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綜合能源系統(tǒng)日前市場可以反映短期的供需平衡關(guān)系和生產(chǎn)成本，為短期源荷不平衡量提供競爭市場，多能互補的市場效率高。在綜合能源系統(tǒng)日前市場中存在3方面的運營主體，包括能源供應(yīng)商、綜合能源系統(tǒng)運營商和用戶。
1研究背景
一直以來，我國對可再生能源行業(yè)高度關(guān)注，可再生能源并網(wǎng)運行情況逐步改善，然而棄風棄光問題依然存在。從并網(wǎng)運行角度來看，棄風棄光問題原因有：新能源規(guī)劃較為集中，電網(wǎng)調(diào)峰能力不足；外送通道建設(shè)與電源建設(shè)規(guī)模不匹配，電網(wǎng)送出能力限；電網(wǎng)存在薄弱環(huán)節(jié)，部分區(qū)域受網(wǎng)架約束影響等。從市場機制角度來看，棄風棄光問題原因有：全國統(tǒng)一市場機制不健全，新能源電力跨省消納容量??；需求側(cè)資源參與提供電力輔助服務(wù)的機制處于試點階段，影響了新能源的消納。
2論文所解決的問題及意義
解決新能源消納問題的途徑之一是實現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)日前市場出清優(yōu)化。本文對以下幾個方面的工程問題進行重點分析：
（1）北方地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機組冬季供暖導致的風電棄風問題。熱電聯(lián)產(chǎn)機組在供暖階段運行在以熱定電的模式下，發(fā)電調(diào)峰能力不足，可調(diào)節(jié)能力不足。
（2）當前日前市場出清政策機制不能體現(xiàn)新能源發(fā)電的優(yōu)勢。ISO出清模型以社會福利最大化為目標確定成交電力，不能體現(xiàn)新能源與化石能源相比的低碳優(yōu)勢。
（3）我國新能源資源與負荷分布不平衡，新能源資源豐富地區(qū)負荷較小。然而，我國外送通道送出能力有限，阻礙了新能源的外送。
（4）需求側(cè)市場尚未開發(fā)，用戶側(cè)無法靈活匹配新能源出力特征。用戶以競價的形式主動參與日前市場競爭，可以獲得經(jīng)濟利益，并促進新能源的就地消納。
3論文重點內(nèi)容
本文建立了綜合能源系統(tǒng)日前市場出清模型，設(shè)計了兩種社會效益最大的多類型能源市場交易機制。綜合能源系統(tǒng)日前市場指的是日前能量市場，即電量、熱量商品在日前這個時間尺度上進行交易。綜合能源系統(tǒng)日前市場可以反映短期的供需平衡關(guān)系和生產(chǎn)成本，為短期源荷不平衡量提供競爭市場，多能互補的市場效率高。在綜合能源系統(tǒng)日前市場中存在3方面的運營主體，包括能源供應(yīng)商、綜合能源系統(tǒng)運營商和用戶。在日前市場，能源供應(yīng)商申報售電電量、售熱熱量、電價、熱價，用戶申報購電電量、購熱熱量、電價、熱價，綜合能源系統(tǒng)運營商根據(jù)綜合能源日前出清模型確定出清電量、熱量及出清價格。日前市場平衡絕大多數(shù)電力、熱力供需，偏差電量和熱量在實時市場進行現(xiàn)貨交易。綜合能源系統(tǒng)能源側(cè)包括光伏發(fā)電、風電、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、燃氣鍋爐等，如圖1所示。
圖 1 綜合能源系統(tǒng)模型
本文從社會福利最大化角度出發(fā)，站在綜合能源系統(tǒng)運營人員的視角，建立促進新能源消納的綜合能源系統(tǒng)日前市場出清模型，可為綜合能源服務(wù)市場的報價報量策略建模提供依據(jù)。在仿真中，本文采用確定的報價報量數(shù)據(jù)，對日前市場的出清功率和價格進行仿真分析。算例參考南方電網(wǎng)現(xiàn)貨市場現(xiàn)狀，仿真中每15min形成一個交易價格，用戶申報價格仿真數(shù)據(jù)設(shè)置參考了南方電網(wǎng)現(xiàn)貨交易價格，光伏和風電的申報電價參考了阿布扎比光伏項目的競價數(shù)據(jù)。
