【专栏推荐】电力现货市场运行分析与机制设计专栏

编者按：目前，广东电力现货市场已于2019年5月15-16日实施首次电力现货交易结算，6月20-23日实施了第二次电力现货交易结算；其他7个试点地区已全部启动试运行或模拟试运行。我国电力现货市场改革建设走入“快车道”和“深水区”。然而，针对当前现货市场试运行浮现出的问题尚缺乏系统性梳理与分析，如何通过出清模型、价格机制和结算方法等工具解决我国电力市场存在的特有问题仍有待进一步研究。为有效促进该领域的学术研究和工业应用，进一步加强电力市场领域的学术交流，《中国电力》编辑部特邀请上海交通大学冯冬涵教授、华南理工大学荆朝霞教授和重庆大学杨知方研究员作为特约主编，主持“电力现货市场运行分析与机制设计”专栏。专栏于2020年9期刊出，共计12篇文章。本期公众号将专栏文章进行汇编，以飨读者！

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01

作者：张粒子, 丛野, 陶文斌, 郑福康, 陈正飞

单位：华北电力大学 电气与电子工程学院；华北电力大学 现代电力研究院；深圳供电局有限公司

摘要：对电价中的位置信号及能够提供位置信号的电价机制进行分类梳理和总结，对电力现货市场环境下电价中位置信号的作用进行分析；结合电力现货市场仿真，定量分析在不同的电网结构及系统阻塞条件下，电能量现货市场中的“节点边际电价（LMP）机制”和“分区输电定价”机制在实现其作为公共事业服务价格作用方面的协同作用关系；结合中国某省电网的实际情况，通过电力现货市场仿真和电价测算对分析结果进行验证，为中国电力现货市场环境下的电价机制选择提出建议。

作者：王志成, 王秀丽, 王帅

单位：西安交通大学 电气工程学院；国网经济技术研究院有限公司

摘要：风电出力的不确定性为日前市场出清带来了挑战。提出一种风电参与的日前电能-备用联合出清模型，采用多场景技术描述风电出力的不确定性，基于场景集合求解模型达到出清结果。所提出的模型引入风电出力不确定性所带来的备用购买费用和实时市场的平衡费用来考虑日前市场出清结果对实时市场的影响，以达到减少实时市场的平衡压力，保障系统稳定运行的效果。同时该模型考虑弃风和失负荷惩罚费用来保障风电资源的充分利用和系统的安全稳定运行。改进的IEEE30系统算例结果对比及分析表明，所提出的模型可充分利用风电资源，有效降低日前市场电能生产成本，并减少弃风量，降低失负荷风险。在风电大规模接入电力系统的情况下具有较好的实际应用价值。

作者：张乔榆, 张兰, 肖云鹏, 戴晓娟, 赖晓文

单位：广东电网有限责任公司电力调度控制中心；广东电网有限责任公司安全经济运行与市场化调度重点实验室；北京清能互联科技有限公司

摘要：现阶段南方区域仍按“两个细则”管理电力备用，其备用品种、价格机制、结算机制及备用资源的分配方式均有不尽合理之处，亟须建设南方（以广东起步）电力备用市场，完善南方区域电力市场体系。通过对国外电力备用市场机制和南方区域备用管理现状问题的分析，提出了适应南方区域电力市场发展现状的电力备用市场机制，对备用市场出清模型进行了探究，并通过算例对不同模式下的备用市场建模和出清结果进行了分析，结果表明，在报量报价和报量不报价的备用市场模式下，备用出清价格都已包含机会成本，可实现备用中标容量的机会成本补偿，备用与电能量市场联合优化机制可确保参与备用市场的机组收益不低于只参与电能量的情形，对机组积极参与备用市场起到了正向激励作用。

作者：王勇, 游大宁, 房光华, 张国强, 王进, 匡洪辉

单位：国网山东省电力有限公司；北京清大科越股份有限公司

摘要：为及时总结中国首批电力现货市场试点建设地区的试运行经验，推动中国电力现货市场建设，在介绍山东电力现货市场的市场机制基础上，通过分析其试运行情况，研究市场所面临的问题和解决措施。山东清洁能源占比较高等电网运行特征决定了山东更宜采用集中式现货市场模式。山东电力现货市场包括日前、实时2个时序市场和日内机组组合衔接机制。电力现货市场试运行期间，电网整体运行平稳有序，现货市场出清价格随市场供需关系变化而变化，但也面临市场力监控能力有待提升、调峰补偿机制需要完善、用户交易风险防控手段仍待加强等问题。上述结果表明山东电力现货市场已基本具备连续运行条件，但市场机制的完善仍须持续加强。

