中国电力 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (11): 111-121.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202501049
• 电-碳协同下分布式能源系统运营关键技术 • 上一篇 下一篇
宋卓然1(
), 张燕妮1, 王阳1, 蒋海玮1, 李嘉宇2, 高洪超2(
)
收稿日期:2025-01-15
修回日期:2025-02-17
发布日期:2025-12-01
出版日期:2025-11-28
作者简介:基金资助:
SONG Zhuoran1(
), ZHANG Yanni1, WANG Yang1, JIANG Haiwei1, LI Jiayu2, GAO Hongchao2(
)
Received:2025-01-15
Revised:2025-02-17
Online:2025-12-01
Published:2025-11-28
Supported by:摘要:
需求侧协同能力提升是加快构建新型电力系统的关键举措之一。与传统资源不同的是,分布式资源的灵活性受限于用户有限理性及零售市场的价值传导机制,深入挖掘分布式能源系统与电网的互动模式及灵活性影响机理成为关键议题。为此,立足用户视角,首先梳理了分布式资源与电力系统的典型互动模式,剖析了用户不同行为模式的选择逻辑。然后分析了现行市场机制下资源用户可参与的市场交易模式及其对用户行为的影响机理,发现现货价格信号的直接传导将最大程度地激励资源用户的策略性行为,但用户的有限理性决策也会带来市场运营风险。为缓解这一影响,进一步提出了资源用户参与现货市场的分电量申报机制。最后基于中国某省的市场价格信号真实数据,论证了该分析方法及改进机制的合理性。
宋卓然, 张燕妮, 王阳, 蒋海玮, 李嘉宇, 高洪超. 电力市场环境下分布式能源系统的多元运行模式与灵活性影响分析[J]. 中国电力, 2025, 58(11): 111-121.
SONG Zhuoran, ZHANG Yanni, WANG Yang, JIANG Haiwei, LI Jiayu, GAO Hongchao. Impacts of Diverse Operational Modes and Flexibility of Distributed Energy Systems within Electricity Market[J]. Electric Power, 2025, 58(11): 111-121.
| 市场化交易方式 | 分时电价 | 电力套餐 | 现货交易 | |||
| 主要参与市场类型 (以交易规模分类) | 零售市场 | 零售市场 | 零售市场/ 批发市场 | |||
| 主要参与市场类型 (以交易周期分类) | / | 现货市场 | 现货市场 | |||
| 用户参与方式 | 直接参与 | 与售电公司签订合约 | 直接参与/与聚合商签订合约 | |||
| 价格信号形成机制 | 政府定价 | 依据签订合约内容确定 | 依据市场供需 关系形成 | |||
| 价格信号变化周期 | 季度或更长 | 周或更长 | 5 min或更长 | |||
| 用户提升收益方法 | 在高电价时 售卖更多电量 | 选择合适的套餐类型 | 依据市场供需关系及时调整策略 |
表 1 DER用户参与市场化交易的典型模式及特点总结
Table 1 Summary of typical models and characteristics of DER users participating in market-oriented transactions
| 市场化交易方式 | 分时电价 | 电力套餐 | 现货交易 | |||
| 主要参与市场类型 (以交易规模分类) | 零售市场 | 零售市场 | 零售市场/ 批发市场 | |||
| 主要参与市场类型 (以交易周期分类) | / | 现货市场 | 现货市场 | |||
| 用户参与方式 | 直接参与 | 与售电公司签订合约 | 直接参与/与聚合商签订合约 | |||
| 价格信号形成机制 | 政府定价 | 依据签订合约内容确定 | 依据市场供需 关系形成 | |||
| 价格信号变化周期 | 季度或更长 | 周或更长 | 5 min或更长 | |||
| 用户提升收益方法 | 在高电价时 售卖更多电量 | 选择合适的套餐类型 | 依据市场供需关系及时调整策略 |
图 8 用户分电量参与现货交易的购售电行为对比
Fig.8 Comparison of electricity purchasing and selling behaviors of users participating in spot market transactions based on split electricity volumes
图 9 用户分电量参与现货交易的储能充放电行为对比
Fig.9 Comparison of energy storage charging and discharging behaviors for users participating in spot market transactions based on split electricity volumes
| 1 | 国家能源局. 我国风光发电总装机超12亿千瓦[EB/OL]. (2024-11-08) [2024-12-24]. https://www.nea.gov.cn/2024-11/08/c_1310787160.html. |
| 2 |
SHI M G, WANG H, XIE P, et al. Distributed energy scheduling for integrated energy system clusters with peer-to-peer energy transaction[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2023, 14 (1): 142- 156.
