浙江大学-促进电网供需平衡的市场机制思考

促进电网供需平衡的市场机制思考2025.09.1200汇报提纲1.1背景和需求截至目前，全国共有山西、广东、山东、甘肃、蒙西、湖北、浙江7个省级现货市场及省间电力现货市场转入正式运行；陕西、安徽、辽宁、河北南网、黑龙江、江苏6个省级现货市场及南方区域电力市场已开启连续结算试运行；福建、四川、重庆、湖南、宁夏、河南、上海、吉林、蒙东、江西、青海、新疆12个省级现货市场开展长周期结算试运行。1.1背景和需求可再生能源装机规模快速扩张，截至今年6月底，全国可再生能源装机达到21.59亿千瓦，约占我国总装机的59.2%；与此同时，极端高温、寒潮等天气事件频发，给电力系统的供需平衡带来了严峻挑战。1.2背景和需求面对日益凸显的电力供需平衡问题；亟需建立促进保供的容量充裕性机制，同时完善防控市场风险的价格帽政策，双轨并行保障电力安全可靠供应。2050年浙江供需平衡情况（风光极端天气澳洲市场第二季度现货价格极端天气能价波动•价格帽政策•容量补贴机制•能价波动•价格帽政策汇报提纲2.1促进保供的市场机制为满足电力保供需求，各国建立了一系列容量充裕性机制以保障长期电力可靠供应；同时出台了价格帽政策以维持短期现货价格的稳定性。价格帽政策容量充裕性机制价格帽政策价格帽政策：短期的价格限制政策。作用：抑制极端供需紧张下的电价飙升价格帽政策：短期的价格限制政策。作用：抑制极端供需紧张下的电价飙升，保护用户免受不合理高价冲击。电力市场的“退烧药”。作用：通过额外的支付或市场，直接保障投资者的长期收入，以激发和锁定足够的发电容量。电力系统的“活疫苗”。典型形式：容量补贴、容量市场两者的关系•互补性：容量机制为机组提供“投资兜底”，价格•冲突性：价格帽设置过低，可能抑制机组的投资意愿；设•协同必要性：需通过两者的协同配合，实现电力系统“长2.1容量充裕性机制——容量补贴容量补贴的含义：政府或特定机构根据预测评估，制定统一的容量价格，按照机组可用装机容量进行容量付费，总费用由用户分摊。选定高峰负荷期间的边际发电机组作为参考机组（柴油机）；智利测算投资成本和可用容量以为传统机组提供补贴（数值未公开）。智利对市场化机组的有效容量给予补偿；煤电容量电价：100元/KW/年，约为其固定成本的30%，由工商业用户按电量比例分摊，按月结算；对于市场化机组统一向用户侧收取0.0705元/KWh的补偿价格。••优点：固定的容量费用可以有效激励机组的投资•缺点：容量补贴标准由监管部门决定，难以有效2.1容量充裕性机制——容量市场与电能量市场类似，卖方为容量资源提供商，买方为系统运营商，以装机容量为标的物；以PJM为例，容量需求曲线的横坐标由预测年装机裕度确定，纵坐标通过测算参考机组容量价格/$/MW容量价格/$/MW未覆盖的机组净成本+能量/辅助服务市场净收益=新建机组成本系统容量需求曲线A预测年装机裕度-1.2%预测年装机裕度+1.9%净成本0.75倍净成本预测年装机裕度+7.8%系统容量/MW(约400$/MW-日)1.5倍BC••优点：市场形成的价格能够真实反映系统容量的稀缺程度，2.1容量充裕性机制——容量市场与容量补贴的比较远期拍卖竞争出清远期拍卖竞争出清较高，边际出清核验，违约惩罚，监管成本高现货与金融避险体系成熟，监管能力强的中后期市场政府/监管方定价（100-300元/KW·年）较低，价格脱离实时供需，易过度补贴或补贴不足简单易行，定价+核定容量市场初期或价格帽低的阶段容量补贴行政化、计划性、强制性政府直接定价，机组按有效容量获得对应补贴容量市场市场化、非强制政府确定需求，竞争发现价格价格形成效率实施难度适用阶段价格形成效率实施难度适用阶段市场化程度高市场化初期2.2价格帽的定义及必要性分析价格帽的定义：市场运营机构为防止极端高电价而设定的现货结算价格上限，任何时段的市场出清电价不得超过该数值。价格帽的必要性：近年来，极端灾害事件频发加剧了价格尖峰的频率和持续时间，市场的自我调节机制失灵，引发严重的社会经济扭曲，亟需通过价格帽机制抑制短期价格剧烈波动，保障市场稳定运行。