電力市場(chǎng)環(huán)境下的分布式電源交易模式研究

王賢立 王招娣 門三義

摘要：本文基于未來(lái)售電側(cè)市場(chǎng)完全放開的條件下，設(shè)計(jì)了分布式電源的交易模式及交易方式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種分布式電源自由交易系統(tǒng)的物理架構(gòu)。該系統(tǒng)基于能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，由分布式電源群、分布式電源管理平臺(tái)以及分布式電源交易平臺(tái)組成，分析了不同平臺(tái)承擔(dān)的功能及分布式電源自由交易的機(jī)制，為分布式電源自由交易的相關(guān)方、國(guó)家電力體制改革相關(guān)方提供了可供參考的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：分布式電源；電力市場(chǎng)；交易模式；能源管理

0 引言

隨著電力體制的深人改革，勢(shì)必會(huì)促進(jìn)分布式電源的進(jìn)一步發(fā)展[1]，使得分布式電源將會(huì)成為配電網(wǎng)中的重要組成部分，而越來(lái)越多的電力用戶也會(huì)將分布式電源作為一種可選的供電方式。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)售電側(cè)市場(chǎng)化后分布式電源的交易模式的研究較少，且多側(cè)重于交易主體、價(jià)格機(jī)制及監(jiān)管機(jī)制對(duì)分布式電源交易模式的影響，缺少對(duì)具體交易模式的分析研究。文獻(xiàn)[2]構(gòu)建了一種由代理運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一管理下的分布式發(fā)電上網(wǎng)交易模式，并從合約市場(chǎng)、日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)等三個(gè)方面分析了分布式發(fā)電競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的市場(chǎng)交易機(jī)制；文獻(xiàn)[3]通過(guò)分析微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，提出了幾種電力市場(chǎng)環(huán)境下的微網(wǎng)可選的運(yùn)營(yíng)模式，剖析了不同運(yùn)營(yíng)模式下微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)外部經(jīng)濟(jì)主體的利益格局；文獻(xiàn)[4]通過(guò)征收服務(wù)費(fèi)用的方式反映出配電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)之間交易的影響，利用非合作博弈論，在給定的交易規(guī)則下建立了多微電網(wǎng)交易模型并進(jìn)行仿真，得出了微電網(wǎng)之間發(fā)生交易的條件及影響因素。本文基于前人研究的基礎(chǔ)上，基于能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種由分布式電源信息平臺(tái)、分布式電源管理平臺(tái)及分布式電源智能交易平臺(tái)構(gòu)成的分布式電源自由交易系統(tǒng)，為分布式電源交易相關(guān)方、國(guó)家電力體制改革相關(guān)方提供了可供參考的依據(jù)。

1 分布式電源交易中相關(guān)方的利益分配問(wèn)題

分布式電源交易中，主要牽涉到電力用戶、分布式電站運(yùn)營(yíng)商、配電網(wǎng)企業(yè)、電力交易中心等主體，欲實(shí)現(xiàn)這些主體的利益合理分配，使得每一方主體都能得到最大利益，需要分析不同主體在分布式電源交易中所處的地位及收益來(lái)源[5]。

1.1 電力用戶

電力用戶作為電網(wǎng)終端的消費(fèi)者，在分布式電源加人配電網(wǎng)后，電力用戶多了一種購(gòu)電選擇，電力用戶既可以購(gòu)買集中式電能（如火電、核電、水電），也可以購(gòu)買分布式電能，兩種電能電價(jià)的高低決定了電力用戶會(huì)購(gòu)買哪種電能，兩種電能的競(jìng)爭(zhēng)使得電力用戶始終可以獲得較大的利益。此外，如果電力用戶自身還建設(shè)了分布式電站或者配備了儲(chǔ)能裝置等微網(wǎng)設(shè)備，利用電價(jià)低時(shí)大批購(gòu)進(jìn)電能，電價(jià)高時(shí)向電網(wǎng)出售電能，則電力用戶作為消費(fèi)者的同時(shí)又成為分布式電站運(yùn)營(yíng)商，使得自身利益進(jìn)一步增加。

