关于容量-电能-绿电-辅助服务一体化设计的思考

2025年8月16-17日中国·南京16“-17#August,2025Nanjing:ChinaiGnOKnYeVELCMENTOFMEwENFHGYsuPPoRTS⁷HECOMSTucnowoFMeWENERGYSvSTEM关于容量-电能-绿电-辅助服务一体化设刘敦楠2025年8月17日2.电力商品全成本竞价2容量-电能-绿电-辅助服务一体化设计3省内与省间市场协同2中里合相里合相1不不LL1sn林-连续一离救jQtdt-2Q;调峰按MWh付费15分钟交调頫按△MW定价增俊划分交备用按△MW定价就以危塘起分转市场主休各自负数2025理论2:电力全成本定价理论2:电力全成本定价张不购入的供大于求边际成本(1C(剩余)总成本(剩余)固定+变动成本机会成本(套利预期)边际成本机会成本(损失补偿)机会成本(避免罚款)年以上交易绿电缘证市场价格上限机会成本定价成本定价价格下限电力商品定价原理应供331.1多时间尺度电力电量平衡④④整②峰谷电价引品种中长期按MWh付费15分钟备用最大YE离4届紫金论电学术研讨会42025年8月16-17日中国2025年8月16-17日中国·南京16-17August,2025Nanjing·China51.1多时间尺度电力电量平衡：有功电力商品分割微观-微分宏观-积分月度年度可以看到：申报量来看，Δt越小，d(Q(t))越接近真实需求中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会EngineeringTechnologyForum新能源高质量发展支撑新型能源庸系构建2025年8月16-17日中国·南京16-17August,2025Nanjing·ChinaSTHECONSTRUCTONOFNEWENERGYSYSTEM1.1多时间尺度电力电量平衡：有功电力商品分割可分割商品：可无限细分至微小单位，分割后保持同质性与使用价值。不可分割商品：需以整体形式存在，分割后失去原有功能或价值。待分割商品：当前无法确定如何分割，日后可灵活决定分与不分、如何分，不影响其当前价值。因此，体现一般商品属性时，电力商品也存在可分割性的区别，从而凸显不同电力商品的不同效用。维度可分割商品维度可分割商品不可分割商品交易灵活性支持部分交易，价格与数量必须整单位交易，价格离散化消费效用边际效用递减规律显著(拥有一辆车的效用远高于拥有半辆车)规模经济效应平缓生产需完整流程，沉没成本高且规(车企需最低产量摊薄研发成本)市场结构倾向更接近完全竞争市场易形成垄断/寡头市场(标准化、供给弹性大)(高进入壁垒、产品差异化)连续变化(房价按套连续变化(房价按套计价，不可拆分)六三灵热卫工陋典羊塔子年上A纳66目录目录11一体化设计基础理论2容量-电能-绿电-辅助服务一体化设计 3省内与省间市场协同71.2电力商品的外部性与全成本竞价理论●连续运营、连续开市●备用辅助服务●平衡调节服务●绿色凭证交易●电碳协调交易82025年8月16-17日中国·南京16#-17August,2025Nanjing·China1.2电力商品的外部性与全成本竞价理论5成9得性成正外部性是指一个经济主体的经济活动导致其他经济主体获得额外的经济利益。2正外部性是指一个经济主体的经济活动导致其他经济主体获得额外的经济利益。2负外部性(支付补偿)正外部性(获得补偿)新能源火电中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会9新能源高质量发展支撑新型能源体系构建2025年8月16-17日中国·南京16-17August,2025Nanjing·ChinaEngineeringTechnology响应-响应-系统消责任绿色责任绿色溢价格格格安全外部递增格成格成用户电价构用户电价构Q火电应与风电的总成本竞争确定最优运行点和出清价1.2电力商品的外部性与全成本竞价理论当前我国市场并未完善容量市场，容量电价补偿机制是对历史沉没成本的补偿，是保供目标下政府的直接规制。当前凸显的外部性安全成本，各层级电力市场承担着电力商品作为公共资源和政府管制的职能。供应电力商品定价原理电力商品定价原理效用定价价格上限效用定价价格上限月以内交易成本定价成本定价绿电绿证市场机会成本(套利预期)边际成本机会成本(损失补偿)机会成本(避免罚款)2025年8月16-17日中国·2025年8月16-17日中国·南京16-17August,2025Nanjing-China中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会EngineeringTechnolo1.2电力商品的外部性与全成本竞价理论电力全成本=提供=用电侧支付传统电力市场+个电能价值安全价值安全价值安全价值未单独核算，合并在电能价格中(标杆电价)①每个机组公平承担安全义务②基于考核，在总量一定下，奖优罚劣新型电力市场安全价值安全价值需要单独核算，由外部主体提供电能量市场：发电、用户直接交易市场化安全价值市场：调度机构统一运营，谁受益谁承担跨区跨省省级市场分布式跨区跨省省级市场分布式1.3中长期、现货、辅助服务市场一体化协同体系辅助服务仪区域市场(多年)年、月、月内(多日)市场绿电绿证、碳市场所(多年)年、月、月内(多日)市场所输电权市场出店中短期调节：灵活性辅助服务其他(平衡服务、聚合代理、共享储能)☆虚拟电厂、聚合商、售电公司(多年)年、月、月内(多日)市场1一体化设计基础理论2容量-电能-绿电-辅助服务一体化设计 