基于差異化綠色電力交易需求的省級綠色電力市場績效評價

喬松博, 龔建榮, 程杰, 王偉, 孫靜靜

(1.浙江電力交易中心有限公司, 杭州 310020; 2.浙江華云信息科技有限公司, 杭州 310051)

自中國的“雙碳”目標在第七十五屆聯(lián)合國大會上被提出,中國開始積極推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型,深化電力體制改革,加速構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)[1]。綠色電力是指利用特定的發(fā)電設(shè)備將風能、太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化成電能,在生產(chǎn)過程中不消耗化石能源,對環(huán)境污染較小或不污染環(huán)境的電力能源[2]。綠色電力在環(huán)境權(quán)益、電能全域、補貼權(quán)益方面與傳統(tǒng)化石能源電力具有較大的差異性。綠色電力是環(huán)境友好型能源,不占用能源雙控指標,而傳統(tǒng)化石能源電力(以下簡稱灰色電力)在生產(chǎn)過程中可能源造成環(huán)境污染,占用能源雙控指標。綠色電力的電能權(quán)益包括電能量價值和環(huán)境權(quán)益價值,灰色電力僅包括電能量價值。綠色電力項目多數(shù)可享有財政補貼,而灰色電力項目多數(shù)不享受財政補貼。2021年9月,隨著《綠色電力交易試點工作方案》的正式批復(fù),各地陸續(xù)出臺綠色電力交易規(guī)則細則,并組織開展綠色電力交易試點,綠色電力市場化交易規(guī)模逐步擴大。

在可再生能源市場消納方面,國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)進行了許多研究。文獻[3]深入分析了有關(guān)國外可再生能源參與市場的交易模式和研究成果,并對中國可再生能源發(fā)展政策、市場組織模式以及未來研究方向提出了展望。文獻[4]針對中國電力市場發(fā)展現(xiàn)狀,提出近期和中遠期促進清潔能源消納的市場機制設(shè)計以及相關(guān)政策建議。文獻[5]總結(jié)歸納了競爭性電力市場環(huán)境下促進可再生能源發(fā)電的典型價格體系,并對各體系的適用性進行分析。文獻[6]對新能源發(fā)電廠商參與電力市場交易的偏差結(jié)算機制設(shè)計進行了細致探討,創(chuàng)新性地提出替代利益補償方式。文獻[7]提出了現(xiàn)有電力市場運行模式下自備電廠與新能源電廠的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的交易模式。文獻[8]探討了富余可再生能源跨區(qū)電力現(xiàn)貨交易的市場模式和機制,驗證了以市場化手段促進可再生能源消納的必要性。文獻[9]基于全國電網(wǎng)互聯(lián)互通的環(huán)境,提出可再生能源增量現(xiàn)貨市場跨地區(qū)、跨省區(qū)的交易制度、組織模式以及即使支撐制度設(shè)計。文獻[10]指出棄風棄光問題的關(guān)鍵影響因素,在總結(jié)中國新能源消納情況的基礎(chǔ)上,對解決新能源消納問題提出系統(tǒng)性措施?；谏鲜龅难芯?可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有文獻缺乏對綠色電力交易市場的框架進行綜合性分析,僅從可再生能源消納的市場機制的角度進行分析,具有較大的局限性,有關(guān)綠色電力市場績效評價的研究也一直處于空白。

現(xiàn)首先分析國外綠色電力交易開展較早的美國、澳大利亞、英國3個國家的綠色電力交易開展情況,并對比分析國內(nèi)國網(wǎng)區(qū)域和南網(wǎng)區(qū)域的綠色電力交易組織實施現(xiàn)狀,進行綠色電力交易框架分析。然后基于論述結(jié)果,提出一套省級綠色電力交易成效的評價指標體系,利用基于博弈論的組合賦權(quán)法的灰色關(guān)聯(lián)度-改進逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)模型進行評價,并選取多組數(shù)據(jù)進行實例分析。