DOI |
| 3 |
SARMIENTO-VINTIMILLA J C, TORRES E, LARRUSKAIN D M, et al. Applications, operational architectures and development of virtual power plants as a strategy to facilitate the integration of distributed energy resources[J]. Energies, 2022, 15 (3): 775.
DOI |
| 4 |
赵宇, 李谦, 张云晓, 等. 含分布式能源配电网中考虑供电可靠性的混合储能优化配置[J]. 智慧电力, 2024, 52 (8): 25- 32, 49.
DOI |
|
ZHAO Yu, LI Qian, ZHANG Yunxiao, et al. Optimal configuration of hybrid energy storage considering power supply reliability in distribution network with distributed energy[J]. Smart Power, 2024, 52 (8): 25- 32, 49.
DOI |
|
| 5 |
孙秋野, 姚葭, 王一帆. 从虚拟电厂到真实电量: 虚拟电厂研究综述与展望[J]. 发电技术, 2023, 44 (5): 583- 601.
DOI |
|
SUN Qiuye, YAO Jia, WANG Yifan. From virtual power plant to real electricity: summary and prospect of virtual power plant research[J]. Power Generation Technology, 2023, 44 (5): 583- 601.
DOI |
|
| 6 |
JING R, HUA W Q, LIN J, et al. Cost-efficient decarbonization of local energy systems by whole-system based design optimization[J]. Applied Energy, 2022, 326, 119921.
DOI |
| 7 |
李明扬, 张智. 基于强化学习的含分布式风-光-储虚拟电厂优化调度[J]. 智慧电力, 2024, 52 (8): 50- 56.
DOI |
|
LI Mingyang, ZHANG Zhi. Optimal dispatch of distributed wind-solar-storage virtual power plants based on reinforcement learning[J]. Smart Power, 2024, 52 (8): 50- 56.
DOI |
|
| 8 | 曾鸣, 彭丽霖, 孙静惠, 等. 兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行及其求解算法[J]. 电网技术, 2016, 40 (6): 1650- 1656. |
| ZENG Ming, PENG Lilin, SUN Jinghui, et al. Economic optimization and corresponding algorithm for distributed energy system compatible with demand-side resources[J]. Power System Technology, 2016, 40 (6): 1650- 1656. | |
| 9 |
朱茳, 王海潮, 赵振宇, 等. 大规模分布式能源博弈竞争模型及其求解算法[J]. 电力建设, 2017, 38 (4): 135- 143.
DOI |
|
ZHU Jiang, WANG Haichao, ZHAO Zhenyu, et al. Game competition model of large-scale distributed energy system and its solution algorithm[J]. Electric Power Construction, 2017, 38 (4): 135- 143.
DOI |
|
| 10 |
LIU X, HUANG T, QIU H F, et al. Optimal aggregation of a virtual power plant based on a distribution-level market with the participation of bounded rational agents[J]. Applied Energy, 2024, 364, 123196.
DOI |
| 11 | 高洪超, 王宣元, 邱小燕, 等. 新型电力系统环境下的虚拟电厂辅助调峰市场机制及其商业模式设计[J]. 太阳能学报, 2023, 44 (3): 376- 385. |
| GAO Hongchao, WANG Xuanyuan, QIU Xiaoyan, et al. Ramping energy market mechanism and its business model of virtual power plants oriented to new power system[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2023, 44 (3): 376- 385. | |
| 12 | AMPATZIS M, NGUYEN P H, KLING W. Local electricity market design for the coordination of distributed energy resources at district level[C]//IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies, Europe. Istanbul, Turkey. IEEE, 2014: 1–6. |
| 13 |
HAIDER R, D'ACHIARDI D, VENKATARAMANAN V, et al. Reinventing the utility for distributed energy resources: a proposal for retail electricity markets[J]. Advances in Applied Energy, 2021, 2, 100026.
