碳市场与电力市场协同运行关键问题研究

随着我国能源领域市场化水平的不断提升，碳市场及电力市场分别成为控制碳排放和调节电力供需的重要政策工具。然而，两个市场存在各自的政策、管理和交易体系，市场运作彼此独立，市场价格未形成有效衔接。在此背景下，首先总结了我国碳市场、电力市场和绿色电力交易的政策背景和发展现状。然后，分析了碳市场与电力市场协同运行原理与关键问题。最后，结合市场运行实际，对碳市场与电力市场协同运行体系构建展开探讨，以推动两者协同运作，共同促进能源行业低碳发展。     

美国PJM电力市场及其对我国电力市场化改革的启示

美国PJM控制区(位于美国东北部的一个区域电力系统)的电力市场运作是北美建立竞争区域电力市场的典范，其成功经验值得中国借鉴。文中总结了美国PJM电力市场的发展过程、市场组织结构和市场交易机制，分析了其成功的几大因素，并针对中国特点提出：为了保征电力系统的安全运行和电力市场的有效运作，中国的电力市场交易应该以合同交易为主，随着市场需求发展多种交易类型，通过制定有效的市场规则减少市场操纵力，同时应建立明确的供电责任机制。     

区域电力市场运营系统部署方案

概述了中国区域电力市场的建设目标;分析了区域电力市场的几种市场模式;给出了两种市场模式下典型的电力市场交易模式;研究了不同市场交易模式下区域电力市场的运作流程;在研究分析基础之上,提出了区域电力市场运营系统的结构、主要功能,为区域电力市场的建设提供了整体技术方案。     

澳大利亚国家电力市场的最新发展状况

澳大利亚电力市场近几年取得了较大的成功,其成功的经验对于我国发展区域电力市场具有重要的意义.作者简要介绍了澳大利亚国家电力市场从1998年改革迄今的发展状况以及该电力市场目前的结构与运作情况,包括澳大利亚电力市场的管理框架及运营、区域间交易、辅助服务市场、全面开放的零售市场、金融风险管理办法、以及保证电力市场安全稳定运行的技术参数等,可供我国区域电力市场改革学习和参考.     

美国电力市场最新特点及对中国的启示

20世纪90年代以来,美国电力市场经过不断完善、发展,逐渐发展成运营稳定、交易活跃的电力市场。总结梳理了美国电力市场化改革在市场结构、市场规则、市场运行、市场监管、电网电源规划等相关方面的最新特点,分析了美国电力市场化改革中在电网运行安全、电网运行技术和电力公司运营3方面面临的挑战,并且针对中国电力市场建设提出了4方面的建议。     

欧盟内部电力市场分析及对我国南方区域电力市场建设的启示

回顾了欧盟内部电力市场的建设历程,分析了内部电力市场的市场机制,介绍了日前耦合电力市场的交易时序、交易类型、交易机制及各区域之间的市场耦合机制,同时对远期容量市场、日内市场和平衡市场进行了分析。最后结合南方区域电力市场现状,总结分析了其对南方区域电力市场建设的5点启示,为我国探索区域电力市场的建设提供参考与借鉴。     

发电商参与碳市场与电力中长期市场联合决策模型

在双碳目标及全国碳市场上线的背景下,发电商需同时在电力市场及碳市场上进行交易决策。目前相关研究未深入考虑电力中长期市场及发电商在碳市场上的投机行为。为此,提出了一种发电商参与碳市场与电力中长期市场联合决策模型。该模型以一年的碳市场履约期为优化周期,在考虑发电商投机行为的基础上,利用条件风险价值刻画由于市场价格不确定性所带来的利润风险。该模型同时改进了相关研究中碳市场碳价仅假定为固定值的不足,且克服了原本以履约期为时间尺度的碳配额约束被强行分解到电力市场各个交易时段的问题。基于广东省相关市场数据搭建算例,并与传统的发电商决策模型进行对比分析。结果表明：发电商可根据该模型综合考虑电力市场及碳市场情况进行交易决策,获得比传统模型更优的综合效益。     

