深度文章｜甘肃电力现货市场双边交易机制设计-第2页-北极星售电网

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3.1 组织方式

3.1.1 日前现货市场

日前现货市场中，发用双方均参与报价，以社会福利最大化为目标集中优化出清。考虑市场初期用户侧的市场决策能力不足，需要逐渐培训用户侧的市场化意识，日前市场用户侧只需申报负荷预测曲线，不用申报价格意愿。为保证低价的新能源场站在现货市场中有更大的竞价空间，最大程度地消纳新能源电力，日前电能量市场采用全电量的申报方式，即发电侧申报最小技术出力到最大技术出力之间的价格信息，用户侧申报次日的全部用电需求曲线。

参与市场的发电机组在日前电能量市场中申报运行日的报价信息，在最大出力空间内申报分段非递减量-价曲线。电力调度机构以运行日全时段发电成本最小化为目标函数，考虑统调负荷预测、机组发电空间、电网安全运行等边界，采用安全约束机组组合（SCUC）和安全约束经济调度（SCED）程序集中出清运行日机组启停计划、96点出力曲线和节点电价。

此外，为保证新能源在更大范围的优化配置，在省内预出清的基础上，电力调度机构根据省内新能源的剩余发电能力，代理新能源场站参与日前跨区域省间富余可再生能源电力现货市场。最后，根据省间日前市场出清结果，调整相关边界条件，进行省内日前市场的正式出清。

3.1.2 实时现货市场

实时市场采用日前现货市场封存的市场主体申报信息进行集中出清，新能源场站在实时市场中需申报超短期发电预测曲线，并可依据超短期发电预测修改报价。调度机构以全网发电成本最小化为目标，根据最新电网运行状态与超短期预测信息，考虑机组和电网运行约束条件等，采用安全约束经济调度（SCED）算法进行集中优化计算，以15 min为间隔滚动出清未来15 min至2 h的发电机组需要实际执行的发电计划和节点电价。

在省内实时市场预出清的基础上，由电力调度机构代理新能源场站参与日内跨区域省间富余可再生能源电力现货交易，以省间市场出清结果作为省内实时市场正式出清的边界条件。

3.2 出清模型

电力调度机构综合考虑统调负荷预测、母线负荷预测、分时联络线计划、传输线路容量、机组检修计划、输变电设备检修计划、发电机组运行约束条件、电网安全运行约束条件等因素，以社会福利最大化为目标，出清现货交易结果。

现货市场出清模型包括安全约束机组组合（SCUC）和安全约束经济调度（SCED）模型。SCUC模型主要用于日前市场出清次日的发电机组组合，SCED模型用于日前市场和实时市场出清发电机组的发电计划以及节点电价。考虑用户不申报用电价格意愿，出清模型的目标函数为总发电成本最小，包括发电机组的启动成本、空载成本和运行成本。约束条件考虑系统约束、机组约束、网络约束3类。系统约束包括系统负荷平衡约束、系统正负备用容量约束、系统旋转备用约束；机组约束包括机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启停次数约束；网络约束包括线路潮流约束和断面潮流约束。文献[19]对市场数学出清模型构建进行了详细的研究，在此不再赘述。

3.3 价格机制

为更精确地反映电能的空间价值，通过不同节点差异化的电价信号将引导电网资源的空间优化配置[20]，促进新能源就地与外送消纳，现货市场采取节点电价的定价方式，即市场主体均按照所在物理节点结算现货市场电能量电费。通过节点电价机制，激励节点电价比较高的地区减少用电需求，节点电价比较低的地区增加用电需求，从而减少输电线路的阻塞情况。

3.4 中长期合约分解

在市场结算前，发电侧和用户侧的中长期合约电量均要进行曲线分解，形成中长期交易结算曲线。合约分解方式包括自定义分解曲线和标准分解曲线两类[21]。自定义分解曲线通过双边协商或挂牌交易成交确定的合约分解方式，标准分解曲线则是由市场运营机构按照一定的规则，统一对发用双方的中长期合约进行分解。市场初期，用户侧决策意识较弱，为保障大部分用户利益，标准分解曲线主要根据用户侧的负荷特性定制，根据上一年统调电力电量历史数据确定年度分月电量比例，根据上一年统调日电量历史数据确定工作日、周六、周日、节假日4类常用日的电量比例。运行日的分时电量曲线有3种分解方式：①将系统负荷分为峰段、平段和谷段，根据统调历史负荷确定峰、平、谷三段负荷比例，将日电量分解分时电量曲线，即峰平谷曲线；②将日电量平均分解为分时电量曲线，即全天平均曲线；③将日电量平均分解至每日峰段，平段、谷段为零，即高峰时段曲线。

3.5 结算机制

根据中长期交易结算曲线和现货市场出清结果，采用偏差结算方式对现货市场出清电量进行结算。中长期交易结算曲线按照合同约定价格结算，日前市场出清曲线与中长期交易结算曲线之间的偏差按照日前节点电价结算，实际发电曲线或用电曲线与日前市场出清曲线之间的偏差按照实时市场节点电价结算。通过对中长期合约电量进行全电量结算能够保证新能源能够提前锁定市场大部分收益，减少现货价格波动的风险[22]。

4 算例分析

4.1 算例数据

通过模拟单边现货市场和双边现货市场机制下高比例风光新能源电力系统的现货市场出清结果，分析市场用户的用电曲线和新能源的消纳的变化情况。采用IEEE-39节点的系统模型（如图1所示），假设系统总装机为12 060 MW，其中风电装机5100 MW，太阳能发电装机2460 MW，火电装机4500 MW，新能源总装机占比62%。连接在母线30-39上的发电机组电源类型及装机容量如表1所示。