1 國外綠色電力交易實施情況

為促進綠色電力市場化消納,各國根據(jù)當?shù)仉娏κ袌鼋Y(jié)構(gòu)和電力體制設(shè)計了綠色電力參與市場交易的市場機制,美國、澳大利亞和英國促進綠色電力消納的市場機制如表1所示。

表1 國外電力市場促進綠色電力消納的機制

美國的綠色電力主要參與中長期市場、現(xiàn)貨電能量市場和輔助服務(wù)市場[11]。美國綠色電力市場主要分為基于可再生能源配額制的強制市場和自愿交易市場[12-13]。在強制市場方面,美國沒有聯(lián)邦全國性的強制綠色電力或可再生能源的要求,各州基于各自電力市場配額制定強制目標。自愿交易市場的交易模式較為靈活,用戶可以通過自愿購電協(xié)議、非捆綁綠證等方式參與綠色電力交易[14],綠色電力參與中長期市場主要有3種方法分別為傳統(tǒng)購售電合同(power purchase agreement, PPA)、虛擬購售電合同(synthetic PPA)、純商業(yè)模式(merchant model),綠色發(fā)電企業(yè)通過發(fā)電獲得與發(fā)電量對應(yīng)的綠色證書,供電或售電企業(yè)可通過捆綁式和非捆綁式的方式獲得綠色證書[15]。

澳大利亞電力市場為單一電能量市場[16],包含綠色電力在內(nèi)的所有電力必須通過現(xiàn)貨市場或金融市場完成交易。澳大利亞設(shè)立強制可再生能源發(fā)展目標,要求配額主體上繳足量發(fā)電證書來完成配額指標,綠色電力發(fā)電商除了在電力市場中獲得電能量收益外可以根據(jù)自身發(fā)電機組申領(lǐng)大型可再生能源發(fā)電證書和小規(guī)模技術(shù)證書,通過向配額制主體銷售兩種證書獲得額外的收益。同時為了保證小型綠色電力發(fā)電企業(yè)的收益,澳大利亞出臺了固定上網(wǎng)電價政策鎖定戶用光伏的余電上網(wǎng)收益[17-18]。

英國綠色電力可以參與電力中長期市場和現(xiàn)貨市場[19-22]。大型綠色電力發(fā)電企業(yè)通過和用戶簽訂差價合約[23]來規(guī)避電力現(xiàn)貨市場價格的風險[24-26],差價合約的合同價格為現(xiàn)貨市場中可再生能源機組日前出清價格的加權(quán)平均值,當市場價格低于合同價格時,發(fā)電商按照合同價格進行結(jié)算,當市場價格高于合同價格時,綠色電力發(fā)電商償還差額收益,當市場價格低于合同價格時,發(fā)電商按照合同價格進行結(jié)算[26]。英國《可再生能源義務(wù)法令》規(guī)定綠色電力發(fā)電企業(yè)每發(fā)1 MW·h的綠色電力可以獲得一個可再生能源義務(wù)證書,要求售電公司提供的一定可再生能源或者可再生能源義務(wù)證書,因此發(fā)電企業(yè)通過銷售可再生能源義務(wù)證書來獲得綠色電力環(huán)境權(quán)益屬性的收益。

2 國內(nèi)綠色電力交易試點機制分析

如圖1所示,近年來有關(guān)可再生能源發(fā)展和綠色電力交易的政策逐步完善,國內(nèi)綠色電力交易試點實施區(qū)域主要分為國網(wǎng)區(qū)域和南網(wǎng)區(qū)域,其中國網(wǎng)區(qū)域的綠色電力交易規(guī)則主要依托于2022年5月北京電力交易中心發(fā)布的《北京電力交易中心綠色電力交易實施細則》,南網(wǎng)區(qū)域的綠色電力交易規(guī)則主要依托于2022年1月發(fā)布的《南方區(qū)域綠色電力交易規(guī)則(試行)》。試點區(qū)域綠色電力交易市場框架如圖2所示。