05

作者：赵珍玉, 辜唯朕, 陈雨果, 李秀峰, 蒋燕, 高道春, 段睿钦, 吴洋

单位：云南电力调度控制中心；北京清能互联科技有限公司

摘要：在中国的电力体制改革进程中，计划与市场共存的局面短期内不会改变。随着市场进一步放开，计划与市场解耦运行的模式不可持续，但不解耦模式下不平衡资金问题更为显著。以不解耦模式为背景对不平衡资金展开讨论，通过对不平衡资金计算公式的拆分，得到资金来源相对明确的各个部分，提出不平衡资金的疏导方案。同时，根据理论阻塞盈余及市场用电量所占比例，提出对市场阻塞盈余的处理建议，并通过算例说明了该方法对不解耦模式的适应性。

06

作者：胡朝阳, 冯冬涵, 滕晓毕, 曾佳妮

单位：国家电网华东电力调控分中心；上海交通大学 电子信息与电气工程学院；电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学）

摘要：作为有代表性的省级市场，浙江电力现货市场在建设和运行中遇到了若干挑战。首先，对浙江电力现货市场的特点进行分析；其次，对影响节点边际电价计算准确性的因素进行研究和讨论，并提出相应的改进措施；最后，结合调度运行经验，从市场设计和运行机制2个层面，对省级电力现货市场建设提出技术建议，以期推动省级电力现货市场的平稳有序发展。

07

作者：张显, 谢开, 张圣楠, 庞博, 汤洪海

单位：北京电力交易中心

摘要：为加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系，促进可再生能源开发利用，2019年中国出台政策对各省级行政区域设定可再生能源电力消纳责任权重，建立健全可再生能源电力消纳保障机制。超额消纳量交易作为各类消纳责任主体完成自身消纳量指标的重要补充方式，对促进可再生能源消纳具有重要意义。首先，介绍超额消纳量交易的内涵及其必要性，指出超额消纳量交易的机理。其次，系统性阐述超额消纳量交易市场体系的构成，包括消纳量的生成与分配、超额消纳量交易组织、绿证交易与超额消纳量交易的衔接、超额消纳量交易的结算与核算。然后，考虑到区块链技术在电力交易领域的良好应用场景，部署基于区块链的可再生能源消纳凭证交易系统，支撑可再生能源通过参与市场交易实现充分消纳。最后，从规则制定、分配原则、数据共享等方面提出促进中国可再生能源消纳发展的建议。

08

作者：李晓刚, 杨立兵, 吴敏, 刘岩松, 邹斌, 邵平

单位：国家电网公司华东分部；上海大学 机电与自动化学院；中国电力科学研究院

摘要：省间市场和省内市场之间的协同方法是两级电力市场运行的核心内容，协同方法的具体内容包含两级电力市场的阻塞管理协同及两级电力市场出清的协同。介绍两级电力市场协同的市场裂解方法和基于潮流的省间联合市场方法，比较了2种方法的特点，并给出具体算例说明。市场裂解方法通过电力转移系数计算系统潮流，逐步增加系统中阻塞线路作为市场出清模型的约束条件，通过多轮迭代可以达到与一级市场节点电价相同的市场效果。基于潮流的省间联合市场方法通过区域电力转移系数在各个省净输出已知的情况下计算省间联络线潮流，并在考虑省间联络线潮流约束的情况下，完成省间市场的出清；该方法通过申报省净输出曲线可直接得到省间市场结果，无须多次迭代。市场裂解方法适合于各省省内市场均较为完善情况，而基于潮流的省间联合市场方法则适合于各省省内市场建设程度不一的情况。

09

作者：陈政, 冷媛, 辜炜德, 金东亚, 荆朝霞, 谢文锦

单位：南方电网能源发展研究院；华南理工大学 电力学院

摘要：合理的跨省区输电定价机制是实现跨省区电力交易公平竞争、资源在更大范围内优化配置的前提。针对中国跨省区输电定价机制存在的问题，从成本分摊和输电价格结构角度，提出一种基于“点费率”的跨省区输电定价方法。该方法通过电气源流分析计算各省级电网对跨省区联络线的使用程度，按照使用程度分摊跨省区输电成本，实现成本分摊的合理性。同时，从价格结构角度，通过设计合理的跨省区输电价格，使跨省区输电费不阻碍省间交易，有利于促进资源在区域范围内最优化。通过IEEE14节点算例验证了所提方法的有效性。