DOI |
| 14 | 温亚东. 新型电力系统背景下蒙西电力市场分布式能源交易机制分析[J]. 内蒙古电力技术, 2023, 41 (3): 78- 85. |
| WEN Yadong. Analysis on distributed energy trading mechanism in west Inner Mongolia power market under background of new power system[J]. Inner Mongolia Electric Power, 2023, 41 (3): 78- 85. | |
| 15 | 蒋莉萍, 李琼慧, 黄碧斌, 等. 中国分布式电源与微电网发展前景及实现路径[M]. 北京: 中国电力出版社, 2017. |
| 16 | 国家能源局综合司关于公开征求《分布式光伏发电开发建设管理办法(征求意见稿)》意见的通知[EB/OL]. (2024-10-09) [2024-12-30]. https://zfxxgk.nea.gov.cn/2024-10/09/c_1212404143.htm. |
| 17 | 国家发展改革委经济运行调节局, 国家电网公司营销部, 南方电网公司市场营销部. 分布式能源与热电冷联产[M]. 北京: 中国电力出版社, 2013. |
| 18 | 尤海侠. 考虑隔墙售电模式和碳排放权交易的分布式光伏项目经济性分析[J]. 能源研究与信息, 2022, 38 (4): 203- 209. |
| YOU Haixia. Economic analysis of distributed photovoltaic projects considering short-circuits distributed-power trading mode and carbon emissions trading[J]. Energy Research and Information, 2022, 38 (4): 203- 209. | |
| 19 | 陈奇芳, 李若凡, 夏明超, 等. 计及多维性能评估的新型配电网光伏选址定容方法[J]. 中国电力, 2024, 57 (10): 172- 178. |
| CHEN Qifang, LI Ruofan, XIA Mingchao, et al. Photovoltaic site selection and capacity determination method for new distribution network considering multidimensional performance evaluation[J]. Electric Power, 2024, 57 (10): 172- 178. | |
| 20 | 国家能源局. 关于支持电力领域新型经营主体创新发展的指导意见(国能发法改〔2024〕93号)[Z]. |
| 21 | 成润婷, 张勇军, 李立浧, 等. 面向高比例可再生能源消纳的电力市场建设及研究进展[J]. 中国工程科学, 2023, 25 (2): 89- 99. |
| CHENG Runting, ZHANG Yongjun, LI Licheng, et al. Construction and research progress of electricity market for high-proportion renewable energy consumption[J]. Strategic Study of CAE, 2023, 25 (2): 89- 99. | |
| 22 |
陈启鑫, 房曦晨, 郭鸿业, 等. 电力现货市场建设进展与关键问题[J]. 电力系统自动化, 2021, 45 (6): 3- 15.
DOI |
|
CHEN Qixin, FANG Xichen, GUO Hongye, et al. Progress and key issues for construction of electricity spot market[J]. Automation of Electric Power Systems, 2021, 45 (6): 3- 15.
DOI |
|
| 23 | 庄晓丹, 刘卫东, 黄为群, 等. 浙江电力现货市场环境下储能的市场交易机制与效益分析[J]. 中国电力, 2022, 55 (6): 80- 85. |
| ZHUANG Xiaodan, LIU Weidong, HUANG Weiqun, et al. Energy storage market trading mechanism and benefit analysis of Zhejiang power spot market[J]. Electric Power, 2022, 55 (6): 80- 85. | |
| 24 | 广东电力交易中心. 关于广东电力市场2024年度零售交易及合同签订情况的通告(广东交易〔2024〕1号)[Z]. |
| 25 | 傅旭, 李富春, 杨欣, 等. 基于全寿命周期成本的储能成本分析[J]. 分布式能源, 2020, 5 (3): 34- 38. |
| FU Xu, LI Fuchun, YANG Xin, et al. Cost analysis of energy storage based on life cycle cost[J]. Distributed Energy, 2020, 5 (3): 34- 38. | |
| 26 | 徐岩, 何宸, 付超, 等. 多种调度模式下的光储电站经济性最优储能容量配置分析[J]. 太阳能学报, 2019, 40 (6): 1632- 1640. |
| XU Yan, HE Chen, FU Chao, et al. Analysis of energy storage capacity allocation considering optimal economy of pv & battery cogeneration system under different scheduling modes[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2019, 40 (6): 1632- 1640. | |
| 27 | 崔杨, 安宁, 付小标, 等. 面向高比例新能源电力系统调峰需求的储能容量配置方法综述[J]. 东北电力大学学报, 2023, 43 (1): 1- 8. |
| CUI Yang, AN Ning, FU Xiaobiao, et al. Overview of energy storage capacity allocation methods for high-proportion new energy power system peak shaving demand[J]. Journal of Northeast Electric Power University, 2023, 43 (1): 1- 8. | |
| 28 | 康渭滨, 寇明鑫, 张文文, 等. 光伏储能电站不同储能形式经济性对比分析[J]. 电力科技与环保, 2024, 40 (3): 276- 285. |
| KANG Weibin, KOU Mingxin, ZHANG Wenwen, et al. Economic comparison analysis of different energy storage forms for photovoltaic energy storage power stations[J]. Electric Power Technology and Environmental Protection, 2024, 40 (3): 276- 285. | |
| 29 |
PAN C C, JIN T, LI N, et al. Multi-objective and two-stage optimization study of integrated energy systems considering P2G and integrated demand responses[J]. Energy, 2023, 270, 126846.
