干货！基于限电情况下的日前与实时的电价价差分析-北极星售电网

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山西地区在特定时段，由于新能源发电出力较高或用电负荷较低，导致发电量与用电量之间失衡。为维持电网的安全稳定运行，可能会出现系统弃限电现象（以下简称“限电”）。

（来源：微信公众号“飔合科技” 作者：张文清）

限电不仅与电网的消纳能力有关，还可能出于电网平衡调控的需要。以图1所示的山西地区2024年5月9日的新能源出力、日前电价和实时电价情况为例，可以明显观察到限电的发生。

同时，在限电情况下，日前电价与实时电价出现了显著偏离。这表明限电对电力市场价格具有重要影响。因此，如何准确判断是否发生限电也是制定日前交易策略时的重要考量因素。

图1 山西地区2024年5月9日新能源出力情况

限电判断逻辑推理

逻辑推理

由于供需不平衡，新能源可能无法被完全消纳，从而引发限电。在供需结构中，“供给”主要包括火电可调出力、火电最小出力、新能源出力、非市场化机组出力以及水电出力；而“需求”则包括省内负荷和外送联络线。

其中，火电可调出力属于参与市场竞争的电力部分，而其他“供给”构成部分通常不参与市场竞争，且被优先消纳。当优先消纳的电力供给部分能够完全满足甚至超出市场总需求时，系统会判定存在限电。基于此，我们可以通过以下电力供需差公式来判断是否发生限电：

其中，火电最小出力的计算方法：火电最小出力 = D-1日的运行机组容量 × 40%。火电的最低稳定出力（即机组运行所需的最低功率）通常在其运行机组容量的 30%−50%之间，这取决于机组类型和政策约束。在调度计划中，40%被视为一种经验值，表示在预测阶段火电机组能够提供的安全、稳定的出力水平。

电力供需差为正数：说明总发电量超过总用电需求，尤其是新能源发电可能面临过剩，需通过限制新能源出力（如光伏、风电）来保持电网稳定。电力供需差为负数：说明总发电量小于用电需求，此时通常不会限制新能源发电。

限电日期分布

通过电力供需差公式计算出2024年全年的限电日期为图2所示，图3展示了山西全年平均风速情况。可以看出，限电现象频繁出现在多风的月份。

图2 山西2024年限电天数统计

图3 山西全年平均风速

下图4展示了部分通过限电判断逻辑推理得出电力供需差大于0的日期。图中可以看出，由于限电的影响，新能源实际出力明显低于预测出力。

图4 部分限电日期下的新能源出力情况

限电与不限电情况下

日前与实时电价的价差有何不同？

限电与不限电期间风光出力对比分析

图5和图6展示了限电和不限电情况下，预测风光出力与实际风光出力的时间序列对比。横坐标表示时间序列，涵盖全天的时间分布；纵坐标表示风电和光伏发电的出力，单位为MW。曲线代表预测值和实际值的均值，阴影部分则表示95%置信区间，反映了数据的波动范围。

图5 限电预测风光电出力与实际出力对比分析

图6 不限电预测风光电出力与实际出力对比分析

从图5中可以看出，在限电情况下，光伏的实际出力与预测出力在高峰时段存在明显差距，而风电的预测出力整体上高于实际出力。这是因为风力发电不受太阳辐照影响，可以全天发电；而光伏发电则主要集中在白天，限电时间通常出现在中午光伏发电的高峰时段。此外，晚上和凌晨时段的限电主要是由于风电出力过大。

在不限电情况下，风光的预测出力与实际出力的总体趋势较为一致。接下来，将进一步分析限电期间不同时段的价差分布规律。

限电情况下不同时段价差分析

光伏发电主要集中在日间时段，而凌晨和晚间通常以风电出力为主。如果出现凌晨或晚间的限电情况，多半是由于风电出力的影响；而白天的限电现象，往往是光伏和风电共同作用的结果。因此，可以根据光伏的出力特性，将全天分为三个时段进行深入分析，以更精确地探讨限电问题的成因及其影响。

第一时段：(0时, 9时]，第二时段：(9时, 16时]，第三时段：(16时, 24时]。

整体价差分布

整体上，价差小于等于0的比例约为 70%，明显高于价差大于0的比例（约 30%）。这表明，在大多数情况下，实时电价要么与日前电价相等，要么高于日前电价。

各时段价差分布特征

在每个时段中，价差小于等于0的比例均高于价差大于0的比例：

第一时段：价差小于等于0占比为 83.1%（36.7% + 46.4%），价差大于0的比例仅为 16.9%。

第二时段：价差小于等于0占比为 69.4%（44.3% + 25.1%），价差大于0的比例为 30.6%。

第三时段：价差小于等于0占比为 85%（54% + 31%），价差大于0的比例为 15%。

价差均值的绝对值对比

在每个时段中，价差小于等于0的均值的绝对值均大于价差大于0的均值的绝对值：

第一时段：价差小于0的均值绝对值为 99.56，高于价差大于0的均值绝对值 80.09。

第二时段：价差小于0的均值绝对值为 63.30，高于价差大于0的均值绝对值 38.69。

第三时段：价差小于0的均值绝对值为 106.79，高于价差大于0的均值绝对值 50.63。

结论

价差小于等于0的情况占主导，无论是整体还是各时段的占比均明显高于价差大于0的情况，表明在多数时间内，实时电价高于日前电价。

价差小于等于0时的价差幅度更大，表明在限电期间，实时电价高于预测电价的程度更显著。

分析结论与交易建议

在现货市场中，由于限电的影响，全天电价差（日前电价 - 实时电价）小于等于0的情况约占70%，表明限电对电价有较大影响。以下是对限电时各时段价差情况的分析与日前市场交易策略建议：

(0时, 9时] 时段

该时段虽然正价差的占比较低，但正价差的均值没有显著低于负价差的绝对值。因此，在这一时段进行现货申报时应更加谨慎，合理评估电价波动以规避风险。

(9时, 16时] 时段

这一时段负价差出现概率较高且负价差的绝对值高于正价差。考虑到这一时段光伏发电进入高峰期，限电影响较大，因此建议在该时段适当下调日前申报曲线以应对负价差风险。

(16时, 24时] 时段

这一时段限电现象较少，但负价差的绝对值显著高于正价差。为提高收益，可以在该时段适当提高下调比例。

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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