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。

适应新型电力系统的电力互替品市场——(二)商品形态及形成机理

当前的电力现货市场基础理论是在新能源占比极低情况下提出的,其所依据的“分时交易”假设无法适应新型电力系统新能源占比日渐趋高、调节需求日益增加的新情况。为此,文中舍弃“分时交易”的基本假设,将功率曲线作为有机整体进行交易,探讨商品形态及形成机理。首先,分析对比“分时交易”与系列论文提出的“整体交易”中商品的形态,揭示“分时交易”中电力商品在各时段同质的假设在实际中不能成立的根本原因。其次,从市场组织者角度出发,探讨电力互替品的性质与形成过程,指出电力除具备生产使用价值外,还具有平衡价值,并定义互替电量、调节电量分别对这两种价值进行表征与量化。进而,从市场主体角度出发,以电力互替品的形成成本最小为目标,提出市场主体自主优化形成电力互替品的方法。进一步指出,各主体还可互补聚合形成电力互替品,适应海量分散的新型市场主体进入市场。最后,算例从量、质、价三个方面展示电力互替品的形成过程,分析了影响电力互替品形成成本的关键因素。电力互替品的形成过程,正是市场主体从计划式的“被动提供灵活性”变为市场化的“主动提供灵活性”的过程,也正是系统调节能力的挖掘提升过程。

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。

省间电力现货市场试运行分析及思考

省间电力现货市场已连续不间断结算试运行超2年,在落实省间中长期交易的基础上,实现了市场化电力余缺互济和资源大范围优化配置。实践表明,省间现货市场在提升全网保供能力、促进清洁能源消纳等方面发挥了重要作用。文中首先介绍了2022年以来省间电力现货市场试运行情况以及运行成效;其次,从市场框架、出清机制、申报机制等方面对省间现货交易机制进行了分析。最后,结合省间现货市场建设的现状,对未来发展方向进行了展望。

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。

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。

融合碳交易的电力现货市场日前出清机制研究

当前电力市场与碳市场缺乏关联,新能源机组与传统发电机组的市场竞价优势不明确,亟须构建合理的电-碳耦合市场的运行机制,明确新能源发电机组与传统能源机组的市场关系。针对电力现货市场与碳交易市场之间的协同运行问题,从交易主体通过电力交易中心完成碳交易的角度构建一种电-碳市场耦合下电力现货市场激励型日前出清方法,为电力现货市场运行机制优化提供思路参考。首先,从交易数据、交易主体行为和运作机制等方面的协同构建电-碳市场耦合运行框架。其次,设计一种包含预出清和正式出清的电力现货市场激励型日前出清机制,该机制引入基于动态碳排放的碳市场激励因子,对各机组报价进行修正后再次出清。再次,建立考虑电-碳市场耦合的电力现货日前市场出清模型。最后在PJM-5节点电力系统进行算例分析,结果表明该机制下新能源机组的出清电量增加67.29%,碳排放量降低56.29%,碳交易成本降低95.48%;碳交易价格和传统发电商报价的增加会增大新能源机组的出清电量;碳配额比例和新能源发电商报价的增加会增大平均出清价格。

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。

LNG国际贸易合同变化浅析

液化天然气(LNG)国际贸易经过60年的发展,全球年贸易量已超过4×108t。在此期间,LNG上下游项目的商业模式、合同架构等诸多方面也经历了不断演化。在相当长时间内,LNG国际贸易以长期合同为主,对买家的条款约束较多,条款灵活性差。近年来,随着LNG国际贸易市场的成熟,以及中国等新兴LNG买家的成长和市场话语权提升,全球LNG贸易格局重塑加快,贸易模式也越发灵活,在长协合同的交付模式、贸易量、商务条款和价格公式等方面均呈现多变和灵活的特性,同时LNG现货和短期合同贸易也呈现稳步增长的态势。业界虽然看好中长期LNG消费市场发展前景,但世界经济增长复苏乏力和地缘政治事件也同时影响着短期内的LNG供需关系变化。预计短期内我国天然气市场将进入供需平稳新阶段,国内天然气供应将相对宽松,天然气采购价格将基本延续稳定。国内LNG贸易商应适时开展天然气优化策略,利用进口气和国产气的配合,寻找最大价值的优化;有能源保障压力的企业应采取以长协合同为主、积极发展现货和短期贸易合同为辅的策略;同时要做好LNG贸易数字化转型的准备。

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。

基于InVEST模型的汉中市生态系统服务及其权衡协同关系研究

基于InVEST模型,利用汉中市2000年、2010年、2020年土地利用与土地覆被数据,气温、降水以及植被归一化指数等基础数据,模拟分析了汉中市碳储量、产水量、生境质量、水质净化以及土壤保持服务的空间动态格局及其权衡协同关系,利用热点分析方法确定各生态系统服务重点功能区域。结果显示,汉中市生境质量整体水平较高,生境质量与碳储量之间一直保持较高程度的协同关系。该结果可为区域生态问题的精准识别以及生态修复重点区域的划定提供参考。