圖1 國內(nèi)綠色電力關(guān)鍵政策

圖2 試點區(qū)域綠色電力交易市場框架

2.1 綠色電力交易市場主體

綠色電力交易的售電主體主要為集中式光伏和集中式風電,國網(wǎng)區(qū)域規(guī)定分布式綠色電力可以通過聚合的方式參與綠色電力交易,但目前僅有浙江省開展了分布式綠色電力交易試點工作。國網(wǎng)區(qū)域的購電主體主要為電力用戶和售電公司,并逐步引入電動汽車、儲能等新型主體,南網(wǎng)區(qū)域的售電主體為電力用戶、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)。

2.2 綠色電力交易方式

綠色電力交易包括直接交易和認購交易兩種,直接交易是指電力用戶或售電公司直接與發(fā)電企業(yè)依據(jù)規(guī)則開展綠色電力交易,認購交易是指由電網(wǎng)企業(yè)代理購電的電力用戶在綠色電力供應(yīng)范圍內(nèi)、通過電網(wǎng)企業(yè)供電或代理購電的方式、與發(fā)電企業(yè)建立認購關(guān)系獲得綠色電力,國網(wǎng)區(qū)域僅采用直接交易,而南網(wǎng)區(qū)域則分別開展直接交易和認購交易。

2.3 綠色電力價格機制

綠色電力交易價格通過雙邊協(xié)商、掛牌、集中競價市場化方式形成,價格成分包含綠色電力的電能量價值和環(huán)境權(quán)益價值,南網(wǎng)區(qū)域認購交易過程中電能量價格默認為電力用戶所在省區(qū)電網(wǎng)企業(yè)代理購電價格,環(huán)境溢價由市場交易決定。

2.4 綠色電力結(jié)算機制

綠色電力交易合同優(yōu)先結(jié)算、取小結(jié)算,當發(fā)用雙方的電量均大于合同電量時,以合同供電量為準結(jié)算,當有一方電量低于合同電量時,取交易雙方電量較低一方的實際電量結(jié)算,但在結(jié)算周期方面國網(wǎng)區(qū)域采用的是月結(jié)月清,南網(wǎng)區(qū)域采用的是月結(jié)年清。

2.5 綠色電力憑證核發(fā)、劃轉(zhuǎn)

綠證由國家可再生能源信息管理中心依據(jù)發(fā)電量核發(fā)給新能源發(fā)電企業(yè),電力交易中心依據(jù)發(fā)電企業(yè)、售電公司(批發(fā)用戶)的結(jié)算電量、綠色電力交易合同,進行綠色電力電量匹配,完成綠證劃轉(zhuǎn),暫時不具備綠證核發(fā)條件的綠色電力發(fā)電企業(yè),可對應(yīng)頒發(fā)電力交易中心出具的綠色電力消費憑證。

全國典型區(qū)域綠色電力交易實施情況如表2所示。

表2 各區(qū)域綠色電力交易實施情況分析

3 綠色電力交易差異化需求分析

3.1 分布式電源參與綠色電力交易

多個政策指出分布式新能源可通過聚合的方式參與綠色電力交易,分布式綠色電力發(fā)電量較小,單獨參與市場交易的競爭力不足[27],交易組織難度大,因此大部分綠色電力交易試點區(qū)域并未安排分布式綠色電力參與市場交易。除此以外,分布式電源參與綠色電力交易將面臨綠色電力憑證核發(fā)問題,目前綠證的核發(fā)標準為單個機組的每兆瓦時電量,但單個戶號分布式電源的裝機容量較小,采用月結(jié)月清[28]的方式結(jié)算時,存在單個戶號分布式發(fā)電單元月度上網(wǎng)電量不足1 MW·h情況,無法核發(fā)綠證及綠色電力消費憑證。