10

作者：吴云亮, 张建新, 李豹, 李鹏, 李智勇, 周鑫, 杨燕, 赖晓文

单位：中国南方电网电力调度控制中心；北京清能互联科技有限公司

摘要：日前电力市场出清需要求解大规模安全约束经济调度问题，尽管实际采用线化处理方法，但需要考虑N－1场景下的大量安全约束，导致其规模庞大，难以快速求解。提出了一种深度学习辅助的日前市场快速出清方法，以满足快速出清计算场合的应用需求。首先，设计基于深度神经网络的安全约束经济调度模型计算框架，将深度学习技术应用于日前电力市场出清计算过程，兼顾安全约束经济调度模型的求解速度和求解精度；其次，提出面向起作用约束辨识的深度学习策略，从特征向量、深度神经网络结果处理2个方面，实现安全约束经济调度起作用约束集的辨识，并将其纳入日前市场出清模型，以简化模型的复杂度；最后，在接入新能源的IEEE 30标准测试系统中验证了所述方法的有效性。利用深度神经网络预辨识安全约束经济调度模型的起作用约束，有利于降低模型复杂度，提高日前市场出清的计算效率。

11

作者：张兰, 张经纬, 肖云鹏, 荆朝霞, 陈柏柯, 关玉衡, 罗钢, 白杨

单位：广东电网有限责任公司电力调度控制中心；华南理工大学电力学院

摘要：需求响应机制对于缓解中国当前的供需矛盾、提高资源的利用率具有重要的意义，新加坡有着较为成熟的需求响应机制。首先，介绍新加坡电力市场的改革历程及当前主要运营机制，重点介绍新加坡现货市场下的需求响应机制，分析其结算机制，概括总结新加坡需求响应机制的特点和实施效果；然后，通过IEEE 30节点系统算例对不同市场场景下需求响应的实施效果进行讨论；最后，基于中国当前现货市场单边交易机制，提出近期中国开展现货市场需求响应的启示和思路。

12

作者：黄剑平, 陈皓勇, 钟佳宇, 陈武涛, 段声志, 郑晓东

单位：华南理工大学 电力学院

摘要：传统的分时电价政策忽略了用户参与分时电价政策的意愿，且用户电价电量响应行为建模未考虑用户调整用电行为成本，为此提出基于用户成本选择用户范围的分时电价最优策略。分析用户改变用电行为所产生的调整成本与节省用电费用的关系，推导分时电价机制下用户电价电量响应行为模型。当用户改变用电行为后，其生产成本高于实行分时电价前的电费，则对用户参与分时电价政策的意愿评估为零，不纳入分时电价实施范围。仿真及实验结果显示，与不选择用户范围的传统分时电价模型相比，该模型能够反映用户调整用电行为过程，科学选择参与分时电价政策的用户范围，实现电网和用户的总效益最优。

引文信息

张粒子, 丛野, 陶文斌, 等. 电力现货市场环境下提供位置信号电价机制的协同作用[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 9-18, 46.

ZHANG Lizi, CONG Ye, TAO Wenbin, et al. Coordination functions of electricity price providing locational signals under the circumstance of electricity spot market[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 9-18, 46.

王志成, 王秀丽, 王帅. 考虑实时市场平衡费用的含风电日前市场电能-备用联合出清模型[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 19-27.

WANG Zhicheng, WANG Xiuli, WANG Shuai. Day-ahead market energy-reserve joint clearing model considering real-time market balancing cost under participation of wind power generation[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 19-27.

张乔榆, 张兰, 肖云鹏, 等. 南方（以广东起步）电力备用市场设计[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 28-37.

ZHANG Qiaoyu, ZHANG Lan, XIAO Yunpeng, et al. Design of south china (starting from guangdong province) power reserve market[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 28-37.

王勇, 游大宁, 房光华, 等. 山东电力现货市场机制设计与试运行分析[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 38-46.

WANG Yong, YOU Daning, FANG Guanghua, et al. Mechanism design and trial operation analysis of shandong power spot market[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 38-46.

