新能源参与方式与市场出清优化探讨

赵鹏宇

摘要：随着当前电力行业改革的不断深入，我国电力现货市场得以蓬勃发展，与此同时在当前新能源装机不断增长的情况之下，电力行业市场也受到了一定影响。基于此，本文简要介绍了市场出清价格的概念，以及新能源的参与方式，并以PJM为例分析了新能源快速发展的情况下，其电力市场出清优化方向，最后结合实际案例进行分析，总结了市场出清优化策略。

关键词：市场;出清价格;新能源

引言

在当前电力体制改革的推动之下，我国电力行业逐步朝着市场化方向发展，电力交易中心，以及中长期交易规则正处于不断建立和完善之中。在此情况之下，加强对于新能源参与方式的分析，探讨不同參与方式下现货市场出清价格的波动变化，并结合当前我国现货市场交易机制，探索有利于市场发展的新能源参与模式，对于电力市场化建设有着积极意义。

一、市场出清价格

市场出清就是指在市场调节供给和需求的过程中，当供给大于需求时，现有市场机制能够自动消除超额供给，当供给小于需求时，市场机制能够自动消除超额需求，使得市场在短期内趋于供需平衡的状态。简单来说，就是在给定价格之下，市场上的意愿供给与意愿需求持平，此时的价格就是市场出清价格。市场出清是经济学当中的重要概念，在实际进行经济分析的过程中，为便于分析和管控，经常会假定通过价格机制，实现市场自动出清，即以价格波动影响消费者的购买量以及厂商生产量，并最终使得供给量与需求量相等。但是，在实际市场经济发展的过程中，除了价格因素之外，还会有很多因素影响着市场出清，例如，产品的同质性、存货量以及生产计划性等，这些因素都可能或多或少地对市场出清过程产生影响[1]。

二、新能源参与方式

随着国家的发展以及电力行业改革制度的深入落实，新能源作为环保优质能源，得到了极大的推广，当前我国新能源装机占比也在逐渐提高。在此情况之下，为进一步促进现货市场均衡发展，加强对于新能源参与市场交易方式的研究和探讨是十分有必要的。

目前我国新能源参与现货市场的主要方式，包括以下几种。

第一，以报量不报价的方式，避免参与市场竞争。这种新能源参与方式，其主要优势在于，能够有效保障市场优先消纳新能源，但与此同时，该方式也存在一定缺陷，对于培养新能源场站市场的意识存在负面影响，除此之外，还会影响到电能市场真实价格的反馈。

第二，以报量报价形式，完全参与市场竞价。这是一种与其他电源同等参与现货市场的模式，虽然不能够有效保障新能源优先消纳，但是由于新能源超短期预测准确率较高，因此在实时市场模式下能够及时进行报价调整，以此获得优先发电的机会。

第三，部分比例参与市场竞价。就是将上述两种方式进行结合，结合市场实际情况，按照一定比例优先消纳一部分新能源，然后其他部分参与到市场竞价当中[2]。

基于上述不同参与方式的特点，其所适用的市场环境不同。结合实际市场情况，合理确定新能源参与市场的方式，对于电力现货市场的建设以及均衡发展都有着积极的意义。对于一些新能源装机量较低的地区，市场处于未饱和状态，因此其短期内，市场消纳压力较低，可采取优先消纳新能源的方式，促进新能源发展，采取不参与竞价的方式。若当地新能源市场已经处于饱和状态，或者过饱和状态时，为保障市场均衡发展，则需要采取完全参与市场竞价的方式，促使新能源承担起分担电网消纳压力的责任，维持电力市场平衡、健康、可持续发展。

三、市场出清

随着当前电力市场的建设和发展，目前我国电力现货市场的组织模式也呈现出了多元发展状态，而且不同模式下的市场出清过程，以及相应出清模型也存在一定差异。常见的市场结构包括日前市场、实时市场，以及二者相结合的方式，主要采用的市场模式为集中式交易。但是，在是实际进行现货市场出清时，由于不同地区新能源的发展情况、装机占比以及电力市场环境等都存在一定差异，因此其报价方式、价格计算方式以及新能源参与机制等方面，都需要结合自身实际情况，进行合理设计。日前和实时两种出清模式主要流程如下。