3.2 綠色電力電量偏差處理

目前綠色電力交易試點區(qū)域僅支持采用月內(nèi)交易的方式進行綠色電力月度合同電量調(diào)整,綠色電力合同電量調(diào)整靈活性不足。由于綠色電力自身存在隨機性和間歇性,按照中長期交易規(guī)則以月清月結(jié)的方式進行綠色電力合同偏差結(jié)算,難以避免產(chǎn)生偏差費用,導(dǎo)致合同方綠色電力環(huán)境權(quán)益受損。如發(fā)電側(cè)月度綠色電力欠發(fā),導(dǎo)致用戶側(cè)無法獲取足額綠證或綠色電力消費憑證,造成用戶側(cè)綠色電力環(huán)境權(quán)益受損。

3.3 綠色電力中長期交易曲線的形成

為滿足現(xiàn)貨市場開展的邊界條件,電力中長期交易必須形成交易曲線以保障現(xiàn)貨市場交易結(jié)算試運行有效開展。不同于傳統(tǒng)電力交易通過預(yù)測用戶負荷形成帶負荷的電力中長期交易曲線,綠色電力中長期交易曲線形成的方式有兩種,一種是將綠色電力按照交易合同分解方法形成運行日負荷曲線,另一種是通過適用的中長期市場交易方式形成交易曲線。

3.3.1 綠色電力曲線分解

由于綠色電力與綠色電力證書掛鉤,交易電量必須物理消納執(zhí)行,與中國現(xiàn)行的現(xiàn)貨市場+中長期金融合約模式下的金融結(jié)算方式不銜接。考慮到綠色電力的環(huán)境屬性,可在用戶側(cè)將綠色電力合同電量按典型曲線進行分解,一般有兩種形成方式,一是采用風電、光伏發(fā)電的典型曲線形狀將綠色電力電量分解到各個時段;二是采用用戶用電典型曲線形狀將綠色電力交易電量分解到各個時段。郭鴻業(yè)等[29]以規(guī)范化的金融交割曲線為基礎(chǔ),提出了有助于現(xiàn)貨市場與中長期市場兼容協(xié)調(diào)運行的中長期交易電量執(zhí)行、分解與結(jié)算方式;張琛等[30]分析研究差價合約分解算法在現(xiàn)貨市場集中行情下對市場作用力抑制效果的影響;吳天瞳等[31]提出了中長期合同電量分解算法,兼顧了不同類型機組出力特性和現(xiàn)貨市場作用力的抑制效果;劉軍等[32]提出了考慮風電不確定性的中長期合同電量分解算法,兼顧了發(fā)電成、電量偏移和碳排放。這些研究在現(xiàn)貨市場環(huán)境中積極探索中長期合約電力的分解,但由于綠色電力機組出力的不可控性,在中長期交易前需約定好曲線的分解方式,否則會損害發(fā)用雙方的利益。

3.3.2 綠色電力曲線交易

由于風、光電源出力的不確定性,綠色電力曲線交易存在綠色電力典型出力曲線與用戶實際用電曲線形狀不匹配的問題。若根據(jù)電源輸出功率情況形成曲線,勢必導(dǎo)致用戶因購買綠色電力而使常規(guī)中長期交易合同部分偏差增大;若根據(jù)用戶負荷形成交易曲線,由于光伏晚上無法出力,風機白天出力水平不足,其出力均具有較大的波動性和間歇性,無法滿足用戶的用電需求。目前綠色電力曲線交易主要包括分時競價、分段競價和混合競價。其中,分時競價采用逐時段競價以形成實時電價[33]。分段競價模式通過將負荷曲線分為若干持續(xù)的電力段來進行拍賣競價,王錫凡[34]提出了分段競價機制,反映電力生產(chǎn)消費持續(xù)運行的特點?；诜謺r競價和分段競價的特點,王建學(xué)等[35]提出了一種混合競價模型,但是帶來分時市場和分段市場邊界劃分難的問題,一定程度上增加了市場運行復(fù)雜度。上述的市場交易模式均可以實現(xiàn)中長期交易曲線的確定,但如何針對綠色電力特點,在綠色電力交易的過程中形成交易曲線成為目前需要解決的問題。