赵珍玉, 辜唯朕, 陈雨果, 等. 双轨制下的电力市场不平衡资金分析[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 47-54.

ZHAO Zhenyu, GU Weizhen, CHEN Yuguo, et al. Unbalanced funds analysis under the background of coexistence of planning and market[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 47-54.

胡朝阳, 冯冬涵, 滕晓毕, 等. 关于浙江电力现货市场若干关键问题的思考[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 55-59, 70.

HU Zhaoyang, FENG Donghan, TENG Xiaobi, et al. Key issues of zhejiang electricity spot market[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 55-59, 70.

张显, 谢开, 张圣楠, 等. 基于区块链的可再生能源超额消纳量交易体系[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 60-70.

ZHANG Xian, XIE Kai, ZHANG Shengnan, et al. Excessive consumption trading system for the accommodation of renewable energies based on blockchain[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 60-70.

李晓刚, 杨立兵, 吴敏, 等. 两级电力市场协同方法及其特点[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 71-80, 116.

LI Xiaogang, YANG Libing, WU Min, et al. The coordination method and its characteristics of two-level electricity market[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 71-80, 116.

陈政, 冷媛, 辜炜德, 等. 基于点费率的跨省区输电定价机制[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 81-89.

CHEN Zheng, LENG Yuan, GU Weide, et al. Trans-provincial transmission pricing mechanism based on point rate[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 81-89.

吴云亮, 张建新, 李豹, 等. 深度学习辅助约束辨识的电力市场快速出清方法[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 90-97, 207.

WU Yunliang, ZHANG Jianxin, LI Bao, et al. A fast power market clearing method based on active constraints identification by deep learning[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 90-97, 207.

张兰, 张经纬, 肖云鹏, 等. 新加坡电力市场需求响应机制及对中国电力市场建设的启示[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 98-106.

ZHANG Lan, ZHANG Jingwei, XIAO Yunpeng, et al. Demand response mechanism in singapore electricity market and its enlightenment to china's power market construction[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 98-106.

黄剑平, 陈皓勇, 钟佳宇, 等. 基于用户成本选择用户范围的分时电价最优策略[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 107-116.

HUANG Jianping, CHEN Haoyong, ZHONG Jiayu, et al. Optimal time-of-use price strategy with selecting customer's range based on cost[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 107-116.

专栏特约主编简介——冯冬涵

冯冬涵，上海交通大学教授、博士生导师，IEEE高级会员，国家能源智能电网（上海）研发中心副主任。2003年毕业于浙江大学电气工程学院获工学学士学位，2008年毕业于浙江大学电气工程学院获工学博士学位，2008年起在上海交通大学任教，曾在丹麦科技大学、香港大学、加州大学伯克利分校以奥斯特博士后和访问学者职位进行研究。长期专注于电力系统市场化运行领域的研究，主持科研项目15项，其中3项国家自然科学基金项目。在国内外主流电力能源领域期刊发表学术论文70余篇，累计被引超过600次。出版中英文学术著作各一部。是国家留学基金委“未来科学家”项目、上海市浦江人才计划和上海交通大学晨星青年学者奖励计划获得者。

专栏特约主编简介——荆朝霞

荆朝霞，华南理工大学电力学院教授，博士生导师。1997年和2003年分别于华中科技大学获得本科和博士学位。中国电机工程学会电力市场专委会委员。长期进行电力市场、综合能源系统、电动汽车等方面的研究。主持各类科研项目30余项，在国内外期刊、会议、微信公众号发表论文200余篇。参与多个省级电力市场和区域电力市场的研究和咨询，研究主要包括电力现货市场设计、市场仿真、金融市场、市场监管、输配电定价、跨省跨区市场、信用管理等。

专栏特约主编简介——杨知方

杨知方，重庆大学“百人计划”研究员，博士生导师。于清华大学获得工学学士、工学博士学位，2018年3月起在重庆大学任教。近3年以第一/通讯作者身份发表SCI论文20余篇，其中包括IEEE Transactions系列论文10余篇。主持国家自然科学基金青年项目、国家电网公司总部科技项目等课题。担任重庆电力市场管理委员会市场规则组、市场价格组专家。主要研究方向包括电力系统优化理论、电力市场等。

 往期回顾 

编辑：杨彪

审核：方彤

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