2019年5月南方電網(wǎng)公司電力現(xiàn)貨市場開始試點運行，每15min形成一個交易價格，一天有96個價格，首次交易結(jié)算已完成，交易結(jié)果可以用來評估本文仿真結(jié)果的有效性。本文仿真結(jié)果為96個出清價格，不同通道容量下的出清電價如圖2所示，出清電價的統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。通過與南方電網(wǎng)公司電力現(xiàn)貨市場的實際平均電價相比，本文計算出的出清電價與實際相符，表明了算例報價報量數(shù)據(jù)設(shè)置的合理性。
圖2 不同通道容量下的出清電價
表1出清電價的統(tǒng)計結(jié)果
在輸送通道容量為200 kW時，風光消納容量占成交總負荷的61.69%，棄風棄光率為6.77%。在輸送通道容量為800kW，風光消納容量占成交總負荷的61.94%，棄風棄光率為0%。從仿真結(jié)果可知，外送通道建設(shè)對于促進新能源消納具有重要工程意義。
4研究結(jié)論
本文建立了促進新能源消納的綜合能源系統(tǒng)日前市場出清模型，并基于實際工程中阻礙新能源消納的問題進行了仿真分析?；诒疚牡姆抡婺Ｐ停梢苑治鏊屯ǖ澜ㄔO(shè)、申報電價、需求響應(yīng)市場等因素對日前市場出清得影響，研究結(jié)果對于我國北方地區(qū)消納風光新能源具有理論指導意義，推廣應(yīng)用前景廣闊。
周琳, 付學謙, 劉碩, 等. 促進新能源消納的綜合能源系統(tǒng)日前市場出清優(yōu)化[J]. 中國電力, 2019, 52(11): 9-18.
ZHOU Lin, FU Xueqian, LIU Shuo, et al. Day-ahead market clearing model of integrated energy system for promoting renewable energy consumption[J]. Electric Power, 2019, 52(11): 9-18.
1研究背景
一直以來，我國對可再生能源行業(yè)高度關(guān)注，可再生能源并網(wǎng)運行情況逐步改善，然而棄風棄光問題依然存在。從并網(wǎng)運行角度來看，棄風棄光問題原因有：新能源規(guī)劃較為集中，電網(wǎng)調(diào)峰能力不足；外送通道建設(shè)與電源建設(shè)規(guī)模不匹配，電網(wǎng)送出能力限；電網(wǎng)存在薄弱環(huán)節(jié)，部分區(qū)域受網(wǎng)架約束影響等。從市場機制角度來看，棄風棄光問題原因有：全國統(tǒng)一市場機制不健全，新能源電力跨省消納容量??；需求側(cè)資源參與提供電力輔助服務(wù)的機制處于試點階段，影響了新能源的消納。
2論文所解決的問題及意義
解決新能源消納問題的途徑之一是實現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)日前市場出清優(yōu)化。本文對以下幾個方面的工程問題進行重點分析：
（1）北方地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機組冬季供暖導致的風電棄風問題。熱電聯(lián)產(chǎn)機組在供暖階段運行在以熱定電的模式下，發(fā)電調(diào)峰能力不足，可調(diào)節(jié)能力不足。
（2）當前日前市場出清政策機制不能體現(xiàn)新能源發(fā)電的優(yōu)勢。ISO出清模型以社會福利最大化為目標確定成交電力，不能體現(xiàn)新能源與化石能源相比的低碳優(yōu)勢。
（3）我國新能源資源與負荷分布不平衡，新能源資源豐富地區(qū)負荷較小。然而，我國外送通道送出能力有限，阻礙了新能源的外送。
（4）需求側(cè)市場尚未開發(fā)，用戶側(cè)無法靈活匹配新能源出力特征。用戶以競價的形式主動參與日前市場競爭，可以獲得經(jīng)濟利益，并促進新能源的就地消納。