4 綠色電力交易差異化需求實踐探索

4.1 分布式綠色電力聚合交易分析探索

為解決分布式綠色電力參與綠色電力市場交易問題,綠色電力交易中可以采用聚合交易模式,具體交易框架如圖3所示。分布式綠色電力與聚合商簽署代理售電協(xié)議,由綠色電力聚合商代理參與綠色電力交易,依據(jù)交易結(jié)果簽訂綠色電力交易合同。由電網(wǎng)公司承擔費用結(jié)算職責,按戶結(jié)算分布式綠色電力收益,并支付綠色電力聚合商代理服務(wù)費用。分布式綠色電力發(fā)電商收益為

圖3 分布式綠色電力參與綠色電力市場的交易組織框架

EDG=EQ-CD-EDGO

(1)

式(1)中:EDG為分布式綠色電力收益;EQ為分布式綠色電力電能量結(jié)算費用;CD為分布式綠色電力偏差考核費用;EDGO為綠色電力聚合商代理服務(wù)費。

在綠色電力消費憑證發(fā)放方面,設(shè)置兆瓦時級綠色電力消費憑證。支持對分布式綠色電力機組按照每1 kW·h電量申領(lǐng)1 kW·h綠色電力消費憑證。綠證發(fā)放方面,當分布式綠色電力機組次月剩余綠色電力合同電量大于本月單個綠證核發(fā)電量缺口時,將分布式機組本月不足1 MW·h的電量,滾動至下個周期進行綠證核發(fā)。

4.2 綠色電力電量偏差調(diào)整方法分析

綠色電力交易組織應(yīng)在可在年度綠色電力交易的基礎(chǔ)上,進一步增加交易頻次,擴大綠色電力參與交易的范圍至月度或季度交易,實現(xiàn)綠色電力交易常態(tài)化開展,增加綠色電力的流通性。同時在組織月內(nèi)綠色電力交易的基礎(chǔ)上,增加合同置換和合同轉(zhuǎn)讓交易,允許市場主體在月度結(jié)算前通過合同置換和合同轉(zhuǎn)讓主動調(diào)整合同電量偏差。過渡期間,在保持綠色電力優(yōu)先中長期結(jié)算的前提下,實現(xiàn)月內(nèi)靈活性滾動調(diào)整方案,批發(fā)合同月度結(jié)算用戶側(cè)未完成部分不滾動結(jié)算,發(fā)電側(cè)小于用戶側(cè)結(jié)算部分滾動次月完成,以此逐步擴大綠色電力市場規(guī)模,保證綠色電力環(huán)境權(quán)益平衡。

4.3 帶曲線的綠色電力交易模式探索

為了更好地實現(xiàn)綠色電力中長期與現(xiàn)貨市場銜接,發(fā)用雙方可以在交易的過程中形成交易曲線,避免因曲線分解方式不同影響合同雙方的利益。形成交易曲線的方法有分段交易和分時交易,如圖4所示。

圖4 綠色電力市場框架設(shè)計探索

4.3.1 分段交易

分段交易將負荷粗略地分為峰段、平段和谷段分別競價,并隨市場的推進按負荷持續(xù)時間進一步細分為多個負荷段(能量塊),競價交易根據(jù)不同的負荷斷進行集中交易。綠色電力機組出力與風速、溫度、光照等因素有關(guān)[36-37],具有一定的隨機性,難以追蹤用戶負荷曲線。因此引入綠色電力中長期帶曲線交易,即綠色電力發(fā)電商在進行中長期交易時可直接申報單一價格和不同時段的電量,即“曲線+一口價”模式[38-39]。在出清過程中整體出清或整體不出清,交易出清后交易雙方簽訂綠色電力合同,以綠色電力發(fā)電商申報的電力曲線作為中長期合同的結(jié)算曲線。

