竞争性售电服务市场基础理论及关键技术

概述

• 背景：随着清洁能源大规模接入和用电需求多样化，传统售电模式面临挑战。配网公司投资粗放，售电公司依赖价差盈利模式难以持续，市场机制未能有效引导资源优化配置。
• 框架：提出竞争性售电服务市场构想，将售电服务分为“普遍服务—定制服务—增值服务”三个层次，旨在构建高效运营的竞争性售电服务理论体系。

研究内容

一、竞争性售电服务市场演化理论

• 研究内容：刻画市场多样化主体、差异化服务、动态化边界的复杂耦合特征，分析内生因素与外部条件的非线性动态交互，选择促进配网运营效率提升的市场组织模式。
• 研究框架：采用模糊元胞自动机驱动的系统动力学模型，结合耗散结构理论，分析市场架构、主体规模、拐点条件、平衡形态等要素的发展趋势。
• 系统动力学模型：模拟长期市场动态和反馈结构，优化模型聚焦短期仿真，基于市场机制生成准确的价格信号，打破传统系统动力学基于固定正负反馈的定性分析。
• 双时间尺度动力学模型：结合能量市场和容量市场，推演分布式电源的长期发展趋势，分析不同市场机制下需求响应服务规模和价格波动。
• 仿真结果：分布式新能源容量持续上升，2024年反超集中式新能源；分布式储能容量在2035年后可能超过分布式新能源；分布式资源现货发电量长期趋势下降，绿证价格持续走高。

二、竞争性售电服务市场定价理论

• 研究内容：构建涵盖多种服务类型的综合性定价体系，提出普遍用电服务定价理论和定制化与增值服务定价理论，内嵌激励相容性质的售电服务定价机制。
• 研究框架：考虑多维服务特性、场外干预与非凸特性，设计服务定价方法，确保普遍用电服务占用/贡献确定，满足成本合理追踪与分摊。
• 多维售电服务定价体系：基于普遍用电服务的公共资源占用价值差异提出定价理论，构建内嵌资源价值与服务价格传导关系的定价模型；基于用户差异化服务需求价值特性提出定制化与增值服务定价理论，构建基于设备配置与价值分配理论的供应策略与定价方案。
• 普遍用电服务定价：分析场外干预与非凸特性下定价机制的经济学性质，提出解析表征方法，建立计及场外干预影响的优化定价模型，确保价格信号激励效用形成。
• 定制化与增值服务定价：基于多参数规划理论刻画负荷侧储能弹性空间，建立考虑负荷侧储能弹性空间约束和效益的配电网可靠性扩展规划模型，提出负荷侧储能效益分摊方法，确保成本合理追踪与价值实现。
• 仿真结果：所提方法在24节点和54节点配电系统中可使总投资成本降低8.9%和39.4%，有效缓解传统方法的投资冗余问题。

三、竞争性售电服务市场运营理论

• 研究内容-1：研究基于售电主体能量、信息与资金流普遍供电服务的定量关系，构建涵盖长期投资模型、市场模型和基于LSTM-AE的售电主体系统结构运行控制模型的协同优化的多尺度风光/荷场景生成锁链。
• 研究内容-2：研究全链精准营销的售电服务产品设计方法，通过多级时间尺度市场进行购电，设计多元零售套餐满足不同用户需求。
• 研究内容-3：通过一体化建模与协同仿真实现不同时间尺度上的深度融合，形成售电主体投资规划、运行优化与市场竞争协同决策框架。
• 仿真结果：光伏套餐机制显著优先投资，其投资容量远超其他类型；售电公司收益增长，风光储逐年化配置，售电公司集成投资-运行-竞争一体化模型较单独优化年均收益增加。

四、竞争性售电服务市场仿真技术

• 研究内容：结合前述理论成果，提出售电服务市场的自组织交易模式及交易规则，构建集成合同管理-竞价-出清-结算等功能的售电服务市场全链条业务架构仿真原型。
• 研究框架：构建分布式协同自治信息对等共享的售电服务市场交易机制，搭建集成交易全环节的售电服务市场云平台仿真系统，运用类结构方程对售电服务演化定价-运营进行大数据模拟推演验证。
• 仿真平台：构建四层架构（感知层、平台层、服务层、应用层），涵盖多智能体系统的基础数据、功能模块、仿真策略等，实现电力市场运营、新能源发电预测等领域的全流程仿真分析与决策优化。
• 技术方法：基于多代理的电力市场协同仿真技术模拟真实市场中不同主体复杂多样的竞价决策行为；引入电加市场多主体博弈理论框架模型促进仿真平台内各个市场参与主体之间的充分竞争。
• 平台发布：发布用于教学科研和社会服务的售电市场演化-定价-运营闭环仿真验证平台。

总结

• 核心观点：提出优化耦合系统动力学模型，实现系统动力学模型内嵌全约束出清的计算机制；提出满足用户差异化供电可靠性需求的售电服务定价方法，揭示竞争性售电市场多元化服务的分层供应及价值发现机理；提出售电主体资金、能量、信息与多维服务之间的量化分析模型，实现面向竞争力提升的售电主体投资策略、运行方式、市场运营一体化建模；提出基于多智能体的售电服务市场全链条业务仿真架构，实现多主体交易模拟。
• 关键数据：分布式新能源容量2024年反超集中式新能源，分布式储能容量2035年后可能超过分布式新能源，分布式资源现货发电量长期趋势下降，绿证价格持续走高，24节点和54节点配电系统中总投资成本降低8.9%和39.4%。
• 研究结论：所提方法在满足用户差异化需求的前提下有效缓解传统方法的投资冗余问题，促进市场主体申报真实成本价值，实现服务精准匹配，提高资源配置效率；构建的售电服务市场全链条业务仿真架构和平台可为市场主体提供决策工具，助力政府制定政策和企业经营决策。