考虑现金流和碳清缴周期的发电商电碳现货市场决策优化

为有效利用碳配额按年核算清缴带来的灵活性并形成满足现金流约束的电碳现货市场决策,在全年视角下研究了发电商电碳现货市场每日决策问题。首先,考虑各种经营活动的结算周期,建立带有现金流约束的电碳市场全年视角随机决策模型;然后,采用混合时间步长建模,在能够描述现金结算周期的前提下减少决策变量,并将多阶段随机优化模型简化为两阶段随机优化模型以便于求解;最后,通过增加碳市场单向交易规则解决传统两阶段模型在第2阶段频繁投机交易的问题,增加碳市场择时交易规则以解决两阶段模型对未来购碳成本预期偏低的问题。算例分析表明,所提决策方案能够有效降低发电商购碳成本并提高全年整体收益,同时保障了现金流安全。

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。

广东电力市场下的气电企业交易策略研究

在发展较为成熟的南方(以广东起步)电力市场环境下,制定较好的交易策略对于发电企业参与电力现货市场交易具有重要的指导作用。本文提出了一种更适用于气电机组的结算模式,从该种结算模式出发,分别剖析中长期交易和现货交易的主要影响因素,并分析了这些因素对于中长期交易和现货交易产生的具体影响。同时基于中长期交易的三要素、日前报价的两大要素来进行中长期交易和现货交易策略分析,并提出相应的交易决策建议。在制定中长期交易策略时,气电企业可以依据具体交易上限、交易需求、预测节点电价、燃料价格和天然气签约量来调整中长期合约中的电量、电价和分解曲线;在制定现货交易策略时,可以依据预测节点电价和燃料成本来调整日前报价中的申报电价和申报容量,以期优化中长期和现货交易策略,增加中长期价差收益和现货收益,提升气电机组在电力现货市场中的竞争力。

基于飞蛾扑火算法的储能参与现货市场交易研究

随着电力现货市场体制建设的逐步推进,储能资源在电力市场交易中的作用日益重要。为解决储能参与电力现货市场收益率低的问题,提出了一种基于飞蛾扑火算法的储能参与现货市场交易方法。首先,通过近邻聚类统计储能终端用户的类型,并进行现货交易申报参数分析、参与现货市场优化。其次,采用飞蛾扑火算法对储能参与现货市场的出清交易价格进行了最优求解。最后,对算法在中国某城市中进行测算,较演化博弈利润提高了23.39%。该方法提升了储能参与电力现货市场交易盈利水平。

源荷储一体化园区资源优化配置及其参与现货交易报价策略

目前源荷储一体化园区资源配置考虑因素单一、市场交易策略灵活性不足,难以满足新型电力系统建设需要。为此,研究源荷储一体化园区资源优化配置及其参与现货交易报价策略。首先分析园区的灵活调节特性,并提出园区参与现货市场交易的框架。其次,综合考虑经济性能和绿色低碳指标,构建现货市场下的园区双层配置模型:上层模型以园区建设成本最小为目标,优化园区风光和储能容量的配置;下层模型以园区购电成本最小为目标,优化园区的购售电策略、储能和柔性负荷运行策略。最后,设置典型场景进行优化计算,仿真结果表明:相比于不参与现货市场的园区,参与现货市场的园区的资源配置与资源调控策略更加灵活,园区年总建设成本降低了2.86%,日总购售电成本降低了17.34%。

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。

区域中长期合约电量输电路径优化对省内现货市场出清的影响

区域中长期电力市场是区域电力市场的主要研究对象之一,为提高合约电量利用率,降低交易电量因传输通道未被充分利用或线路过载而被削减的可能性,基于目前的区域中长期合约定价机制,以“点对点”交易方式为基础,结合电网各类分布因子,以区域中长期合约电量线损量最小为目标函数,对区域中长期合约电量传输路径进行优化,并将新的优化路径作为省内现货出清的约束条件,研究区域中长期合约电量路径优化对省内现货出清结果的影响,以及对降低省内线路潮流量的效果。为此,分别建立省内现货出清模型和区域中长期路径优化模型,找到两者的约束耦合关系。最后,利用IEEE 30节点系统进行算例仿真,分析区域中长期合约路径优化对降低其合约能量损耗和降低省内现货出清线路潮流的可能性。

电力现货交易机制与售电侧交易策略分析

文章介绍了电力现货市场交易机制和节点电价的形成机制,阐述了不同交易场景下用户侧电量申报策略的结算原理,并以此分析了不同交易策略下的售电收益以及在市场考核机制下用户侧申报偏差范围外的处理方法;探讨了负荷预测与电价预测的原理与研究思路,为售电侧在当前电力现货市场规则下制定高效的购电策略,实现自身利益最大化提供了有效的指导。