1.2 分布式電站運(yùn)營(yíng)商

分布式電站運(yùn)營(yíng)商作為電能的生產(chǎn)者，依靠出售分布式電能來(lái)獲得利益。為獲得更多的利益，分布式電站運(yùn)營(yíng)商需要盡可能地降低生產(chǎn)成本和交易成本。生產(chǎn)成本主要包括分布式電站的建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)維費(fèi)用；交易成本主要包括使用配電網(wǎng)提供的電能輸送通道繳納的服務(wù)費(fèi)、電力交易中心的服務(wù)費(fèi)及因天氣原因使得太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電等分布式電源無(wú)法達(dá)到預(yù)售電能而繳納的違約費(fèi)等。此外，為提高收益，當(dāng)其他分布式電站運(yùn)營(yíng)商提供的電能價(jià)格低于自身生產(chǎn)電能的成本時(shí)，分布式電站運(yùn)營(yíng)商也可以作為電力用戶購(gòu)買其他分布式電站運(yùn)營(yíng)商出售的電能[2]。

1.3 配電網(wǎng)企業(yè)

配電網(wǎng)絡(luò)投資較大，建設(shè)及運(yùn)維成本高，因此分布式電站運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該選擇配電網(wǎng)企業(yè)的輸配電線路進(jìn)行電能的輸送，按照輸送容量來(lái)繳納服務(wù)費(fèi)。由于集中式電源與分布式電源都通過(guò)配電企業(yè)的輸配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電能的輸送，且集中式電源生產(chǎn)的電能質(zhì)量較高、容量較為穩(wěn)定，而分布式電源受天氣影響較大，配電網(wǎng)企業(yè)會(huì)傾向于優(yōu)先向集中式電源提供輸電線路，為了促進(jìn)分布式電源的健康發(fā)展，分布式電源運(yùn)營(yíng)商繳納的服務(wù)費(fèi)應(yīng)該包含正常輸送電能的通道費(fèi)用、配電線路的運(yùn)維費(fèi)用及未達(dá)到合約容量而繳納的違約費(fèi)用。

1.4 電力交易中心

電力交易中心負(fù)責(zé)運(yùn)行和維護(hù)分布式電源智能交易系統(tǒng)，發(fā)布各分布式電源運(yùn)營(yíng)商未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的預(yù)售電能信息，處理電力用戶的購(gòu)電信息，完成分布式電源運(yùn)營(yíng)商與電力用戶之間的交易，并將電能收益按照協(xié)議分配給分布式電源運(yùn)營(yíng)商和配電網(wǎng)企業(yè)及自身的服務(wù)費(fèi)。

2 分布式電源交易模式設(shè)計(jì)

目前電力市場(chǎng)的交易模式主要有電力庫(kù)和雙邊交易兩種基本模式及由這兩種基本模式衍生出的混合模式和多邊交易模式[1]?；谖磥?lái)售電完全市場(chǎng)化及分布式電源普及化的前提，本文設(shè)計(jì)一種電力用戶、分布式電源運(yùn)營(yíng)商、配電網(wǎng)企業(yè)及電力交易中心共同參與的多邊交易模式。該模式下電力調(diào)度與電力交易完全分開，配電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)電力調(diào)度與容量分配，電力交易中心負(fù)責(zé)電力的交易及交易過(guò)程中產(chǎn)生的糾紛處理。

在多邊交易模式下，分布式電源運(yùn)營(yíng)商根據(jù)未來(lái)一段時(shí)間的天氣條件預(yù)估出發(fā)電量，將發(fā)電量及電價(jià)上報(bào)配電網(wǎng)企業(yè)及電力交易中心，由配電網(wǎng)企業(yè)分配未來(lái)一天的輸送容量，電力交易中心采用合約市場(chǎng)競(jìng)價(jià)機(jī)制，以雙邊協(xié)商和竟價(jià)機(jī)制兩種方式進(jìn)行電力交易。在雙邊協(xié)商交易方式下，分布式電源運(yùn)營(yíng)商與電力用戶經(jīng)協(xié)商談判確定一段時(shí)間內(nèi)的交易電量及交易電價(jià)；在競(jìng)價(jià)拍賣交易方式下，分布式電源運(yùn)營(yíng)商僅將未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)電量及最低電價(jià)上報(bào)給電力交易中心，由電力中心發(fā)布信息，電力用戶進(jìn)行竟拍[2]。在合約確定后，電力交易中心應(yīng)當(dāng)明確交易相關(guān)方各自的責(zé)任和權(quán)利，由違約一方賠償對(duì)另一方造成的損失。

3 分布式電源交易系統(tǒng)物理架構(gòu)