4.3.2 分時交易

分時交易式將綠色電力合約按小時切分的做法,將1 d分為24個交易時段,以每個時段的電量為交易標的,組織綠色電力發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)按各時段分別開展中長期交易,各市場主體根據(jù)自身需求自由確定各時段交易電量,由各時段的交易結(jié)果組合形成各市場主體的中長期合同曲線[40]。中長期綠色電力分時段交易可按多月、月度、月內(nèi)和日滾動交易分別組織。多月、月度和月內(nèi)交易均按各時段分別組織,每個時段的成交合同電量按照標的時期的日歷天數(shù)平均分解至每日相應(yīng)時段。月內(nèi)交易可按旬開展;日滾動交易逐日(D-2)滾動組織,交易標的為D～D+2各時段的電量[41]。市場主體某一日某個時段的中長期合同電量為相應(yīng)時段多月交易分解電量、月度交易分解電量、旬交易分解電量及日滾動交易結(jié)果之和。

5 省級綠色電力交易績效評價指標與方法

針對上述分析和綠色電力市場框架設(shè)計,構(gòu)建省級綠色電力交易績效評價指標體系,然后采用序關(guān)系分析法和熵權(quán)法分別獲得指標體系的兩種主觀權(quán)重,進而利用博弈論組合賦權(quán)法計算組合權(quán)重,最后采用灰色關(guān)聯(lián)度改進TOPSIS評價模型完成最終評價。

5.1 指標體系構(gòu)建

依據(jù)國內(nèi)浙江省的綠色電力交易實例結(jié)合專家的意見,綜合考慮市場結(jié)構(gòu)、市場交易、市場風險和綜合效益4個方面構(gòu)建了省級綠色電力交易績效評價指標體系,具體指標體系如表3所示。

表3 省級綠色電力交易績效評價指標體系

5.2 評價模型構(gòu)建

5.2.1 指標矩陣標準化

對于含有m個樣本,n個評價指標的數(shù)據(jù),指標值標記為dij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),構(gòu)建評價矩陣D=(dij)m×n為

(2)

不同的指標數(shù)值的性質(zhì)、數(shù)量級、單位均有差異,不能直接將數(shù)據(jù)輸入模型進行計算,因此為了精確比較各樣本之間的優(yōu)劣,需要對樣本進行標準化處理,公式為

(3)

式(3)中:μj為第j個指標的均值;σj為第j個指標的標準差。通過式(3)可得到標準化矩陣X=(xij)m×n。

5.2.2 指標權(quán)重確認

1)序關(guān)系分析法

對評價指標進行權(quán)重計算是對各個指標影響的重要程度進行排序的過程,序關(guān)系分析法通過對指標進行定性排序和對相鄰指標的重要程度之比進行判斷來對指標進行賦權(quán)[42]。具體步驟如下。

(4)

(3)求解指標權(quán)重。根據(jù)指標重要性程度之比Ri和權(quán)重總和為1的要求確定指標的主觀權(quán)重uai,具體公式為

(5)

ωai-1=Riuai

(6)

2)熵權(quán)法

主觀權(quán)重可能會由于主觀性對評價結(jié)果產(chǎn)生干擾,無法體現(xiàn)評價結(jié)果的客觀性,因此需要通過熵權(quán)法計算客觀權(quán)重,以提高評價結(jié)果的精確性[43]。熵權(quán)法計算客觀權(quán)重的核心是根據(jù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)的熵值來衡量信息量的大小。指標值的信息量與決策作用呈正比關(guān)系,因此需要通過計算熵值來得出客觀權(quán)重,以提高權(quán)重的合理性。計算步驟如下。

(1)計算指標的信息熵,得到熵權(quán)ei。

(7)

