能源互联网市场体系设计、交易机制和关键问题-第3页-北极星输配电网

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2.4 空间结构

按照市场范围、交易规模、参与主体及能源类型的不同,能源互联网市场的空间结构可以划分为“中央集中市场—区域分布市场”两个层级。中央集中市场负责广域能源互联网中的大规模能源交易,类似于能源批发市场,参与主体需要达到一定的规模,例如集中式能源供应商、能源大用户等,市场准入困难。区域分布市场负责区域能源互联网中的自由对等交易,类似于能源零售市场,参与主体无规模限制,例如分布式能源供应商等,市场准入容易。中央集中市场和区域分布市场的参与者,即市场主体结构与空间结构的对应关系,如图1所示。与电力、天然气相比,热力最大的不同点在于不能远距离传输,因此热/冷交易全部在区域分布市场中开展,中央集中市场只涉及电力、天然气的大规模交易。

综上所述,本文构建了以“供—输—售—用—管”主体结构、“基本能源—辅助服务—增值服务—金融衍生商品”客体结构、“短期—中期—长期市场”时间结构和“中央集中—区域分布市场”空间结构为核心的能源互联网市场体系。

3 能源互联网市场交易机制

为了保证市场的公平、公开,需要依据能源互联网市场体系,制定合理的交易机制。根据第1节中能源互联网市场的初步定义,能源互联网市场交易机制主要研究适用于电、气、热等多类型能源综合交易的交易方式以及运行机制。

3.1 能源互联网市场的交易方式

市场交易方式主要有双边交易和集中交易两种,以多类型能源综合交易为研究对象,能源互联网市场交易方式应以双边交易为主,并设置必要的集中交易环节。该交易方式适用于电、气、热等不同类型能源的单独交易以及组合交易。

双边交易是指交易双方自主协商签订合同,约定在未来的某一确定时间、按照事先商定的价格、以预先确定的方式买卖一定数量的某种标的物[13] 。因此,双边合同的要素主要包括交易标的(例如电/气/热等能量、辅助服务、增值服务或金融商品)、交易数量、交割时间、交割价格以及交割方式(例如物理或金融合同)等。双边交易是能源互联网市场的基本交易方式,普遍适用于非实时的短期市场以及中长期市场。

由于能源互联网负荷预测的不准确性、设备故障停运的随机性以及网络传输容量的有限性等因素,双边合同规定的交易量与实际需求量间往往存在不平衡。为了保证能源供需的实时平衡,在短期市场尤其是实时市场必须设置集中交易环节。集中交易是指市场参与者根据报价规则向市场组织者,如交易中心报价,交易中心按照竞价规则统一进行市场出清,并确定每个市场参与者的中标量和中标价格[13] 。因此,集中交易的关键在于制定合理的报价规则和竞价规则。考虑到天然气、热力具有较大惯性,能源互联网实时市场针对不同类型能源的出清周期有所差异,例如:天然气、热力的集中交易可以每1h进行一次出清,电力集中交易可以参考美国中西部电力系统运营商(MISO)电力实时市场交易机制[16] ,出清结果每5min滚动一次。

能源互联网不同时间尺度市场适宜采用的交易方式如表4所示。随着能源互联网市场的不断成熟,为了进一步还原能源的商品属性,除实时市场以外,其余市场集中交易的成分将逐渐降低。

双边交易与集中交易广泛存在于能源互联网市场,图2和图3展示了典型的交易方式。根据“中央集中—区域分布市场”的空间结构,能源互联网市场的多能源综合交易呈现出分层级分区域的特点。

对于能源互联网中央集中市场而言,准入的市场主体包括能源供应商、能源零售商以及能源大用户等,有一定的规模限制。中央集中市场中双边交易与集中交易并存。双边交易除了“供应商—零售商/大用户”模式,还可以按照“供应商—供应商”以及“零售商/大用户—零售商/大用户”模式开展。例如:传统火电厂从新能源电厂购买一定的碳排放权,而新能源电厂从传统火电厂购买电能来弥补预测误差导致的发电缺额。为了满足能源供需动态平衡以及网络安全约束,能源供应商、零售商和大用户都需要参与中央集中市场的集中竞价交易。

而能源互联网区域分布市场为小型分散化市场成员灵活自由的交易提供平台支撑,准入的市场主体规模不再受限制,是扁平、去中心化的可交易能源系统[17] 的拓展。区域分布市场以双边交易为主,双边交易不再局限于单一的“零售商—用户”模式,分布式设备的接入以及产消型用户的出现使得需求侧点对点的分布式能源交易成为可能。例如:分布式风电、光伏等分布式能源运营商与用户之间签订用能合同,向用户提供更为清洁廉价的能源商品;分布式能源运营商还可以与储能运营商之间签订储能合同,从而在价格低谷时储能、在价格高峰时供能以实现套利。考虑到“就近消纳、就地平衡”的原则,区域分布市场可以按照能源配送系统的地理位置、调度范围等划分为多个市场,分属不同区域的市场主体优先区内交易、允许跨区交易。交易的自由化使得各区域分布市场的能量流由单一方向变为不定向,运行复杂性显著增加。能量的实时平衡以及交易的有效执行,很大程度上依赖于区域分布市场交易中心实时、真实的信息公开,以及与中央集中市场的信息互动。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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