超硬核文章丨基于区块链和通证经济的跨国跨洲电力市场机制设计-第2页-北极星售电网

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2.3 市场机制（C3）

跨国跨洲电力市场是一个包含多主体和多品类电力交易的市场，市场机制建立在信息系统之上，市场出清目标是减少市场购电成本和促进清洁能源消纳的联合优化结果[20-22]。市场交易周期为15min，每个时段对下一个周期的电力交易进行出清，市场机制如图4所示。具体流程如下。

双向申报环节：发电商上传这一交易时段的“需求—价格”曲线至信息系统中，用户上传这一交易时段的需求量至信息系统中，利用市场中各成员需求与运行约束进行市场出清。

交易匹配环节[23]：中标的发电商按照价格从低到高排列，用户按照需求量从高到低排列，价格低的发电商优先与需求量高的用户匹配，匹配成功的供需双方依次出清。

签订智能合约：匹配的交易双方签订“点对点”的智能合约，并上传至信息系统中进行全网共识。值得注意的是，同一发电商可能与多个用户签订合约。

市场结算：智能合约的执行条件会根据信息系统中上传的量测数据来判断。当满足智能合约的触发条件时，该智能合约将被触发并自动执行以解决相应的事务。例如，若发电商的发电偏差不超过其设定的阈值，则在结算时将自动执行相关的智能合约，发电商将收到预期的收益。

图4 一个交易周期内市场出清示意

2.4 价格机制（C4）

TIEM的定价机制是根据市场边际出清得出的最优结果，以反映真实的电量价格和阻塞价格[18]。市场根据发电商和消费者的申报情况进行有约束的出清，并得出区域边际电价（DLMP）。不失一般性，本文假设市场成员的报价函数均为有功出力的二次凸函数，可以表示为：

其中，Pi,t为发电商i在时段t的有功出力，ai(>0)、bi和ci分别为发电商i的报价函数系数。任一时段t内电力市场出清目标函数的简化数学描述为[24]

2.5 激励和考核机制（C5）

2.5.1 激励机制

传统的电力市场机制以发电量和可靠性为结算依据，出力稳定且装机容量大的火电机组有着天然的优势，清洁能源由于其出力不确定性，一般只用于实时平衡市场和辅助服务市场。在本文所建议的跨国跨洲电力市场中，发电商作为一个电源聚合商，可以自行决定有功出力的组成，通过超短期的清洁能源出力精准预测，使用火电与清洁能源配合的方式执行所签订的智能合约。考虑到清洁能源相比于火电的经济劣势，本文提出了一种基于通证经济的激励机制以鼓励发电商使用清洁能源进行上网供电。

国内外对清洁能源的市场激励手段进行了不少研究，欧、美有国家采用了基于碳价的碳市场机制[25]来进行激励，我国也采用绿证、碳价等方式来进行激励，但效果均不够显著。除了清洁能源供能占比低以外，碳价信号相比于电价信号影响过小是主要原因。为真正促进清洁能源机组的使用，应给予清洁能源商更多权益，本文利用建立在区块链上的通证经济来达到目标。

本文设计了一种通过奖励通证化利益来激励清洁能源生产和消费行为的系统强化机制，通过建立“良好行为—增强物—后援增强物”的兑换关系来激励发电商的市场期望行为。市场的激励力度根据发电商的清洁能源出力值不同而不同，发电商碳清洁能源发电量与可获取通证数量的关系式为：

仿真结果

3.1 发电商决策分析

发电商通过清洁能源出力获取通证，并可采用两种策略来提高其收益：用通证换取优先出清电量，增加自身的中标电量，同时也会改变市场的边际出清价格；用通证换取输电权，可以进行输电权出售从而获得高额的输电费用。因此，在跨国跨洲电力市场中，采用清洁能源发电可提升发电商的收益，但在实际发电过程中，出力不确定性也可能给发电商带来潜在的风险。发电商在进行出力决策时应确定清洁能源在其总能源生产中所占的比例，通证经济在新一维度扩充了该决策空间，将在下文中讨论。

3.2 算例分析

本文假设IEEE 39节点系统中的3个潮流断面包含的区域分别为A、B、C 3个国家，如图5所示。将系统中的10台发电机视作10个发电商，利用MATPOWER软件对系统进行仿真[27]。发电商参数见表1，消费者需求情况见表2，假设断面1和断面2的有功传输容量限制分别为1500 MW和1000 MW。

3.3 市场出清结果

在本文2.4节提出的价格机制下，对应的市场出清结果见表3。能量价格为λ=64.36 MW/元（即容量电价），输电阻塞发生在节点2与节点25之间的线路和节点14与节点15之间的线路，阻塞价格分别为14.78元/MW和71.04元/MW。根据上述的系统参数，则A国的DLMP为64.36元/MW， B国的DLMP为79.14元/MW，C国的DLMP为135.40元/MW。

按照本文2.3节所建议的市场机制进行撮合成交，将发电商按照价格从低到高进行排序，消费者按照需求从高到低进行排序，依次匹配用户。匹配成功的交易双方在区块链中签订智能合约并进行记录，智能合约将在满足触发条件时自动执行。

原标题：基于区块链和通证经济的跨国跨洲电力市场机制设计

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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