新能源与虚拟电厂交易运营关键技术及实践
北京清大科越股份有限公司 目录TENTS 能源转型及电力市场发展背景 新能源参与机制解读分析 虚拟电厂参与机制解读分析 电力交易运营关键技术及实践 01 能源转型及电力市场发展背景 从截止2024年全球各主要国家碳排放量和人均碳排放量看，中国无论从总量还是人均排放量来看均处于快速增加阶段，我国“双碳”目标驱动下新能源新能源交易均价不断下探，同时储能以及负荷侧灵活资源如何参与市场，并与新能源发展有效衔接是未来我国电力市场需要解决的难点。 传统电力市场以火电企业、电网公司为核心，随着电力市场化改革深化，当前市场主体已从单一向多元拓展涵盖分布式x新能源电站、储能运营商、负荷聚合商、虚拟电厂服务商等新兴参与方：交易品种也从传统的“年月及月内中长期电能量交易”电能量，进一步拓展至现货（日前／日内／实时）、辅助服务（调频／备用／吧坡等）、绿电绿证、需求响应、容量市场等多元品类市场。在此背景下，针对新型市场主体资源特性的市场规则持续优化，新能源、储能、虚拟电厂等多主体联合参与电力市场的模式，已逐渐成为行业发展的重要趋势 电源侧方面，分布式光伏、分散式风电发电装机和发电量占比将持续上升，但风电/光伏的间歇性导致弃风弃光”仍有发生，需分布式储能通过“充电储绿电、放电补缺口”提升消纳率。 负荷侧方面，随着电能替代深入，空调、电热泵、电锅炉等温感负荷占比提高，气象因素主导下的源荷供需双侧大范围波动，电力供应不足风险高，存在巨大挑战：巫需推动分布式储能/新能源成为“用户侧削峰填谷、电网侧调压调频”的关键资源，形成“供需双向驱动”的市场环境 >统一电力市场博奔方面，各省新能源高比例发展模式下分时段供需博奔复杂，跨省跨区省间博弃、省内新能源与灵活性调节资源博奔、电力市场模式下需多市场主体联合博奔 市场运营模式方面，随着高比例新能源与虚拟电厂源占比提高，市场价格波动巨大，市场交易运营的风险高，驱需供需联合对冲风险，单一新能源参与虚拟电厂参与模式下无法有效规避市场主体交易运营风险， 新能源入市后参与市场电价水平低，已影响产业健康可持续发展。在新能源渗透率较高的省份，中午时分光伏发电量较大，往往会导致低谷电价的出现，进而影响光伏项目现货的年平均成交价格。从全国范围来看，大部分省份新能源入市后的结算电价相较于标杆上网电价均呈现出显著的下滑趋势，降幅普遍超过10%。 山东电力现货市场的光伏的实时现货结算均价从2024年的0.17元/度一路下滑，2025年4月创下0.0159元/度的历史最低纪录。 新能源参与机制解读分析 72.1-新能源参与电力市场交易机制 随着136号文件在各省落地，集中式新能源及分布式新能源在不同省份参与市场模式存在较大差异，主要区为机制电量是否参与中长期。是否参与现货市场、参与交易后补贴交易均价标准，差价合约比例等，分省新能源交易机制存在较大差异，在新能源交易运营工作中需要重点开展梳理。 72.1-新能源参与电力市场交易机制 新能源参与中长期各省都以分时段交易为标的，现货模式下中长期交易交易主要结合场站分时段发电量预测，对标中长期电量偏差考核要求和现货均价开展交易。需要将中长期交易时间尺度与现货交割周期进行匹配，提前形成分时的市场价格信号，不断调整确定各时段的中长期合约电量。对于买卖双方实现了交易商品的统一，彻底改变了曲线交易阶段的零和博奔难和转让流通性差的问题。 2.1-新能源参与电力市场交易机制 新能源参与现货交易时，以单偏差结算实时市场、双偏差日前实时市场以及日前二次出清+实时市场等不同市场模式。在日前-实时现货市场和日前二次出清+实时的省份，新能源通过对标日前-实时价差表现上抬或下压申报电量值博取现货市场价差收益。 “报量报价"是主动出击的策路 “报量不报价“则足稳健保守的选择 口更大概率争取更高收益空间：新能源企业可品于成本，市场供需预期自主定价，争取更高收益空间，这种模式下，当市场出清价高于自身报价时，电站可快取超额收益 口可有效降低交易复杂度：电站仅申报发电量，不设定价格，直接接受市场统一出清价格。