考虑碳交易的电力现货市场出清多阶段优化模型研究

近年来,随着我国电力现货市场和碳市场的逐步完善,如何更好地实现电力现货市场和碳市场深度耦合,推进电碳市场向竞争市场发展已经成为一个新的研究重点。该文提出了一个考虑碳交易的电力现货市场出清多阶段优化模型,并对该模型下的电力现货市场均衡问题进行了分析。在模型的第一阶段,建立了市场机组碳配额分配模型;在第二阶段引入阶梯碳交易机制,结合各机组的碳配额,建立考虑电能量成本最小和阶梯碳交易成本最小的电力现货市场出清模型;在第三阶段,结合前两个阶段确定的各机组碳配额和中标信息,建立以电能量成本最小为目标的电价追踪模型和机组碳成本计算模型。最后将该文模型在改进的PJM5节点系统(Pennsylvania-New Jersey-Maryland 5-bus power grid)上实现,并从出清结果和市场均衡结果两个方面验证了模型的有效性。结果表明,该文所提模型能够实现市场出清经济目标与低碳目标之间的平衡,能够在不增加电碳耦合总成本的基础上实现最大的碳减排量,同时通过增强发电机组参与市场竞争的主观能动性,降低了用户侧用电成本。

省间电力现货交易优化设计与定价机制

在“碳达峰·碳中和”的目标驱动下,受新能源地理分布与随机性影响,以跨区域交易为媒介的区域间电能与灵活性互济重要性凸显。目前,中国正处于构建全国统一电力市场体系的关键阶段,需要有效的市场机制来管理省间电力现货交易。基于上述背景,设计了一种不依赖于跨区域投标者的省间电力现货交易方法。首先,提出了基于报价区的市场出清模型,采用分区边际定价的方法计算每个报价区的结算价格;然后,基于等效双边配对方法,按潮流贡献计算得到各区域间交易所需承担的输电费用;最后,采用算例验证了所提方法的有效性。与已有方法相比,所提方法在不依赖于跨区域投标者的前提下完成了跨区跨省电力交易,充分利用了输电线路容量,且市场出清过程中保护了各区域内部网架信息隐私。

省间电力现货交易运营技术

为支撑省间电力现货交易高效稳定运行,迫切需要研发适应省间电力现货交易特点的运营技术,实现各类市场协同高效运作。首先,介绍了省间电力现货交易的背景和交易机制,分析了市场运营面临的技术挑战,构建了省间电力现货交易运营功能框架,设计了基于广域分布式并行技术的数据流。在此基础上,提出了广域协同交互技术、支撑全域双向交易的省间电力现货交易出清技术、基于模型重构的多阶段安全校核技术,以及基于模块柔性联动的全过程辅助决策分析技术等多项运营技术。最后,介绍了所述运营技术的工程应用情况,并结合未来电力现货市场演进方向,展望了需要进一步突破的运营技术。

我国绿电规模化交易主要影响因素分析及政策建议

我国光伏发电和风电处于快速发展阶段,如何鼓励绿色电力消费,成为近期电力行业发展的一个重要方向。自2021年我国绿电交易开始以来进展迅速,在交易量和交易机制方面都有明显进展。2023年前三季度,完成绿电结算电量352×108k W·h、绿证391万张。尽管绿电交易快速上升,但其占市场交易量的比重仍然较低,2023年1~6月绿电交易仅占全国总交易量的1%。未来绿电将占据电力消费的主要部分,成为未来电力系统发展的主要特征。绿电交易近期要解决的主要是一些显性问题,如跨省交易困难导致绿电交易量受限、更低价格的绿电无法扩大应用空间等,而绿电供应途径及高可靠度供电机制将成为未来需要面对的主要问题。近期推进大规模绿电交易是可行的,我国已出台各项政策,要求加大绿电交易,扩展省间交易,推进现货交易。电网调度侧需要尽快强化技术措施,适应波动性强的可再生电力的纳入,确保高可靠度供电。长期来看,需要明确未来新型电力系统的架构,以长期发展目标来确定现在的规划,一个明确的长期发展格局,对当前的电力系统建设至关重要。纳入现货交易是进一步扩大绿电交易的有效手段,需尽快构建24h及低于小时级的供电预测和电价预测信息体系,为现货交易提供技术支持。

