科技日?qǐng)?bào)記者 張曄

7月以來(lái)，負(fù)電價(jià)在歐洲多國(guó)屢次上演。7月4日，德國(guó)與荷蘭部分時(shí)段電力出現(xiàn)-500歐元/兆瓦時(shí)的價(jià)格。今年5月，我國(guó)山東地區(qū)同樣出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的負(fù)電價(jià)。通過(guò)競(jìng)價(jià)產(chǎn)生的負(fù)電價(jià)，并不是市場(chǎng)失靈了，而是有效的市場(chǎng)信號(hào)，意味著我國(guó)的電力體制機(jī)制改革又進(jìn)了一步。

【資料圖】

在構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的背后，是中國(guó)電科院電力自動(dòng)化研究所立足國(guó)情取得零的突破。研究所成功研發(fā)電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)，將中長(zhǎng)期交易市場(chǎng)與現(xiàn)貨市場(chǎng)有效銜接，既促進(jìn)了新能源消納，也助推了火電技術(shù)進(jìn)步，還讓電力大戶(hù)的用能效益得到提升，有效促進(jìn)了我國(guó)的能源綠色轉(zhuǎn)型和資源優(yōu)化配置。

8月8日，記者在該研究所的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室看到，科研人員正在優(yōu)化模型改進(jìn)及算法性能提優(yōu)技術(shù)，進(jìn)一步推動(dòng)省間中長(zhǎng)期交易的精益化開(kāi)展，提升跨省區(qū)輸電通道利用率和新能源消納水平。

看不見(jiàn)的電如何上市銷(xiāo)售

目前，正值我國(guó)迎峰度夏電力保供期。用戶(hù)能選擇更加清潔環(huán)保的新能源電力嗎？這種選擇能夠反映市場(chǎng)供需關(guān)系嗎？答案是肯定的。

整齊劃一的坐席工位、電腦星羅棋布般排開(kāi)、大屏交易信息不斷跳動(dòng)……這不是證券交易所，而是一個(gè)虛擬的電力市場(chǎng)，工作人員正在進(jìn)行電力資源的中長(zhǎng)期交易和現(xiàn)貨交易模擬推演。

中國(guó)電科院電力自動(dòng)化研究所黨委書(shū)記楊爭(zhēng)林告訴記者，電力作為一種特殊的“商品”，具有不能大規(guī)模存儲(chǔ)、需要實(shí)時(shí)發(fā)用平衡的顯著特點(diǎn)。

2015年，我國(guó)開(kāi)啟新一輪電力體制改革，完善電力市場(chǎng)建設(shè)就一直是改革的重中之重，其中價(jià)格機(jī)制又是市場(chǎng)機(jī)制的核心。

楊爭(zhēng)林說(shuō)，電力市場(chǎng)可以分為中長(zhǎng)期交易中心和現(xiàn)貨市場(chǎng)。其中，中長(zhǎng)期交易中心主要以年、月、周為時(shí)間單位進(jìn)行電力買(mǎi)賣(mài)，而現(xiàn)貨市場(chǎng)主要開(kāi)展當(dāng)日和次日電力交易。

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，顧名思義就是“一手交錢(qián)一手交貨”的電力市場(chǎng)。為什么要建立電力現(xiàn)貨市場(chǎng)？楊爭(zhēng)林打了個(gè)比方：“比如去菜場(chǎng)買(mǎi)白菜，早上開(kāi)市的時(shí)候1元一斤，而到了晚上快收攤的時(shí)候可能會(huì)降到5毛一斤。一天不同的時(shí)間，白菜的價(jià)格不一樣，說(shuō)明白菜在一天中產(chǎn)生了時(shí)序價(jià)格。受到供需等因素影響，電也有時(shí)序價(jià)格的差異。同時(shí)，菜市場(chǎng)和地?cái)傔@兩個(gè)不同位置的白菜價(jià)格也不一致，說(shuō)明白菜交割點(diǎn)不同產(chǎn)生了位置信號(hào)”。?“對(duì)電來(lái)說(shuō)，不同地區(qū)發(fā)出的電，成本不同，價(jià)格也不同?！?/p>