华北电网电力市场模式的研究

介绍了英国电力市场模式。英国电力市场可大致分为监管服务、交易结算和电力运行3个体系及发电公司和售电公司2个市场实体。对华北电网电力市场模式进行了分析。有3种模式:第一种为在各省建立省级电力市场,省内发电厂都成为独立发电公司,并在省内进行竞价上网;第二种为省内不建电力市场,批发交易统一在区域电力市场进行;第三种为一个区域电网内,区域交易中心和省交易中心同时存在。分析了在建立华北电网电力市场后如何进行电力交易。     

新电改下北京电力交易中心电力市场综合指数的交易分析

随着全国各地电力交易市场日益活跃、电力交易种类和数量日益丰富,如何有效地处理和分析电力数据将是交易中心面临的重要问题之一。首先分析国内外各类市场综合指数的编制方法和应用情况,提出描述电力市场结构和数量变化的北京电力交易中心电力市场综合指数(简称京电指数),为电力市场交易参与者提供参考并引导市场。然后借鉴道琼斯理论等市场综合指数理论在证券市场的应用经验,提出电力市场综合指数的计算和分析方法,并采用京电指数分析了电力交易市场的电力交易总量特点、季节波动性、区域差异性和交易类型差异。研究了影响电力市场综合指数指标的五大因素,即全社会总用电量、市场化放开比例、市场化交易价格、交易品种和放开地区。最后,利用京电指数的计算公式对2016—2017年电力市场数据进行算例分析,验证了京电指数能正确反映电力交易市场的交易情况。     

建立东北区域电力市场的有利条件和风险

对东北区域内电力市场中的电力供需平衡、发电资产重组、电价销售水平、输电断面输电能力、电源结构、电网和电源建设规划等进行了研究，指出建立东北区域电力市场的有利条件，并对建立东北区域电力市场的安全、市场风险和难点进行了分析和讨论。     

基于优化理论市场化的日前电力市场机制设计

如何降低电力市场的价格风险是电力市场领域的难题。其核心问题之一,即市场成员成本的信息不对称问题常常导致电力市场中的资源错配。为确保电力市场高效有序的运行,文中提出了基于优化理论市场化的新型市场机制。该机制让市场成员融入传统的Lagrange松弛法迭代计算过程,将原来的数学迭代计算过程转化为一种市场均衡过程;在此均衡过程中,市场成员可权衡其收益与约束条件的满意程度,必要时改变相应的报价策略。这种以市场机制协同传统优化方法的迭代计算出清机制,能够激励市场成员理性报价,发现和权衡优化可行域,消除成本信息不对称导致的竞争不充分,在更大的可行域内真实地实现电力市场各要素的帕累托最优。基于IEEE 30节点系统的算例模拟计算表明,这种新型的市场机制可有效地解决市场成员成本信息不对称问题,并且利用边界条件的弹性化可在更大的可行域内得到比传统机制更优的出清结果。     

现货市场新能源参与方式及其对市场出清价格的影响分析

在我国新一轮电力市场改革背景下,电力现货市场建设进程进一步加快。随着新能源装机的快速增长,将会对电力现货市场竞价交易带来很大影响。基于我国试点运行的现货交易机制,对现行几种新能源参与市场模式进行了分析并提出了适用于新能源快速发展阶段的市场参与机制。建立了包含新能源参与的省级日前市场机组组合模型和实时市场安全经济调度模型。基于某省级电力市场实际运行数据,分析了新能源参与现货市场的不同方式对市场出清价格的影响,讨论了不同新能源渗透率条件下的市场运行结果,为省级现货市场建设提供了参考。     

考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化

在分析碳市场和绿证市场区别及对电力批发市场影响机理的基础上,构建了考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化模型,并进行数值仿真分析。结果表明,碳交易与绿证交易制度协调对于优化电源结构、促进电力行业碳减排具有积极作用。在碳排放总量目标下存在一个满足各发电商总利润最大化的最优碳配额和绿证比例组合。     