吸引峰值容量的投资确保容量充裕度存在少数供需不平衡时吸引峰值容量的投资确保容量充裕度极端电价发生的频率和持续时间增加极端电价发生的频率和持续时间增加社会经济扭曲2.2典型国家的价格帽对比针对无电力容量市场地区，由于需要反映稀缺资源价格信号，现货市场价格帽上限设定较高；针对有电力容量市场地区，由于容量市场保证了系统高峰时段有足够的充裕性，现货市场价格帽上限设定相对较低。无容量市场有容量市场有容量补贴//2.2价格帽政策——以澳大利亚为例澳大利亚电力市场价格帽是一个两级价格帽：市场价格帽（MPC）和管制价格帽(APC)。市场价格帽：现货市场任何调度交易时段所能达到的最高价格20300$/MWh；600$/MWh。日常态:市场价格帽设置的很高，日常态:市场价格帽设置的很高，用于刺激发电机组投资，保障系统容量充紧急态：当极端高价持续时间过长时触发管制价格帽，保障现货价格的稳管制价格帽触发示意图2.2价格帽的计算——以澳大利亚为例澳大利亚市场价格帽的数值由监管机构通过全国经济损失评估方法来确定，以量化失负荷价值，随后每年根据消费者价格指数（CPI）进行调整；管制价格帽的数值则直接参考了峰荷机组的燃料成本，旨在防止市场长时间处于难以承受的高价区间。管制价格帽算法计算公式：APCX=p管制价格帽算法计算公式：APCX=p市场价格帽算法计算公式：MPCX=BVMPC×))••澳大利亚价格帽的核心思路：用“失负荷价值”吸引发电容量投资、用“管制价格帽封顶”守2.2价格帽设计的关键点保障发电侧合理收益，确保系统容量充裕度，维持长期供电安全。防止电价过高导致需求侧电费压力过大，引发社会动荡，保障电力市场短期价格稳定性。发电机组投资激励不足消费者福利过度转让给生产者用户缺乏需求响发电机组投资激励不足消费者福利过度转让给生产者用户缺乏需求响应动力价格帽设计过低价格帽设计过高平衡汇报提纲3.1促进电网供需平衡的市场机制思考——研究建议建立容量保障机制维持电力系统电力供应长期安全稳定，在发展相对成熟地区探索建立容量市场，建立动态市场价格帽等灵活调整机制；完善容量充裕性机制，维持长期供电安全探索反映市场实时供需关系的动态价格帽容量市场：逐步从相对固定的容量补偿机制过渡至容量市场，提升容量资源的优化配置能力；容量价值评估：采用等效可靠容量、等效负荷承载能力等方法，有效评估资源容量价值。价格帽：基于机组发电成本、电力紧缺情况建立动态价格帽调整机制，提升保供场景下高边际成本机组的发电意愿。3.2现有研究基础——发电侧的价格帽动态制定方法提出考虑发电和负荷侧协同效益的价格帽动态制定方法。以发电侧收益合理、负荷侧用电成本可控为多元目标，建立多目标最优价格帽模型总收益发电成本-投资成本总收益发电成本-投资成本总成本minFminF(x)=w,?F(x)w,?F(x)基于浙江省实际电网数据进行算例验证，并与浙江省现行价格帽(1.2元/千瓦时)对比验证所提方法的有效性依据所提方法计算出的浙江电力市场价格帽为4.45元/汇报提纲4.1未来工作展望——需求响应参与电能量市场用户本身用电有弹性，用电量与用电价格呈负相关；基于用户本身的能量价格弹性，用户能够通过参与电能量市场自主调整实时用电需求，实现需求响应报量/kWh报量/kWh需求量单元价格单元报价/元市场出清电价时间/h电价/元电价信号传导至用户电价信号传导至用户响应电价前的负荷需求响应电价后的负荷需求时间/h负荷/kW4.2未来工作展望——需求响应参与辅助服务市场电力备用市场中，系统的备用容量越小（备用紧缺备用价值越高，为负荷备用出清提供市场电价信号；若备用紧缺，负荷侧可以参与备用市场提供备用容量，支撑系统安全运行。不用备备用价格/元备用价格低，用户调节量小备用价格高，用户调节量大备用充足报价/元响应成本报价/元响应成本响应收益报量/kW备用容量/kW4.3未来工作展望——负荷侧虚拟电厂协同管控平台开发虚拟电厂通过将海量分散的分布式电源、储能系统、可控负荷等资源聚合起来，形成一个可控的整体，可以为系统提供灵活性和辅助服务；从“理论算法-系统平台-终端装置”的角度出发，研发负荷侧、虚拟电厂协同管控系列产品。•分布式发电资源的不确定性表征方法；•考虑多元不确定性的虚拟电厂最优竞价决策方法。•具备边缘计算与纵向加密功能，支持RS485、232、CAN等多类型通讯协议。自研自研智能终端该终端已经用于光伏设备、储能系统数据采集的测试。•应用于浙江、福建、山东等地虚拟电厂示范工程。国产化操作系统、数