(2)計算指標客觀權(quán)重。

古村古鎮(zhèn)群的差異化旅游發(fā)展路徑的選擇，是為了能彰顯具體古村古鎮(zhèn)的個性化特色，贏得旅游者的認可，保持穩(wěn)定的市場份額，共同構(gòu)建古村古鎮(zhèn)群整體形象。本文依據(jù)態(tài)度理論，基于旅游者認知的古村古鎮(zhèn)個性特征，進一步疊加情感評價確定個性標簽的層級，以此確定客源市場偏好行為類型，這便是特定古村古鎮(zhèn)發(fā)揮優(yōu)勢的差異化道路的表現(xiàn)。因此，結(jié)合個性特征分析與其情感分析結(jié)果，可確定懷化中部古村古鎮(zhèn)發(fā)展路徑為：文化建設(shè)型、生活體驗型及田園娛樂型。

(8)

3)基于博弈論的組合賦權(quán)

博弈論可以幫助決策者從競爭性事物中進行平衡配置,做出綜合最佳的理性決策,其中基于博弈論的組合賦權(quán)法可以有效組合出不同方法得出的指標權(quán)重,優(yōu)化求解最優(yōu)解[44]。

(1)確定權(quán)重集合。使用序關(guān)系分析法和熵權(quán)法分別得綠色電力交易績效評價指標的兩種主觀權(quán)重,構(gòu)成權(quán)重向量集合u=[ω1,ω2],其中ω1為序關(guān)系法獲得的主觀權(quán)重,ω2為層次分析法獲得的主觀權(quán)重。兩個權(quán)重向量的線性組合為

(9)

式(9)中:α1、α2為線性組合系數(shù)。

(2)優(yōu)化博弈組合。依據(jù)博弈論組合賦權(quán)的基本思想,以離差最小化為決策目標,對式(9)的兩個線性組合系數(shù)進行優(yōu)化,優(yōu)化的對策模型為

(10)

(3)求最優(yōu)組合系數(shù)αk。式(9)的最優(yōu)化一階導(dǎo)數(shù)條件可轉(zhuǎn)換為如下方程組,可以得出最優(yōu)的線性組合系數(shù)α1、α2。

(11)

(12)

5.2.3 灰色關(guān)聯(lián)度-改進TOPSIS法

正理想解是理論上的最佳解決方案,其中每個指標值都是最佳的。負理想解則完全相反,在綜合評價中,最佳方案是與理想解距離最近的方案,以距離的近遠來判斷方案的優(yōu)劣。正理想解由正向指標的最大值和負向指標的最小值組成,稱為X+,負理想解則由正向指標的最小值和負向指標的最大值構(gòu)成,稱為X-。

X+={(max1≤i≤mxij∣j∈j+),

min1≤i≤mxij∣j∈j-)}

(13)

X-={(min1≤i≤mxij∣j∈j+),

max1≤i≤mxij∣j∈j-)}

(14)

式中:j+為正向指標集;j-為負向指標集。

2)計算樣本集灰色關(guān)聯(lián)度

基于改進灰色關(guān)聯(lián)度理論,通過規(guī)范化矩陣X分別計算第i個樣本與正理想解關(guān)于第j個指標的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù),公式為

(15)

(16)

為精確體現(xiàn)不同指標對于樣本與正理想解距離的影響程度,對灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣進行加權(quán)處理,則第i個樣本與正理想解的加權(quán)關(guān)聯(lián)度為

(17)

通過規(guī)范化矩陣X分別計算第i個樣本與負理想解關(guān)于第j個指標的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù),公式為

(18)

(19)

第i個樣本與負理想解的加權(quán)關(guān)聯(lián)度為

(20)

3)計算樣本集的加權(quán)歐式距離

(21)

(22)

4)對關(guān)聯(lián)度與歐式距離進行標準化

(23)

(24)

5)計算樣本集相對貼近度

(25)

(26)

(27)

6)樣本排序比選

根據(jù)式(27)對樣本按照δi值從大到小進行排序,排名越靠前代表距離正理想解距離越短,評價結(jié)果越優(yōu)。反之則代表距離正理想解距離越長,評價結(jié)果越差。