日前市场出清流程。首先，由发电侧进行价格申报，然后由火电机组按照其出力情况，采取非递减分段报价方式，并由新能源机组进行出力曲线的预测，然后进行报价。其次，针对次日启停方案进行计算，并以此形成预出清结果，若为双重报价机制，那么需要以最终出清结果为准。再次，在实际进行市场出清的过程中，按照上述流程方法，若出现无法完全消纳新能源的情况，则需要在上述预出清的基础上，进行市场深调和计算。再以此为依据，对机组出力的上下限以及次日出力计划进行优化调整。最后，确定边际出清电价。

实时市场出清流程。首先，由火电机组进行日前报价，然后由新能源机组进行超短期预测和报价。其次，计算下一个节点的出清结果以及各节点的边际出清电价。再次，若出现无法消纳情况，则进行市场深调。最后，根据深调计算结果，优化机组出力上下限，并重新计算出清结果。

以PJM市场为例，其实时和日前市场不同类型边际机组占比情况如表1所示。经过分析，不难发现，基于新能源的特点，在设计参与市场出清的过程中，由于不同地区光、风等新能源的实际情况存在一定差异，因此PJM市场各个区域的风光发电占比以及发展速度存在一定差异，但是在实际进行市场出清模式设计的过程中，都在不断简化机组接入流程，并且现货市场也都在逐步加强对于新能源机组的吸纳和参与，并利用这种地域多样性特点进行竞争，以此激发市场活力，为新能源的消纳提供更适合的场景。

四、新能源不同参与方式下对市场出清均价的影响

（一）案例分析

本文以某省冬季电网运行情况为例，结合本文提出的市场出清模式，针对新能源报量不报价、报量报价三种方式下，对于市场出清价格的影响展开分析。为便于后续计算分析，本文围绕光伏和风电两种出清电力进行探讨。结合该省电网运行实际情况，预设两种发电场景。第一种场景为当前该省电源结构下的市场情况，第二种场景为新能源占比提高20倍时的情况分析。

基于第一种市场参与方式下，新能源发电成本由政府进行补助扶持，因此两种场景均无发电成本，其中第二种竞价方式下，场景1和2的发电成本分别为10214.36万元以及10185.51万元，第三种竞价方式下场景1和2的发电成本分别为6696.75万元以及6129.45万元，由此可明显看出，随着新能源参与程度的深化，系统成本有了明显的降低，而且无论是哪种场景下，部分参与市场竞价模式系统发电成本都相对更低，系统发电成本对比情况如表2所示。

经过对不同场景以及新能源不同参与方式下的市场出清均价的计算，得到的市场出清均价情况如表3所示。根据表3显示數据情况可知，针对于单个场景而言，部分参与市场竞价模式由于其具有一定灵活性，因此，市场出清均价低于报量报价参与模式，低于报量不报价参与方式。并且随着未来新能源发电机组在市场中的占比不断提高，部分参与市场竞价模式的优势逐渐凸显出来，但是在实际电网系统运行的过程中，若由于风电、光伏机组报价较低，而提高新能源出力，那么就会使得非光、电机组出力减少，甚至停机的情况，但是这中运行方式难以满足后续高负荷时段的用电需求，而且光、风机组无法作为备用机组，在此情况下，为保障备用充足，就需要调用其他更昂贵的机组作为备用，这就使得新能源机组成为了边际机组。同时，由于新能源完全参与市场之后，受到负荷以及工序情况的影响会逐渐增强，对市场出清价格产生一定影响，造成波动，就会增加弃电率。此外，随着新能源参与度的不断提高的提高，在报量报价以及部分参与市场竞价两种模式之下，电力现货市场出清价格都呈现出下降趋势，其主要原因在与新能源的加入，使得发电端市场竞争压力有了极大地提升，因此，在竞争激烈的情况之下，只有通过降低报价，才能获得更多的发电率。