这种模式避免了复杂的定价决策，降低了交易复杂度， 口更适合风险庆恶型或现金流教感型企业：在市场整体价格稳定时，这种策略可以确保企业总体收益可预期；但在极端波动时可船承受收益损失。 口更适合对市场有深度理解，成本优势明显的光伏企业：这种策略要求企业具备精准的市场预别能力，若报价过高可能无法成交，导致发电量浪费：报价过低则可能造成收益损失 口典型东例：在西北某省，一家50MW光伏电站固被动接受市场价格，牛问高降发电时段的结算价多次低于0.1元/度，导致项目内部收益率(IRR）从预期的8%降至不足5%， 口典型案例：在山西省，由于建立了连续运行的电力现货市场，采用“报量疫价模式的大型工高业项目可通过余电上网参与交易，并配合分时合约对冲风验，数君显示，山西峰时段电价较基准价上浮20%，为项目带来了额外收益空间 72.2-新能源参与电力市场模式 集中式新能源直接参与，分布式新能源项目（尤其是中小型项目）受资金、技术、人才等限制，在参与市场交易时通常面临“自主交易成本高”“议价能力弱”等问题，因此形成“直接参与”与“聚合代理”两种主流模式，适配不同项目的能力桌赋。 2.2-新能源参与电力市场模式 新能源主要收益转为“市场定价为主、政策保障为辅”的新阶段。这一变革彻底打破了过去依赖固定补贴的收益模式，构建起“场内收入+场外收入”双维度协同的收益框架，同时要求项目运营方精准应对市场波动政策衔接、技术适配、仓位管理等多重收益影响因素和变量。 在“场内+场外"双维度收益框架下，项目通常面临“自用与“上网的比例分配问题，项目一般可选择不同模式下（“全额上网自发自用、余电上网绿电直连（试点地区））的收益计算逻辑差异显著，核心在于“自用电量按协议电价、余电按市场电价”的规则。 虚拟电厂参与机制解读分析 03 73.1-虚拟电厂参与电力市场模式分析 基于各地资源烹赋，形成了多样化的应用场景。国内虚拟电厂已能够实现小时、分钟级、秒级不同时间尺度响应调节，提供电能量，调峰，调频等多样化技术产品，各地市场机制正逐步完善。不同区域的虚拟电厂参与模式各有特色。华北区域以聚合分布式新能源等为主，参与现货、调峰辅助服务市场；华东区域聚合工商业园区负荷等资源，参与需求侧响应和调峰辅助服务：华中区域聚合多种资源，主要参与调峰辅助服务：南方区域进行了多项试点探索。 T3.2-虚拟电厂盈利模式分析 03中长期交易 01峰谷套利 口是虚拟电厂的重要收益来源：学速虑拟电厂响度电网呼谷次致不确定因此在中长期常差收蓝考核时给予盘拟电广不同调节比测下的信差范国免考极，对峰谷中长期持仓比例考极范国更宽，更有利于感拟电厂在中长期市场中概据与现货均价预测阅的价差表现灵活遇仓，获取部分收益，但同样价差误判请成的风险也同样存在， 口是虚拟电厂提升收益的关锂：虚双电厂在参与电能量市场交晶中，可利用峰谷高价差，创造了更大收益空间。如山东一虚拟电厂30MW（调节能力，4小时）/70MW（基荷），单日套利收益高达48万元 口政策红利推动虚拟电厂快速发展：虚拟电厂其相应中午增加的负荷获益，山东常态化午间高峰用电，呈现光伏消纳性负荷特性曲线 单应时段与普通单元期则考校区别：将普通交易单元的0.9倍卖际用电量需换为（90-1.2×β）%*实际用电量 02电力辅助服务收益 04容量电价补偿 虚拟以电厂授受电网的调节，为电网提供有偿铺助服务以获取相应收点 口容量收益的保庭"手股：山东：虚拟电厂聚合分布式电与快能时损据聚合资源类型获得市场化容量补偿费用。独立新型储能电站日可用容量=铭能电站核定放电功率×k×h/24，k值与运行可靠性挂钩，h为放电时长，海需：虚拟电厂参与约定型峰响皮时，未调用部分享受备用容量补偿，标准为0.3元/干瓦月 口调峰收益：多为按调障电量给予充电补偿，价格从0.15元/kWh(山东到0.8元/kWh（宁夏）不等，口调领收益（试点中，江苏10MW2小时）：多为按调须里程基于补偿根据虚拟电厂响应AGC调指含的多少，补M偿0.1-15元/MW的调懒M偿，口备用客量收益：每小时每干巨不高于0.01元的标准，对建没有技术支持系统，具备分钟级实时调节能力的虚拟电厂给予备用客量补贴。 