摘要：針對當前日前電能量市場以價格為單一出清依據的現狀，提出一種基于熵權法的日前電能量市場打分出清決策方法。首先，介紹參與出清的主體及各主體職能及交互關系，并闡述該方法的基本原理。其次，構建打分出清法模型，包括上網側電能質量保險模型以及各主體出清收益模型。再次，構建打分出清決策指標體系，包括發電商上網電價、發電能源類別、上網電能質量等級、申報電量偏差率、發電穩定性、燃煤費用及環境污染治理成本 項指標的定義及具體計算。然后，基于熵權法計算各項出清決策指標權重，并應用模糊理論計算得到各發電商各出清時段的得分。市場運營機構根據各時段得分情況，公布出清及懲罰結果。最后，算例結果表明了所提方法的有效性與實用性。

　　關鍵詞：日前電能量市場;熵權法;打分出清決策方法;電能質量保險機制

　　0 引言

　　2015 年我國開始又一輪的電力市場改革[1]，2017年 月底國家發改委、國家能源局發布通知[2]，以廣東等 個地區作為第一批電力現貨市場改革試點，各試點選擇相應的市場模式、出清模型、價格機制等[3]，于 2019 年 月底前全部投入現貨市場模擬試運行[4]。2019 年，我國提出要建立促進可再生能源消納的現貨交易機制[5]。“十四五”規劃指出要加快推動綠色低碳發展，降低碳排放強度，推動雙碳政策的落實[6 7]。但各地區電力供需水平、市場改革程度等不同，各試點電力現貨市場中出清決策機制各不相同，存在分歧。文獻[8]提出一種綜合能源系統三主體交互迭代聯合競價出清策略。文獻[9]利用條件風險價值對微網現貨市場面臨的價格波動風險進行了量化分析。文獻[10]研究了市場出清機制下綜合能源服務商出清決策和用戶響應雙層優化競價策略。

　　文獻[11]通過可再生能源配額制的電力交易體系激勵市場成員主動消納可再生能源。文獻[12 14]將可再生能源的保障性消納納入電力市場出清機制設計之中。文獻[15]建立了基于低碳激勵型出清的清潔能源跨省區交易雙層優化模型。文獻[16]考慮用電需求偏差設計了日前市場調度優化模型。現有的市場出清機制中，雖有文獻考慮了保障新能源消納的出清機制、低碳激勵型的出清機制等，但發電商上網電價在市場出清中依舊占據絕對主導作用，導致出清決策結果過于片面。目前尚未有一種綜合考量發電商各項指標的出清策略。隨著管住中間，放開兩頭市場格局發展，電能質量問題日漸凸顯[17]。文獻[18 19]提出電能需按質定價，并提出了一種配電網電能質量差異化市場服務定價方法。文獻 20考慮售電公司與用戶間的博弈，提出一種基于Stackelberg 博弈的電能質量定價方法;文獻[21]為用戶所提不同電能質量需求定制差別服務。

　　文獻 22 采用基本電價疊加電能質量保險費的價格形成機制，提出一種基于質量保險的多質量等級電能定價方法。文獻[23]提出一種考慮有限理性用戶選擇行為的電價套餐設計方法。文獻[24]為鼓勵優質分布式電源入網，提出了基于電能質量的上網電價模型。文獻[25]建立發電側發電獎懲規則，提出一種計及電能質量的電力市場多主體博弈模型。以上文獻關注了電能質量問題，但多是按質定價，其市場手段有限。綜上，本文構建日前電能量市場出清決策指標體系，提出一種基于熵權法的日前電能量市場打分出清決策方法(以下簡稱“打分出清法”)。此外，構建上網側電能質量保險模型，并將其引入日前電能量市場出清。通過算例來驗證本文所提打分出清法的有效性與實用性。

　　1 打分出清法基本原理

　　1.1 出清主體本文探討的日前電能量市場出清主體為風電場、光伏發電站及火電廠等不同性質的發電商及市場運營機構。市場運營機構是日前電能量交易市場的出清決策中心，包括電力交易機構和電力調度機構。負責發布日前電能量市場各時段的負荷需求量，并根據調度計算配發各發電商的供電配額;收取各發電商的上網電能質量保險費用并結算相應的電能質量達標返還金;出清完成后公布和監督懲罰執行等。各發電商根據市場運營機構配發的供電配額內部優化申報電量及電價，上交電能質量保險費用。各發電商互為競爭關系。

　　1.2 出清原理首先，構建運行日某時段的打分出清決策模型，包括上網側電能質量保險模型以及風電場、光伏電站、火電廠和市場運營機構的出清收益模型。上網側電能質量保險模型分為電能質量保險費用及電能質量達標返還金兩部分，各出清主體的出清收益包括售電收入、發電成本、電能質量保險費用及電能質量達標返還金。其次，構建打分出清決策指標體系，包括上網電價、發電能源類別、上網電能質量等級、申報電量偏差率、發電穩定性、燃煤費用及環境污染治理成本。然后，基于熵權法對發電商各項出清決策指標進行權重計算，并應用模糊理論計算各發電商各出清時段的得分。最后，市場運營機構根據各時段得分情況，決策出清結果并公布。