以江蘇省為例，蘇北有很多電廠，電力富余還便宜；蘇南有很多工廠，需求大價(jià)格高。但受過(guò)江通道限制，蘇南的企業(yè)盡管想買(mǎi)蘇北的低價(jià)電，但是面臨了送不過(guò)來(lái)的困難?！霸诎踩斜Ｕ系那闆r下，保證優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)低價(jià)電來(lái)滿(mǎn)足用電需求。這背后的技術(shù)支撐體系就是我們研究的重點(diǎn)?！睏顮?zhēng)林說(shuō)。

在實(shí)際運(yùn)行中，現(xiàn)貨市場(chǎng)比想象的更復(fù)雜。在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，電除了具有時(shí)序價(jià)格和位置信號(hào)，還要保證實(shí)時(shí)平衡。9點(diǎn)買(mǎi)的電不可能留到10點(diǎn)再用，這也間接促進(jìn)了新能源消納，降低了新能源的波動(dòng)性和不確定性對(duì)電網(wǎng)的影響。

尋求電力資源配置最優(yōu)解

“與過(guò)去電價(jià)多少年不變不同，現(xiàn)在可能15分鐘電價(jià)就變化一次?！?楊爭(zhēng)林表示，電力市場(chǎng)化改革后非常考驗(yàn)經(jīng)營(yíng)主體的能源管理能力。

在這樣的背景下，負(fù)荷聚合商這一新型業(yè)態(tài)正悄然出現(xiàn)。以江蘇為例，2023年7月25日18：00-20:00高峰負(fù)荷時(shí)段組織“下調(diào)削峰”交易，共計(jì)10家負(fù)荷聚合商中標(biāo)，削減負(fù)荷總量29.47MW，價(jià)格為3000元/MW，有效減輕了電網(wǎng)用電高峰壓力。

2017年，我國(guó)在8個(gè)省試點(diǎn)建設(shè)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。其中，價(jià)格機(jī)制是市場(chǎng)機(jī)制的核心。負(fù)電價(jià)的出現(xiàn)對(duì)發(fā)電端和需求端都形成一定的激勵(lì)。

在發(fā)電側(cè)，價(jià)格高的電源將失去競(jìng)爭(zhēng)力，這有助于糾正盲目的電源投資。同時(shí)，還將引導(dǎo)企業(yè)加大儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)力度，激勵(lì)火電企業(yè)進(jìn)行技改，更好地匹配電網(wǎng)需求和新能源的不穩(wěn)定性。在用戶(hù)側(cè)，價(jià)格機(jī)制會(huì)激勵(lì)耗電大戶(hù)改變用電模式，錯(cuò)峰生產(chǎn)，并主動(dòng)優(yōu)化工藝降低能耗，還將增加電力消費(fèi)側(cè)的彈性，通過(guò)增強(qiáng)電力需求靈活度，來(lái)解決電力系統(tǒng)中短期供需波動(dòng)的問(wèn)題。

以山西省為例，開(kāi)展現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)建設(shè)后，過(guò)去少有人問(wèn)津的谷電現(xiàn)在更受歡迎，用電負(fù)荷峰谷差降低了4%，相當(dāng)于少建一座120萬(wàn)千瓦的發(fā)電廠。

同時(shí)，發(fā)電側(cè)的變化也在悄然進(jìn)行。過(guò)去，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷降低時(shí)，電廠機(jī)組必須下調(diào)發(fā)電功率，一般下調(diào)到50%就已是極限。引入現(xiàn)貨市場(chǎng)后，許多電廠已經(jīng)把下調(diào)功率的極限降到38%，并有企業(yè)表示，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造還有進(jìn)一步下調(diào)空間。