电力交易运营关键技术及实践 74.1-新能源交易运营关键技术 集中式和分布式新能源电力交易预测需支持年度、月旬、月内及现货等多批次交易场景，电力交易关键是跨时间尺度电价价差预测及判断能力，并依此进行尽可能精准的电量隔差控制决策并通过算法预测和大数据软件集成平台实现高效应对新能源复杂交易。 全时空广域新能源预测 新型电力系统的发展与电力市场化改革的推进，让新能源预测向更长预测时长、更综合全面应用发展。目前主要的应用包括基于物理建模和历史资源统计再分析的新能源中长期电量预测：考虑组合预测及概率预测方法的新能源日前及实时预测；分布式光伏预测技术、极端/转折性天气的新能源爬坡预测。 年度（多月）交易决策：面向新能源累积概率密度与新能源装机耦合出力重构的长周期电力现货价格预测的技术特征，构建了兼容新能源中长期预测误差与时间序列市场均价K值修正的长周期电力现货均价时序模拟模型和长周期现货均价预测多尺度扩展框架 月（旬）度交易决策：市场供需与主从博奔的中长期电力交易出清价格预测方法，构建了兼容中长期交易风险与中长期交易收益概率分布特性的交易决策模型，具备中长期出清价格预测与长周期现货均价价差分析功能，形成了适用发售双侧灵活交易决策技术。 月内交易或日滚动交易决策：基于日滚动及中长期交易价格预测制定交易价格区间范围，采用近期样本统计规律，动态矫正不同时段系统误差影响，同时考感交易规则限值设定，结合市场交易量和价格区间限值给出挂摘牌建议，在UK及网络交互容许条件下自动交易操作，实现自动交易， 省内现货市场价格预测：面向市场边界数据场景相似与随机森林机器学习算法结合的日前现货市场价格预测方法，并建立了日前-实时价差风险收益的日前现货申报策略优化模型，具备日前价格预测与策略申报优化功能。 省间现货市场价格预测：采用多元邻近值算法对数据预处理，基于皮尔逊相关性理论建立气象数据多向量与省间现货价格相关性分析指标，基于动态时间弯曲距离开展气象因素相似度计算，构建气象相似度和随机森林树模型的省间现货电价预测模型，实现省间价格预测，均方根准确率75%左右 省间价格预测技术体系 74.2-虚拟电厂交易运营关键技术 虚拟电厂运营重点关注调节资源管理和交易决策优化，在调节资源管理方面需要掌握调节资源响应的用户收益自评估及展示、极端气象下的调节能力及风险、用户偏差的激励与考核管理等相关资源管理能力和技术；在交易计策和优化方面，需要具备基于调节能力评估和各交易批次分时段市场均价预测和策略优化技术。 4.2-虚拟电厂交易运营关键技术 调节资源响应收益自评估：考虑价格预测误差和用户响应行为误差，以虚拟电厂调节资源响应成本最小为优化目标，开展虚拟电厂曲线调整，并以用户实际行为结果做为红利分享计算结果。虚拟电厂总体营收包括中长期交易策略收益、日前现货市场申报收益、用户响应行为激励收益等。 74.2-虚拟电厂交易运营关键技术 极端气象下的调节能力评估及预测：根据极端气象情况开展断面、厂站的资源分布和调峰需求解析设计不同极端应用场景下多层级、多时序的资源组合方案：通过聚合分析各区域资源实际可调潜力评估，为用户申报调节能力提供校核基准，并为现货市场协同优化组合方案提供依据。 74.2-虚拟电厂交易运营关键技术 用户响应激励和偏差考核分解：基于峰谷电价预测及交易策略在用户侧应用，以用户开展响应后的结果开展实时策略响应评估，将虚拟电厂综合收益分解至用户以响应分红合约为基准将激励金额和考核结果及时分解至用户，通过可量化的经济性激励考核结果提高用户侧响应和偏差控制能力。 4.2-虚拟电厂交易运营关键技术 基于调频价格区间的联合策略优化：