适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计

随着中国电力体制改革的不断深化与现货市场建设的全面铺开,部分省区已暴露出电力容量充裕性不足、发电资源产生大量搁浅成本等问题,亟须完善容量市场机制,健全电力市场体系,以促进机组投资和保障发电容量充裕性.文中提出了一种适应清洁能源发展且与现货市场运行相适应的容量市场机制.一方面,将现货电能量交易要素纳入考虑,调动了容量资源在固定成本和运行成本两方面的竞争力,强化了容量投建与系统运行的联系,有利于形成更加切实可行的容量投建方案;另一方面,切合"碳达峰、碳中和"目标,内嵌能源结构约束以兼容产业结构调整从而获得满足能源清洁低碳转型要求和经济性最优的容量组合.最后,通过构建双层优化模型实现计及现货市场运行的容量竞价集中出清,采用改进的IEEE 24节点等系统的算例模拟计算表明,所提机制能够在激励市场主体主动参与、适应未来清洁能源成本替代效应的同时,实现市场整体经济效率的有效改进.     

电力市场效率理论及其评价方法

电力市场效率研究是电力市场建设的核心问题。文章提出了考虑宏观因素、市场内部因素、物理因素的广义电力市场效率理论,从电力市场效益、交易成本、外部性、市场力、风险等方面详细论述了产权制度、政府职能、法律保障、市场机制、市场结构、交易品种、交易方式、电网结构等因素对电力市场效率的影响,提出了基于资源配置状态、生产者和消费者剩余及其增量的电力市场效率评估关键指标,从不同层面有效评估了电力市场效率。     

碳电市场环境下火电厂市场竞价策略及交易技术

电力现货市场与碳排放权市场建设的不断推进,为火电厂的生产运营带来了新的机遇与挑战。文中提出了一种碳电市场环境下火电厂市场竞价策略及交易技术。首先,分析了火电机组碳排放权交易及管理办法,研究了碳电市场的关联关系与关键影响因素;然后,基于火电机组出力特性模型与成本模型,计入碳电市场价格分别建立了电力市场、电力市场+免费配额、电力市场+有偿配额3种模式下的机组竞价模型,并进一步提出了以火电机组效益最大化为目标的出力优化模型及求解方法;最后,通过算例仿真验证了所提方法的有效性。     

需求响应下计及电碳市场耦合的多元主体成本效益分析

成本效益研究有助于了解各市场主体的效益情况和交易意愿,从而指导市场制定更加合理的交易机制。文章提出了一种需求响应(demand response, DR)下计及电碳交易市场耦合的多个市场主体的成本效益分析方法。首先将碳交易中的单位碳排放成本计入各发电机组的报价函数中进行统一出清,体现碳交易与现货市场运营的耦合;其次,考虑了需求响应下电碳耦合市场中各个主体的交易机制,提出了发电侧、用户侧、负荷聚合商、储能运营商及电网侧的成本效益分析模型。最后,对中国某省电网某实际运行日进行了算例分析,结果表明,碳排放权交易市场运作将抬高电力市场出清价格,影响相关主体的成本与效益。     

中国促进清洁能源消纳的市场机制设计思路

近年来中国清洁能源消纳矛盾日渐突出,新一轮电力市场化改革为解决这一问题提供了良好的条件。在分析新一轮电力体制改革要求的基础上,根据中国电力市场建设现状和推进步骤,分阶段对中国促进清洁能源消纳的市场机制进行设计,近期主要包括省间发电权交易、电力直接交易等促进新能源跨区跨省输送的机制,中远期主要包括差价合约机制和溢价机制等新能源直接参与的市场机制。最后,提出在电力市场建设环境下促进中国新能源消纳的政策和市场机制建议。     

对冲在电力交易中降低市场经营风险的模拟计算

该文以对冲理论为基础，分析了对冲交易在电力市场中的应用。根据有无差价合约，文章给出了不同情况下电力市场交易主体的收益计算方法。通过一个 IEEE 39节点的典型电力系统，利用MATPOWER 仿真软件，考虑到市场力和串谋行为，该文模拟了一个交易日的电力市场运营情况。仿真实验结论显示差价合约能够显著降低市场风险，在我国电力市场建设期间，差价合约加全电量竞争模式是适宜的交易方法。