最优的。湖南大学硕士研究生张午阳师兄和湖南省电力公司王路高工在输配规划的协调方面做了大量的工作，在《电力市场下的输电接入模式》一文重提出了两种接入模式和接入费用的收取，希望以接入费的形式来指导电源建设和电源电网的规划协调，有兴
趣的同仁可以参看该文献。（电力系统自动化 2005，29（18）：7-12）。