5.3 算例分析

為驗證所提指標體系和模型的適用性,以浙江省2022年7—11月綠色電力交易數(shù)據(jù)為例。首先對數(shù)據(jù)進行標準化后,然后采用基于博弈論的組合賦權(quán)法將由序關(guān)系法和熵權(quán)法分別得出的主觀權(quán)重與客觀權(quán)重進行組合得出綜合權(quán)重。主觀權(quán)重、客觀權(quán)重以及綜合權(quán)重的計算結(jié)果如表4所示。

表4 指標權(quán)重

根據(jù)式(21)和式(22)可得出計算出每種賦權(quán)法的權(quán)重后與理想解之間的加權(quán)歐式距離。在對結(jié)果進行去量綱操作后得到最后計算各個樣本與正理想解和負理想解距離計算相對貼近度δ,即為各個月份的最終的交易績效評價結(jié)果。利用組合賦權(quán)法、序關(guān)系分析法和熵權(quán)法計算出的結(jié)果如表5所示。

表5 省級綠色電力交易績效評價結(jié)果

根據(jù)評價結(jié)果可知,浙江省2022年7—11月中10月的交易績效最好,其次為9月和7月的最低。

集中式綠色電力裝機容量占比和分布式綠色電力裝機容量占比兩項指標在評價過程中占了較大的比重。

為驗證提出的綜合評價方法的合理性,分別運用了不同賦權(quán)下采用改進灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS方法進行評價。從表5結(jié)果可以看出,基于熵權(quán)的改進灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS、序關(guān)系分析法的改進灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS和基于組合權(quán)重的改進灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS的評價結(jié)果大體一致,10月在3種評價方式中均處于最高分,但是3種方法的評價比例略有差異。熵權(quán)法過于依賴指標數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)差值過大會導(dǎo)致分配的權(quán)重存在差距大的現(xiàn)象,無法體現(xiàn)質(zhì)保之間的相對重要程度。序關(guān)系分析法依賴專家經(jīng)驗對指標的相對重要性排序,縮小了差異,但未能發(fā)掘出指標內(nèi)在信息,具有一定的主觀性。而組合權(quán)重綜合了主、客觀賦權(quán)法的優(yōu)點,平衡了指標的具體數(shù)據(jù)和內(nèi)在規(guī)律,讓權(quán)重更加合理,評價結(jié)構(gòu)更準確。

6 結(jié)論

在對國內(nèi)外綠色電力交易機制和實施情況進行綜述的基礎(chǔ)上,進一步從分布式綠色電力參與市場交易、綠色電力偏差調(diào)整和綠色電力曲線形成3個關(guān)鍵問題,進行了綠色電力交易框架探索分析。最后針對性構(gòu)建了省級綠色電力交易的績效評價指標體系,并以浙江省多月綠色電力交易市場數(shù)據(jù)進行實例分析,驗證了評價指標和評價模型對開展省級綠色電力市場績效評價的適用性,得到了以下結(jié)論。

(1)通過綠色電力聚合商的形式開展分布式綠色電力交易,可解決分布式綠色電力發(fā)電量較小,單獨參與市場交易的競爭力不足、組織困難的問題,通過電網(wǎng)公司進行綠色電力聚合商代理服務(wù)費用結(jié)算,可有效降低市場結(jié)算風險。

(2)綠色電力中長期交易曲線形成的包括曲線分解和曲線交易兩種方式,其中市場中可通過分段交易和分時交易兩種組織形式,促使綠色電力交易主體形成帶曲線的綠色電力交易結(jié)果。

(3)綠色電力交易成效評價指標應(yīng)綜合考慮綠色電力交易市場的市場結(jié)構(gòu)、市場交易、市場風險和綜合效益,同時結(jié)合國家發(fā)展重點,詳細考慮了綠色電力交易對碳排效益的等效轉(zhuǎn)換。