　　2 打分出清模型

　　2.1 構建上網側電能質量保險模型

　　首先對發電商的電能質量進行評估分級，分為A 、A 、A 、A 、A 共 個等級，分別對應表示電能質量優質、良好、中等、一般、及格。A 級為發電商上網電能所需滿足的基本電能質量等級。當發電商參與日前電能量市場出清交易時，市場運營機構默認參與交易的發電機組所發電能的電能質量都能達到最高 A 級，故各發電商需要按照最高電能質量等級 A 向市場運營機構上交對應的電能質量保險費用，意味著參與出清的各發電商在申報信息階段承諾其上網電能質量等級全部為 A 級;當實際執行日前市場交易時，市場運營機構根據發電商實際產電的電能質量，按照一定規則返還相應的電能質量保險費用。

　　A 級為電網所期望的最優質電能質量等級，對于實際達到 A 級的電能，市場運營機構將返還發電商所上交的全部電能質量保險費用，即電能質量達標返還金相當于發電商因為生產優質電能而獲得的盈利;而對于生產電能質量等級為 A 級的發電商，將不返還其上交的電能質量保險費用，即其在交割日所獲得的電能質量達標返還金為 元，相當于其因為生產低質量的電能所付出的額外發電成本。同時為加大鼓勵發電商生產更加優質的電能，本文在設計各級電能質量保險返還金加權值時，考慮級別越高，加權值的權重越高的原則，設計了不同電能質量等級的差異化保險加權值，使其呈現斜率變大的非線性狀態。以此來促進各發電商生產電能質量更優質的電能。

　　2.2 構建出清主體出清收益模型打分出清法構建的各市場主體的收益模型為日前電能量市場的某運行日 時段的收益模型。本文暫時僅考慮可再生分布式電源發電商中的風電場商及光伏電站，以及傳統的火電商，日后研究可據此進行擴展。

　　3 構建打分出清決策指標體系構建打分出清決策指標體系，包括發電商的上網電價、發電能源類別、上網電能質量等級、申報電量偏差率、發電穩定性、發電燃煤費用及發電造成的環境污染治理成本，具體定義如下。

　　3.1 發電商上網電價發電商的上網電價由發電商依據自身出清收益模型自主制定[8]。發電商在自主定價時除了考慮自身收益外，還必須兼顧每個出清時段與其他發電商上網電價的競價關系[26 27]。若報價太低，則有損自身收益;報價太高，則不一定能中標。故而，制定合理的上網電價至關重要。

　　4 打分出清決策方法本文采用熵權法對參與出清的各發電商的出清決策指標進行權重計算，并根據各項指標的權重對各發電商進行綜合打分，據此決策出某時段各發電商的出清優先順序。

　　5 算例分析現以某省電網某典型自然日為例，實施本文所提的日前電能量市場打分出清決策方法。在該自然日，參與出清的發電商類型及數量為3 個風電場商(W1、W2、W3)、 個光伏發電站(P1、P2)及 個傳統火電廠(F1、F2、F3、F4)。

　　6結論

　　本文設計了上網側電能質量保險機制，并將其引入日前電能量市場。同時，本文構建了包括發電商上網電價、發電能源性質、上網電能質量等級、申報電量偏差率、發電穩定性、燃煤費用及環境污染治理成本的 項指標的打分出清決策指標體系，并設計了基于熵權法的打分出清決策方法。結合算例，得出以下結論：

　　1)電能質量保險機制對發電商上網電能質量的提升具有顯著約束作用，同時可增收市場運營機構的盈利，該部分盈利置于不平衡資金池用作調節市場，可增大社會福利。2)打分出清決策法不以電價為單一出清依據，是一種綜合評估發電商的出清決策方法，可以激勵發電商生產優質電能，提高發電預測精度，壓縮成本降低上網電價，減少燃煤發電優先新能源發電等，有利于雙碳目標的實現以及未來建設更加綜合全面的電力市場。3)保險電價系數 和保險加權系數 X 可根據市場情況靈活選取，具有一定的靈活性。可保障發電商基本收益且激勵發電商生產更優質電能。出清懲罰機制的合理設置，有利于保障機制的良性運作。4)本文研究內容僅局限于日前電能量市場，尚不全面。進一步工作將著力于研究打分出清決策法在中長期電能量市場及實時電能量市場中的應用。

　　參考文獻

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　　[5] 樊宇琦，丁濤，孫瑜歌，等.國內外促進可再生能源消納的電力現貨市場發展綜述與思考[J].中國電機工程學報，2021，41(5)：1729 175 .

　　作者：劉娜 1，武占軍 2，郭靈杰 2，張博 1，武相亨 2，劉健康 1