3省内与省间市场协同EngineeringTechnologyForumofHBGHQUALTYDEVELOPMENTOFNEWEMERGYSUPPORTSTHECONSTRUCTONOFNEWENERGY2.1新型容量市场机制设计新型电源(如储能、虚拟电厂)缺乏固定成本回收机制，难以与其他电源竞价EngineeringTechnologyForumEngineeringTechnologyForum2.1新型容量市场机制设计考虑多元主体差异化有效容量，设计兼顾经济性与可靠性的容量市场交易机制。考虑新能源为主体的新型电力系统运行关键需求，根据电力系统需求确定容量需求与容量提前组织：将容量市场提前至其他电源规划节点前。价值。测算范围：五至十年内必需的新能源容量及多维调节新型容量市场是电力市场创新新型容量市场是电力市场创新品种，促进能源安全稳定供应与清洁低碳转型。交易标的物：新能源容量，顶峰、调峰、调频、爬坡等调节容量。指导思想：加强宏观经济调控。建设目标：推动新型能源体系指导思想：加强宏观经济调控。建设目标：推动新型能源体系建设，确保电力系统稳定运行。中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会EngineeringTechnologyForumof中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会EngineeringTechnologyForumof新能源高质量发展支撑新型能源捕系构建2025年8月16-17日中国·南京16-17August,2025Nanjing·China2.1新型容量市场机制设计规规划体系关键领域倾斜，确保供需匹配与长远发展协同。政府主导与提前实现目标重新定义容量需求范畴推动全面升级重新定义容量需求范畴推动全面升级个核心内容“新能源供应+多维调节”For届紫金论电学术研讨会新能源高质量发展支撑新型能源陈系构建2025年8月16-17日中国·南京16"-17#August,2025Nanjing·China2.容量-电能-绿电-辅助服务一体化设计2.1新型容量市场机制设计——多类型主体差异化有效容量系数评估综合考虑风、光、火、燃、核、一体化各类主体机组自身运行特性和对系统运行平衡贡献度的影响，开展一定置信概率下多时间尺度各类主体有效容量系数评估，为新型容量市场供需系数、容量补偿价格、平衡责任分摊系数设置提供量化工具。主主体运行特性系统平衡篁页献率机组平均出力同时率小于x大的概率同时率小于x大的概率同时率大于x小的概率最小和最大出力P系统平衡贡献评估T加入待评估机组后有效容量系数且oFFor届紫金论电学术研讨会2.2新型容量市场与其他电力市场的关系定位新型容量市场容量价格高时，电能量市场价格低，反之亦然；容量价格高时，电能量市场价格低，反之亦然；确保电力市场的平衡与稳定。辅助服务市场的短期调节性系容量市场为各类发电资源提供了一个长期稳定的收益保障，是其他市场的边界辅助服务市场系电能量市场2.2新型容量市场与其他电力市场的关系定位考虑电能量-容量电价占比下对用户侧电价的影响，生成不同新能源占比及容量需求场景下的电能量-容量电价最优比例；推演电能量-容量市场“量价波动-主体决策”过程，发现电能量-容量市场长期均衡量价信号，给出不同新型政府计划为主容量市场政府计划为主容量市场电能量市场市场交易为主时间价格长期：滞后性影响电能量价格0255075100占比/%馈耦合关系时间时间电能量-容量电价最优比例电能量-容量市场长期均衡推演新能源高质量发展支撑新型能源体系构建2025年8月16-17日中HDGHQUALITYDEVELOPMENTOFNEWEMERGYSLPPORTSTHECONSTRLCTOOFNEWEN2.3中长期市场机制设计用用四恩图户段环郸击柜同中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会EngineeringTechnologyForHGHQUALTYDEVELOPMENTOFNEWENERGYSUPPPORTSTNECONSTRUCToWOFNEWENERGYSYSTEM2.4中长期与现货价格关联0十2—-18039——002100—10220—023e突移电2E峰段理想情况p0-突移电2E峰段理想情况p0-0EngineeringTechnologyForumofCAE&the10"PurpleMountain新能源高质量发展支撑新型能源体系构建2025年8月16-17日中国·南京16-17"August,2025Nanjing·China2.5现货与辅助服务联合出清——系统平衡模式转变不平衡：σ(△P1s)=C1期望值E场场2.5现货与辅助服务联合出清——外部成本内部化A电动B荷P2A火电电能量市场平衡调节市场a%的调节需求b%的调节需求座综合鸬较：新能源比例提开与安全外部成本升高当前现货市场，因新能源报低价，较低的电能量出清价P1g,带来高昂的系统调节成本P2B,当前现货的最优点也偏离了系统总运行成本的最优点。