300 MW循环流化床热电联产机组深度调峰分析

在保证供热需求和机组安全稳定运行的前提下,通过锅炉燃烧调整、供热抽汽阀门开度调节、环保参数控制等手段,将某机组供暖期间的最低技术出力由50%额定负荷降低至45%额定负荷,利用现货交易规则电厂在45%额定负荷时段获得了比50%额定负荷时段高的售电收益,同时降低了燃料和环保支出。但因为机组出力过低带来了一些问题,例如供热抽汽量受限、不完全燃烧热损失增大等,针对这些问题,提出了相应的应对措施,以保证机组安全运行。

电力现货交易市场模式空间及影响分析

在市场化交易的电力市场体制背景下,传统电能交易模式难以满足电能灵活交易的现实需求,电力现货交易市场的建设势在必行。电力现货市场在发电侧和购电侧都可进行实时灵活调整,能帮助解决电力市场中长期电力电量平衡和价格机制问题,进一步发挥价格作用,完善交易类型,促进新能源消纳,进而形成市场体系化竞争。为此,文章对电力现货交易市场模式空间及影响进行了分析与探讨。

火力发电企业电力现货市场自主调度管理实践

结合国家能源集团广东电力有限公司在广东电力现货市场逐步实现自主调度的管理实践,对火力发电企业在电力现货市场建设中面临的机遇与挑战、管理体系架构升级优化、交易策略研究、市场营销与生产运营协同创效等问题进行深入总结和分析,对发挥现货交易在引领火力发电企业发展与转型中的作用提出了意见和建议,为国内火力发电企业应对电力市场化改革的挑战提供参考和借鉴。

千岛湖流域生态系统服务时空变化及权衡协同关系研究

基于1995—2019年6期多源数据和生态系统服务评估模型,对千岛湖流域产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量服务进行评价,并采用热点分析和相关分析来探究4项生态系统服务功能之间的权衡协同关系。结果表明:1995—2019年千岛湖流域产水量和土壤保持量呈现先减少后增加再减少的变化趋势,碳储量和生境质量缓慢增加;除产水服务外,其他3项服务的高值区整体上具有一定的重叠性,产水服务高值区主要集中在流域西部和中部湖泊沿岸区域。综合来看,非热点区面积占比最高,Ⅳ类热点区面积占比最低,多重生态系统服务供给区主要分布在中高地形梯度区,非热点区和单一服务供给分布在低梯度区;在千岛湖流域,协同关系是生态系统服务间的主导关系,其中产水量和碳储量为权衡关系,产水量和生境质量以及产水量和土壤保持之间的权衡协同关系在不同年份表现不同,土地利用类型、植被覆盖度以及高程是生态系统服务权衡关系的主要影响因子。千岛湖流域生态系统服务空间分布具有明显的异质性,其权衡协同关系存在差异。研究结果可为流域生态规划和社会经济发展提供科学依据。

新能源参与福建电力现货市场交易机制探讨

随着国内电力市场的建设,新能源参与电力市场是发展的必经之路。考虑福建省电力现货市场的建设情况与新能源出力特点,研究新能源分阶段参与福建省电力现货交易机制。初期,以报量不报价的方式参与现阶段的福建省电力现货市场;后期,以报量报价的方式参与完善的福建省电力现货市场。通过探讨新能源参与福建省电力现货交易机制,能够使新能源保持全额消纳,鼓励新能源电厂以市场机制掌握市场规则,获得更好的收益,有利于推动新能源市场化发展。

售电公司电力现货交易辅助决策系统关键技术研究

对电价预测关键技术、用户负荷预测关键技术和零售套餐设计与测算关键技术进行研究。结合基于XGBDT的电价预测算法与基于人工神经网络的电价预测算法,提出了启发式组合电价预测算法,该算法计算简便、预测准确并且能够进行人工调节。将支持向量回归法用于用户负荷预测,用户负荷预测的精度和效率都较高。建立售电公司电力现货交易辅助决策系统,其功能包括市场分析、出清电价预测、用户负荷预测、现货交易决策、中长期交易管理、零售交易管理等,有助于售电公司降低交易风险,增加现货交易收益。

代理购电业务发展及辅助决策支撑关键技术研究

针对电网企业代理购电系统在现货市场条件下各类型交易品种组合购电策略、量价预测方面存在的局限,从代理购电业务的发展出发,提出了基于数据驱动的代理购电交易数据回溯分析方法,在交易复盘的基础上利用多维属性增强的深度强化学习完成交易价格申报优化重构。此外,考虑突发疫情、季节变化等随机因素,利用伪量测训练方法对样本数据进行分析复盘,提出基于深度神经网络技术的代理购电交易优化决策方案。今后除明确代理用户的用能特性外,还应加强相应仿真推演平台的建设,以精准分析市场交易过程。