DOI |
| [1] | 皇甫霄文, 李科, 许长清, 蒋小亮, 于昊正, 王汝靖. 计及多微网灵活性的端对端分散式交易策略[J]. 中国电力, 2025, 58(9): 194-204, 218. |
| [2] | 郭琦, 陈孟晓, 余佳微, 黄以恒, 郭海平. 考虑负荷灵活调节潜力的分布式能源系统能量管理策略[J]. 中国电力, 2025, 58(8): 60-68. |
| [3] | 汪悦萍, 谭青博, 赵洱岽, 谭忠富, 吴学辉. 灵活性调节煤电机组成本疏导的三部制电价机制分析[J]. 中国电力, 2025, 58(7): 217-226. |
| [4] | 王宣元, 张玮, 李长宇, 谢欢, 郭庆来, 王彬, 张宇谦. 考虑随机性的主动配电网有功无功可行域计算方法[J]. 中国电力, 2025, 58(4): 182-192. |
| [5] | 张玉敏, 尹延宾, 吉兴全, 叶平峰, 孙东磊, 宋爱全. 计及热网不同运行状态下灵活性供给能力的综合能源系统优化调度[J]. 中国电力, 2025, 58(2): 88-102. |
| [6] | 尚静怡, 张艺涵, 杨福旺, 向明旭. 发电商策略性竞价对省间-省内现货市场影响与应对策略[J]. 中国电力, 2025, 58(11): 1-13. |
| [7] | 王斯琪, 曹昉, 姚力. 计及多级市场代理购电成本传导风险的分时电价定价模型[J]. 中国电力, 2025, 58(11): 25-37. |
| [8] | 曹书仪, 陶洪铸, 王强, 礼晓飞, 王蕾报, 郭森. 基于混合多属性决策方法的新能源电力系统灵活性资源调节能力综合评价[J]. 中国电力, 2025, 58(11): 62-71, 87. |
| [9] | 张洺瑞, 胡旭光, 王晶宇, 潘慧琳, 杜杭远. 边缘协作与中继辅助联合架构的分布式能源系统信息传输优化方法[J]. 中国电力, 2025, 58(11): 135-145. |
| [10] | 冉宇进, 彭佳, 田小林, 马磊, 山强, 杨绪飞, 张伟. 基于太阳能跨季节蓄热的地源热泵供暖运行模式优化[J]. 中国电力, 2025, 58(11): 214-224. |
| [11] | 孙东磊, 王宪, 孙毅, 孟祥飞, 张涌琛, 张玉敏. 基于多面体不确定集合的电力系统灵活性量化评估方法[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 146-155. |
| [12] | 刘志强, 李建锋, 潘荔, 王志轩. 中国煤电机组改造升级效果分析与展望[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 1-11. |
| [13] | 徐峰亮, 王克谦, 王文豪, 王鹏, 王焕昌, 张帅, 赵凤展. 计及运行灵活性的中压配电系统源-网-储协同扩展规划[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 98-108. |
| [14] | 胡福年, 张彭成, 周小博, 陈军. 计及灵活性资源的综合能源系统源荷协调优化调度[J]. 中国电力, 2024, 57(5): 2-13. |
| [15] | 唐文升, 王阳, 张煜, 刘席洋, 谭清坤, 吴鹏, 陈宋宋, 杨菁. 基于多维价格弹性系数的分时电价对负荷特性影响机理[J]. 中国电力, 2024, 57(2): 202-211. |
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