“在市場(chǎng)中，負(fù)荷調(diào)整就像見(jiàn)縫插針。調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的機(jī)組參與上網(wǎng)的機(jī)會(huì)多，調(diào)節(jié)能力差的有機(jī)會(huì)也上不去，這就倒逼發(fā)電企業(yè)通過(guò)技術(shù)進(jìn)步提升發(fā)電效率?！?電力自動(dòng)化研究所電力市場(chǎng)研究室主任馮樹(shù)海說(shuō)。

AI決策讓交易計(jì)算更高效

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)因交易和交付的間隔時(shí)間較短，價(jià)格會(huì)隨時(shí)間波動(dòng)。

在我國(guó)試點(diǎn)建設(shè)的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，電力日前市場(chǎng)以15分鐘為一個(gè)交易時(shí)段，每天96個(gè)時(shí)段；日內(nèi)市場(chǎng)每個(gè)交易時(shí)段為15—60分鐘；實(shí)時(shí)市場(chǎng)以交割時(shí)點(diǎn)前一小時(shí)的電能交易為準(zhǔn)。為了精確計(jì)算電價(jià)、撮合交易，電力市場(chǎng)必須考慮上百萬(wàn)個(gè)變量，將消耗極大的算力。

面對(duì)未知且復(fù)雜的電力市場(chǎng)運(yùn)行邊界，如何設(shè)計(jì)出符合我國(guó)國(guó)情的電力市場(chǎng)體系？楊爭(zhēng)林表示，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)正在探索使用人工智能技術(shù)干預(yù)，根據(jù)過(guò)去的特點(diǎn)分析市場(chǎng)規(guī)律，預(yù)測(cè)未來(lái)的市場(chǎng)走勢(shì)，“我們利用人工智能找出限制因素，將原本上百萬(wàn)的約束變量縮小為原有的一成不到。”

“團(tuán)隊(duì)已成功研發(fā)了省級(jí)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)云架構(gòu)支撐平臺(tái)，提出了多維度數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模技術(shù)、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)混合存儲(chǔ)與聯(lián)動(dòng)展示技術(shù)、客戶(hù)端和服務(wù)端圖形組態(tài)技術(shù)和微服務(wù)持續(xù)交付技術(shù)等。”楊爭(zhēng)林提到，基于這個(gè)平臺(tái)，研發(fā)人員可以像拼樂(lè)高模型一樣，實(shí)現(xiàn)一部分功能需求的敏捷開(kāi)發(fā)，大大提升了研發(fā)效率，快速響應(yīng)市場(chǎng)規(guī)則的變化。

促進(jìn)更大范圍能源互濟(jì)

從整體上看，我國(guó)能源資源與用電負(fù)荷呈逆向分布，東部地區(qū)用電量大但資源有限，西部地區(qū)資源豐富但供大于求。同時(shí)，我國(guó)水電、氣電等靈活調(diào)節(jié)資源占比較低，新能源規(guī)模很大但是分布集中。通過(guò)開(kāi)展大規(guī)模的電力市場(chǎng)交易，必然成為實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)電力資源優(yōu)化配置的重要途徑。

立足全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)要求，研究所在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)此類(lèi)實(shí)踐案例的情況下，歷時(shí)2年，自主研發(fā)了計(jì)及ATC的省間中長(zhǎng)期集中優(yōu)化出清技術(shù)，取得了從“0”到“1”的創(chuàng)新突破。

所謂ATC，就是“可用傳輸容量”，是指電網(wǎng)在已有交易或合同基礎(chǔ)上可進(jìn)一步用于交易的剩余輸電容量。該技術(shù)的研發(fā)成功，為全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)深化改革提供了決策支撐。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)化改革進(jìn)入“深水區(qū)”。應(yīng)該如何建設(shè)完善符合我國(guó)國(guó)情的電力市場(chǎng)？楊爭(zhēng)林表示，實(shí)驗(yàn)室將研發(fā)優(yōu)化模型改進(jìn)及算法性能提優(yōu)技術(shù)，進(jìn)一步推動(dòng)省間中長(zhǎng)期交易的精益化開(kāi)展，提升跨省區(qū)輸電通道利用率和新能源消納水平，助力我國(guó)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

（受訪者供圖）

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