基于已有研究并結(jié)合我國(guó)電力體制改革的特點(diǎn)，提出了一種由電力交易中心和配電網(wǎng)企業(yè)協(xié)同管理的多邊交易模式下的分布式電源智能交易系統(tǒng)，圖1為該交易系統(tǒng)的物理架構(gòu)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)交易過(guò)程如下：首先，各分布式電源運(yùn)營(yíng)商將發(fā)電信息（電價(jià)、電量、時(shí)間段等）上報(bào)至電網(wǎng)能源管理平臺(tái)和電力交易中心，配電網(wǎng)企業(yè)接收信息后給分布式電源運(yùn)營(yíng)商分配輸電容量；其次，電力交易中心通過(guò)智能交易平臺(tái)將發(fā)電信息發(fā)布給各電力用戶，電力用戶與運(yùn)營(yíng)商簽訂合約，電力用戶進(jìn)行預(yù)付款；第三，由電能交易中心對(duì)電力用戶與運(yùn)營(yíng)商雙方發(fā)生的實(shí)際電能交易量進(jìn)行差額處理，若未完成合約規(guī)定的電量，對(duì)責(zé)任方進(jìn)行處罰并補(bǔ)償受損方；最后，電能交易完成后，電力交易中心進(jìn)行收益分配。由于分布式電源運(yùn)營(yíng)商既可以作為電能生產(chǎn)方出售電能，又可以作為電力用戶購(gòu)買電能，所以在分布式電源與配電網(wǎng)之間的電能既可以正向流動(dòng)（對(duì)外出售電能），也可以反向流動(dòng)（對(duì)外購(gòu)買電能），與此相對(duì)應(yīng)，各分布式電源賬戶與第三方支付平臺(tái)之間的資金流動(dòng)也是雙向的。

該交易系統(tǒng)中兩大平臺(tái)的作用如下：

（1）分布式電源管理平臺(tái)。配電網(wǎng)企業(yè)利用該平臺(tái)來(lái)完成對(duì)各分布式電源運(yùn)營(yíng)商的容量分配及調(diào)度管理，當(dāng)分布式電源電能質(zhì)量不滿足并網(wǎng)要求、上網(wǎng)電價(jià)過(guò)高或者分布式電源出現(xiàn)故障影響到配電網(wǎng)的安全運(yùn)行時(shí)，配電網(wǎng)企業(yè)將該分布式電源切除；電力交易中心通過(guò)該平臺(tái)核算交易雙方是否完成了約定的交易額，若未完成則對(duì)責(zé)任方作出處罰并補(bǔ)償受損方。

（2）分布式電源交易平臺(tái)。電力交易中心通過(guò)該平臺(tái)發(fā)布各分布式電源運(yùn)營(yíng)商一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)電信息，電力用戶自由選擇運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行合約交易；該平臺(tái)上的資金流通既可以由電力交易中心進(jìn)行，也可以委托第三方支付平臺(tái)進(jìn)行，為保證交易的公平、公正，建議引人第三方支付平臺(tái)，電力交易中心僅負(fù)責(zé)資金管理。例如，運(yùn)營(yíng)商A需要預(yù)存一部分風(fēng)險(xiǎn)資金，該部分資金用于因己方原因違約賠付給用戶、配電網(wǎng)企業(yè)的違約金，用戶甲與運(yùn)營(yíng)商A簽訂了合約交易，則用戶甲將預(yù)購(gòu)電能的費(fèi)用轉(zhuǎn)人第三方支付平臺(tái)，待實(shí)際交易完成后，由電力交易中心確認(rèn)實(shí)際交易電量，將實(shí)際費(fèi)用進(jìn)行收益分配。

4 結(jié)語(yǔ)

分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展及國(guó)家相關(guān)政策的大力支持，使得未來(lái)大規(guī)模發(fā)展分布式電源成為可能，電力體制不斷深人的改革使得未來(lái)分布式電源的自由交易間題亟待解決。本文基于售電側(cè)完全市場(chǎng)化的條件下，借助能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種分布式電源的交易模式及交易方式，搭建了一個(gè)分布式電源運(yùn)營(yíng)商與電力用戶可以自由交易的系統(tǒng)的物理架構(gòu)，該系統(tǒng)為保證交易的公平、公正，引人了第三方支付平臺(tái)，具有一定的操作性和理論意義，為分布式電源自由交易的相關(guān)方、國(guó)家電力體制改革相關(guān)方提供了可供參考的依據(jù)。

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