3論文重點內(nèi)容
本文建立了綜合能源系統(tǒng)日前市場出清模型，設(shè)計了兩種社會效益最大的多類型能源市場交易機制。綜合能源系統(tǒng)日前市場指的是日前能量市場，即電量、熱量商品在日前這個時間尺度上進行交易。綜合能源系統(tǒng)日前市場可以反映短期的供需平衡關(guān)系和生產(chǎn)成本，為短期源荷不平衡量提供競爭市場，多能互補的市場效率高。在綜合能源系統(tǒng)日前市場中存在3方面的運營主體，包括能源供應(yīng)商、綜合能源系統(tǒng)運營商和用戶。在日前市場，能源供應(yīng)商申報售電電量、售熱熱量、電價、熱價，用戶申報購電電量、購熱熱量、電價、熱價，綜合能源系統(tǒng)運營商根據(jù)綜合能源日前出清模型確定出清電量、熱量及出清價格。日前市場平衡絕大多數(shù)電力、熱力供需，偏差電量和熱量在實時市場進行現(xiàn)貨交易。綜合能源系統(tǒng)能源側(cè)包括光伏發(fā)電、風電、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、燃氣鍋爐等，如圖1所示。
圖 1 綜合能源系統(tǒng)模型
本文從社會福利最大化角度出發(fā)，站在綜合能源系統(tǒng)運營人員的視角，建立促進新能源消納的綜合能源系統(tǒng)日前市場出清模型，可為綜合能源服務(wù)市場的報價報量策略建模提供依據(jù)。在仿真中，本文采用確定的報價報量數(shù)據(jù)，對日前市場的出清功率和價格進行仿真分析。算例參考南方電網(wǎng)現(xiàn)貨市場現(xiàn)狀，仿真中每15min形成一個交易價格，用戶申報價格仿真數(shù)據(jù)設(shè)置參考了南方電網(wǎng)現(xiàn)貨交易價格，光伏和風電的申報電價參考了阿布扎比光伏項目的競價數(shù)據(jù)。
2019年5月南方電網(wǎng)公司電力現(xiàn)貨市場開始試點運行，每15min形成一個交易價格，一天有96個價格，首次交易結(jié)算已完成，交易結(jié)果可以用來評估本文仿真結(jié)果的有效性。本文仿真結(jié)果為96個出清價格，不同通道容量下的出清電價如圖2所示，出清電價的統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。通過與南方電網(wǎng)公司電力現(xiàn)貨市場的實際平均電價相比，本文計算出的出清電價與實際相符，表明了算例報價報量數(shù)據(jù)設(shè)置的合理性。
圖2 不同通道容量下的出清電價
表1出清電價的統(tǒng)計結(jié)果
在輸送通道容量為200 kW時，風光消納容量占成交總負荷的61.69%，棄風棄光率為6.77%。在輸送通道容量為800kW，風光消納容量占成交總負荷的61.94%，棄風棄光率為0%。從仿真結(jié)果可知，外送通道建設(shè)對于促進新能源消納具有重要工程意義。
4研究結(jié)論
本文建立了促進新能源消納的綜合能源系統(tǒng)日前市場出清模型，并基于實際工程中阻礙新能源消納的問題進行了仿真分析?；诒疚牡姆抡婺Ｐ停梢苑治鏊屯ǖ澜ㄔO(shè)、申報電價、需求響應(yīng)市場等因素對日前市場出清得影響，研究結(jié)果對于我國北方地區(qū)消納風光新能源具有理論指導意義，推廣應(yīng)用前景廣闊。
周琳, 付學謙, 劉碩, 等. 促進新能源消納的綜合能源系統(tǒng)日前市場出清優(yōu)化[J]. 中國電力, 2019, 52(11): 9-18.
ZHOU Lin, FU Xueqian, LIU Shuo, et al. Day-ahead market clearing model of integrated energy system for promoting renewable energy consumption[J]. Electric Power, 2019, 52(11): 9-18.
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