大宗商品现货交易平台牟利维权“监管破困”策略演化博弈研究

“非法牟利维权”问题严重制约了大宗商品现货交易平台的有序经营与良性发展,数字经济时代智能监管技术为平台提供了有力武器,但智能化监管技术门槛高、转型难度大,如何通过政府规制与引导促进我国大宗商品现货交易平台履行监管义务并提升监管水平至关重要。本文基于回应性监管理论,构建以有限理性“投资型用户-平台”为博弈主体的动态演化博弈模型,最后采用多主体仿真实验动态刻画博弈系统演化过程,揭示了投资型用户的有限理性对平台治理策略的动态影响。研究发现:大宗商品现货交易平台智能监管水平的提升对维持市场良性发展具有一定积极意义,但当市场投资者牟利维权高发、交易环境较为恶劣时,单纯依靠平台自身提升智能监管技术,无法使市场的经营状态向好发展。此时,政府扶持力度对于大宗商品现货交易平台的监管智能化转型尤为重要。最后,本文为破解大宗商品现货交易平台“牟利维权”困境提供了政策与管理建议。

燃煤发电行业低碳化发展路径分析

在加快推动生态文明建设和“碳达峰、碳中和”目标的共同要求下,燃煤发电行业迫切需要进行转型改革,实现绿色低碳化发展,提升未来在新型电力系统中的竞争力。讨论了燃煤发电行业在双碳背景下进行碳减排面临的三大挑战,包括燃煤发电行业传统设计参数、新能源装机容量、电力系统安全性。重点阐述了燃煤发电行业实现由提供基荷电源向调节性电源转变,在新型电力系统中发挥压舱石和稳定器的作用,保障电力系统供应安全。为解决电力系统稳定性和低碳化发展之间的矛盾,需从多角度分析燃煤发电行业低碳化发展路径。从发电机组现状、煤燃料和燃烧、洁净煤发电技术、碳捕集、碳交易和现货交易等不同角度剖析了燃煤发电行业在低碳化转型发展中可采取的路径,为燃煤发电行业进行低碳减排转型发展提供不同参考方向,同时在双碳背景下,将为面临淘汰困境的燃煤发电行业争取更多的生存机会。值得注意的是这些低碳转型发展路径也需政府有关部门出台相关政策提供支持,如经常开展政企合作,燃煤发电行业才能尽快实现高效绿色低碳化转型发展。

考虑现货电能量交易的发用电主体碳排放权交易决策模型

随着电、碳市场联系日趋紧密,电力行业主体在参与碳排放权交易时应充分考虑现货市场的影响。文中提出了一种考虑现货电能量交易的发用电主体碳排放权交易决策模型。首先,提出了现行电力市场模式下发用电主体参与碳交易优化决策的总体框架,考虑到电、碳市场在运行时间尺度上的差异,通过将交易周期离散化和动态刷新碳排放权交易结果,保障了电力市场和碳市场在出清机制方面的良好衔接和有效协同。其次,在碳排放权交易决策模型中,截至当前时点的所有既定成交的电、碳交易结果均被合理考虑,并在前序的现货电能量市场出清过程中将碳成本等要素纳入考量。此外,同步考虑了碳市场环境下碳排放权配额缺口、履约期压力效应等对主体交易行为的潜在影响,构建各类碳市场要素对主体决策相关量、价参数的映射关系。最后,通过算例验证了所提模型能够良好反映碳市场环境下发用电主体的竞价决策过程。

绿色证书交易下可再生能源参与现货市场的过渡机制

随着电力市场改革的深化以及风电和太阳能为主的间歇性可再生能源发电(IREG)机组在电力系统中的占比不断升高,目前,对IREG机组采用的全额固定电价收购模式将按计划逐步终止,IREG机组将作为市场竞争主体参与电力市场,包括电力现货市场的运营。在此背景下,考虑绿色证书交易,通过建立三层决策模型优化政府对IREG机组的补贴政策,并引导其参与电力现货市场运营。首先,提出了过渡机制并建立了多市场多主体交易框架。然后,分别以求解最优合约覆盖率、社会效益最大化的市场出清和发电机组参与现货市场的最优投标策略为目标,建立了考虑绿色证书交易的多主体三层优化决策模型,并以市场出清结果作为这三层模型间的交互数据。接着,基于KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件,将该三层优化决策模型转化为混合整数线性规划模型,以提升求解效率。最后,通过算例对所提过渡机制的可行性和有效性进行了验证。