应推动电能量市场与平衡调节市场联合出清。2025年8月16-17日中国·南京16#-17August,2025Nanjing·China2.5现货与辅助服务联合出清——安全外部成本内部化(量按月统计新能源及负荷的出力曲线，量化各时段爬坡率，进而计算由于新能源出力特性引致的反调峰当量，进而明确新能源所需购买的爬坡容量。依据新能源历史出力曲线量化反调峰特性引致安全成本新能源所需采购的爬坡容量C₂依据新能源历史出力曲线量化反调峰特性引致安全成本AyL中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会2025中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会2025EngineeringTechnologyForumofHDGHQUALITYDEVELOPMENTOFNEWENERGYSUPPORTSTHECON2.5现货与辅助服务联合出清——体现调节价值市场竞价方式新能源可信出力区间量化新能源可信出力区间量化可信出力区间量化■出力季节特性可信可信■预测精度■波动水平多新能源场站相关性建模多新能源场站相关性建模相关性分析■关联系数量化电能+平衡调节联合竞价模式电能+平衡调节联合竞价模式mimmim'电能量成本+平衡调节成本吃二+]5-约束条件约束条件房电力平衡约束：系统客用约束：发电主体灼束：储能调节成本[+s松弛惩罚因子出清求解出清求解分支定界、概率减枝求解算法基于邻域搜索割模型求解96点电能价格+96点平衡调节价格Q0联合优化结果62.6适应需求侧新型主体特性，开展中长期备用服务阶段二阶段二市场运营机构按照系换备用香求集中采购/询用备用服务主体自主计及运行可信区网双边采购/程供备用图务与现货、调毁市场顺序/联合低化直控调用备用辅助服务需求侧响应用户朗提供4(-1中 ”n电□前、实时发中侧提候新型电力系统下平衡需求增加备月容量座BPPQ新能源高质量发展支撑新型能源铺系构建2025年8月16-17日中国·南京16"-17August,2025Nanjing·China2.6适应需求侧新型主体特性，开展中长期备用服务传统电力市场中负荷侧资源参与市场以邀约方式为主，补偿价格固定(季节性尖峰电价收入)。随着新型电力系统和现货市场不断推进，亟需以市场化手段引导负荷侧资源参与市场。5预预测误差1政府专项资金(季节性尖峰电价)2报价不报量(提前锁定价格)32025年8月16-17日中国·南京16#-17August,2025Nanjing·ChinaHDGHOUALITYDEVELOPMENTOFNEWEMERGYSUPP◆绿色电力交易——现阶段基于双挂双摘的绿色电力交易●加快绿色电力交易平台开发，尽早实现“D-3”日24时段的绿色电力交易，促进绿电交易与电力中长期、现货交易的有效衔接。●在现有条件下，绿电交易双挂双摘，以短、平、快地实现“D-3”日24时段的绿色电力交易。保证电证合一，与当前双边市场为主的绿电市场实现良好衔接。可再生信息管理中心OOOO新能源电力用户程程2025年8月16-17日中国·南京16"-17August,2025Nanjing-China2.7可溯源绿色块与常规块的联合申报、分级出清◆绿色电力交易——近期：在年、月度增加与常规能源“联合申报，分级出清”的分时绿电交易0独立小时独立小时优先优先保底成交绿色价格取上一周期的绿证交易市场均价取上一周期的绿证交易市场均价中国工程院工程科技学术研讨会暨第十届紫金论电学术研讨会1一体化设计基础理论2容量-电能-绿电-辅助服务一体化设计3省内与省间市场协同EngineeringTechnologyForumof3.1大市场统一优化理论大系统分解协调的多层次市场协同理论，有效支撑全国统一电力市场建设。省内以省间为边界口大系统目标函数：口子系统目标函数：口大系统目标函数：口子系统目标函数：省间市场省内市场结算和信息发布省间市场省内市场结算和信息发布交易执行年度交易电能交易月度交易月内调整电能交易日内交易—省间中长期交易结巢交易结巢交易结果省间市场出清结果作为宿内边置实时调度一月度交易实时调度一月度交易电能交易实时平衡实时平衡电能交易日前交易电能交易事地体月内交易电能交品交电能交易发电收展台易易2025年8月16-17日中国·南京16#-17August,2025Nanjing·China3.2省内省间市场多时空协同跨省区交易省内交易跨省区交易省内交易跨区平衡跨区平衡区内平衡自我平衡aaaa外部交换外部交换