（二）市场出清优化对策

首先，当前我国各地区新能源发展情况存在一定差异，而且不同地区由于地理位置、气候环境等方面的不同，导致其风电、光伏等新能源的实际出力情况也各有不同。因此结合上述计算分析结果可知，在实际进行新能源现货市场参与模式设计的过程中，需要结合实际情况采用不同参与机制。例如，在新能源发电模式发展相对较为落后的地区，在进行市场参与设计的过程中，需要才有能够优先消纳新能源的策略，对于新能源饱和地区，则可采用完全参与市场竞价形式，对新能源正处于发展阶段的地区，则可以采用部分参与市场竞价的形式。

其次，为促进现货市场持续稳定发展，在实际进行现货市场方案制定的过程中，还需要合理选择市场衔接方式。以内蒙古地区为例，蒙西地区在2018年风电机组容量为1736.79万千瓦，光伏发电容量为635.55万千瓦，预计到2020年风电机组装机规模达到3100万千瓦，光伏机组装机规模达到1200万千瓦[4]，新能源变化情况对于整个现货市场产生了极大影响。在实际进行现货市场建设的过程中，当地结合自身电网发展情况以及新能源在当前市场中的占有率，现货交易按照日前现货效益、日内现货交易、实时/平衡市场以及辅助服务交易四种类型推进。在实际进行市场交易的过程中，以市场中的中长期交易体系为基准，通过引入中长期合同电量的方式进行分解执行，以此确保中长期交易与现货交易之间能够进行高效衔接。并结合当地新能源占有量以及现货市场实际发展情况，合理调整并优化相应品种的组织方式和策略。

最后，现货市场作为我国电力市场体系当中的重要组成部分，为进一步促进市场不断完善，需要结合各地区实际情况，并积极借鉴国外相关经验，建立新能源参与现货市场的配套机制。一方面，要建立市场外政府扶持体系，要结合当前市场上新能源的实际参与情况，合理确定补贴费用总量，并借助市场竞争机制，对所补贴的电价进行合理控制，同时采用统一的边际定价方式，建立相应偏差考核机制，以此优化现货市场资源比例，帮助新能源企业合理进行处理预测，降低风险。另一方面，加强对于辅助服务市场的重视，合理进行市场品种设计，将电能商品回报模式进行扩大，形成电能、辅助服务等多元化市场综合回报模式，激发市场消纳新能源的活力，以此激励常规电源能够在日前、实时等不同市场出清方式下提供相应调节能力，促使新能源消纳，促使现货市场稳定持续发展[5]。

结束语

在当前现货市场的试运行过程中，我国电力市场化水平逐渐提高，在此情况之下，必须结合现货市场实际情况，针对不同新能源参与方式展开分析，并提出符合市场发展需求的新能源参与模式。经上述分析可知，由于不同地区新能源发展情况不同，因此想要促进现货市场化发展，需要采取不同参与机制。相信随着对新能源参与方式与市场出清价格的深入研究和探索，我国电力市场化发展将会取得更好的成效。

参考文献

[1]王步云，郭晨，张炜，等.现货市场新能源参与方式及其对市场出清价格的影响分析[J].智慧电力，2021，49（01）：56-63.

[2]于旭光，李刚，刘本希，等.云南中长期电力市场连续挂牌交易机制应用实践[J].电网技术，2020，44（12）：4573-4582.

[3]史新红，郑亚先，范振宇，等.新能源参与省级现货市场的模式设计[J].全球能源互联网，2020，3（05）：451-460.

[4]关于《蒙西电力现货市场建设试点方案（征求意见稿）》公开征求意见的公告[EB/OL]，2018-11-26/2018-12-10.https：//news.bjx.com.cn/html/20181127/944633-3.shtml.

[5]向健凯，王春峰，李洋，等.中国新三板市场阶段性集合竞价制度的价格发现研究[J].运筹与管理，2020，29（02）：195-204.