考虑碳交易的风光储场站参与电力现货市场报价策略与调控方法

随着我国“双碳”目标的提出,大规模风光储场站的建设已经成为了电力减排的有效途径。然而,风光储之间的耦合性难以刻画,碳交易对风光储出力的影响不明确,如何合理报量报价来实现现货市场收益最大等问题已经成为制约大规模风光储发展的关键问题。为此,该文首先设计考虑碳交易影响的电力现货市场机制;然后,基于风光储之间的耦合效应,提出场站的最优报价策略与协同调控方法,并考虑风光出力不确定性,构建风光储场站参与报量报价的双层模型,以实现其收益的最大化;最后,利用IEEE-14节点系统的算例证明方法的有效性。算例结果表明该文框架与模型能够优化风光储场站报价,丰富储能套利手段,在提升场站收益的同时降低系统碳排放。

新型电力系统背景下蒙西电力市场分布式能源交易机制分析

为促进蒙西地区分布式能源充分参与竞争,加快构建机制健全、良性互动的市场体系,分布式能源参与蒙西电力市场的相关机制亟待研究。通过对国内外分布式能源参与电力市场交易现状及蒙西电力市场建设的现实基础进行分析,提出了适应蒙西地区分布式能源发展的市场建设目标,并对分布式能源参与蒙西电力市场中长期交易和现货交易机制进行了设计,研究可为分布式能源参与蒙西电力市场的发展模式提供理论支撑,也为分布式能源市场建设路径提供了依据。

安徽电力现货市场主体交易策略及演化博弈分析

随着第二批现货试点现货市场建设进程加快,安徽电力现货市场进入结算试运行阶段。为了更直观地了解安徽电力现货市场主体的交易行为,构建安徽燃煤机组、新能源机组及电力用户3类市场主体的交易策略决策模型,研究主体之间的演化博弈机理。最后,结合安徽电力现货市场试结算日的实际数据,分析市场主体交易策略的主要特征及未来各主体的博弈策略选择。研究成果可为其他省份电力市场的建设及完善提供参考。

支持中长期电力交易的电力现货平台设计

分析中长期市场交易与电力现货市场交易的基本特点,剖析二者之间的关系和衔接条件。对比国内外先进电力市场的主要模型和机制。提出现货市场过渡时期的中长期电力市场机制,分别从交易结算、出清、交易价格进行论述。搭建支持中长期电力交易的电力市场现货平台,说明平台总体架构,设计平台交易模式,并针对平台的具体应用进行分析,说明平台的有效性。

流域生态系统服务权衡/协同关系时空格局及热点区识别——以南流江流域为例

[目的]在经济快速发展与生态环境保护双重压力背景下,分析和揭示南流江流域生态系统服务权衡与协同关系及其热点区,对广西北部湾入海河流的可持续发展具有重要意义。[方法]基于遥感影像、DEM、气象、土壤、野外观测和调研结果等多源数据,综合InVEST模型、GIS、R语言和GeoDa软件等,定量测算和分析了2000—2020年南流江流域食物供给、固碳、生物多样性维持和土壤保持服务4种主要生态系统服务的时空分异特征及权衡/协同关系,辨识流域生态系统服务热点区。[结果]近20年间南流江流域食物供给服务不断下降,固碳服务、生物多样性维持和土壤保持服务总体呈增长趋势。2000—2020年流域食物供给服务与固碳服务、生物多样性维持和土壤保持服务均表现权衡关系,权衡关系不断增强,权衡集中区域主要分布在玉林市城乡结合部、以浦北县城为核心的小江流域中游地区。而固碳服务、生物多样性维持与土壤保持服务则表现出协同关系,且协同相对集中区域主要是南流江中游自然资源禀赋较好的乡镇,但协同关系呈现逐渐减弱的趋势。南流江流域生态系统服务热点区以固碳服务、生物多样性维持和土壤保持服务为主,主要分布在六万大山、勾头嶂山、云开大山、大容山等山林地和自然保护区。食物供给服务主导热点区分布在玉州平原、博白盆地和下游三角洲地区,固碳服务主导区域在大容山农林交错带,生物多样性维持服务主导热点区集中在自然保护区、山林岗地和丘陵地区。[结论]南流江流域生态系统服务变化总体呈上升趋势,各项生态系统服务权衡协同关系存在明显时空异质性,未来应在空间上促进生态系统服务协同发展,优化和保障流域生态空间。