“出清”一詞本源于經(jīng)濟(jì)學(xué)，指市場(chǎng)通過價(jià)格調(diào)節(jié)，使商品供需達(dá)到平衡、所有愿意交易的主體均能完成交易的狀態(tài)。

在電力市場(chǎng)中，“出清”因電力“無法儲(chǔ)存、瞬時(shí)平衡”的特殊屬性，被賦予了更具體的內(nèi)涵——它不僅要實(shí)現(xiàn)發(fā)用電供需匹配，還要保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。那么，電力市場(chǎng)中“出清”到底是什么?又有哪些模式?是否進(jìn)行安全校核?本文試圖用通俗的語言，把電力市場(chǎng)出清的來龍去脈講清楚。

(來源：北極星電力市場(chǎng)網(wǎng) 作者：清風(fēng))

一、先搞懂：什么是電力市場(chǎng)出清?

簡(jiǎn)單來說，電力市場(chǎng)出清，就是根據(jù)市場(chǎng)規(guī)則和所有買家和賣家的報(bào)價(jià)，最終確定“誰發(fā)電、誰用電、發(fā)多少、用多少、按什么價(jià)格結(jié)算”的過程。

具體怎么操作呢?關(guān)鍵在于“高低匹配”原則，我們可以把它想象成一場(chǎng)“供需配對(duì)會(huì)”：

賣方排隊(duì)：發(fā)電廠(比如火電廠、光伏電站)會(huì)報(bào)出自己愿意發(fā)電的價(jià)格和電量，然后按“價(jià)格從低到高”排序——就像菜市場(chǎng)里，賣菜的人按低價(jià)在前、高價(jià)在后的順序排隊(duì)，這樣更容易吸引買家。

買方排隊(duì)：用電方(比如工廠、售電公司)會(huì)報(bào)出自己愿意買電的價(jià)格和電量，然后按“價(jià)格從高到低”排序——好比買菜的人按高價(jià)在前、低價(jià)在后排隊(duì)，這樣更容易和賣家達(dá)成交易。

配對(duì)成交：從“最低價(jià)的賣方”和“最高價(jià)的買方”開始配對(duì)，只要買方報(bào)價(jià)高于賣方報(bào)價(jià)，這筆交易就有效。接著往下配對(duì)，直到出現(xiàn)最后一對(duì)“買方報(bào)價(jià)≥賣方報(bào)價(jià)”的組合，之后的配對(duì)因?yàn)橘I方價(jià)低于賣方價(jià)，就不再成交。

二、分場(chǎng)景看：電力現(xiàn)貨市場(chǎng)有哪些出清模式?

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)不是“單一市場(chǎng)”，而是由“日前市場(chǎng)、日內(nèi)市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)”組成的“組合市場(chǎng)”。這三個(gè)市場(chǎng)的出清功能不同，又相互配合，共同構(gòu)成完整的現(xiàn)貨市場(chǎng)體系。

PART.1

1.先看三個(gè)市場(chǎng)的分工：

日前市場(chǎng)：提前一天的“大規(guī)劃”

日前市場(chǎng)在實(shí)時(shí)運(yùn)行前一天組織出清，比如今天中午確定明天全天的發(fā)電計(jì)劃。這時(shí)，發(fā)電廠商能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)明天的發(fā)電能力，用戶也能預(yù)估明天的用電需求。通過出清，能確定明天哪些機(jī)組開機(jī)、每小時(shí)發(fā)多少電、交易價(jià)格多少，形成最基礎(chǔ)的“發(fā)電-用電清單”。

日內(nèi)市場(chǎng)：當(dāng)天的“小調(diào)整”

就算提前一天規(guī)劃好，也會(huì)有意外情況——比如第二日天氣變化，光伏發(fā)電量比預(yù)期少;或者某家工廠臨時(shí)停工，用電需求下降。這時(shí)，日內(nèi)市場(chǎng)就發(fā)揮作用了：它在日前市場(chǎng)關(guān)閉后開放，允許市場(chǎng)主體調(diào)整之前的計(jì)劃，比如光伏電站減少發(fā)電量，其他電廠補(bǔ)上空缺發(fā)電量;用戶則可以根據(jù)當(dāng)日實(shí)際生產(chǎn)情況增加或減少購(gòu)電量。不過，日內(nèi)市場(chǎng)的交易規(guī)模通常很小，主要是“微調(diào)”，不改變整體計(jì)劃。

實(shí)時(shí)市場(chǎng)：最后關(guān)頭的“安全閥”

實(shí)時(shí)市場(chǎng)在用電前1小時(shí)左右組織出清，比如晚上6點(diǎn)確定7點(diǎn)的發(fā)電計(jì)劃，非常接近實(shí)際用電場(chǎng)景。它的核心作用不是“交易電量”，而是“保障安全”。如果電網(wǎng)出現(xiàn)突發(fā)情況，實(shí)時(shí)市場(chǎng)能通過出清調(diào)整機(jī)組出力，比如讓附近的電廠多發(fā)電，或者引導(dǎo)用戶臨時(shí)減少用電，避免電網(wǎng)過載。同時(shí)，實(shí)時(shí)市場(chǎng)的價(jià)格能真實(shí)反映“當(dāng)下電力稀缺程度”，比如用電高峰時(shí)，電供不應(yīng)求，價(jià)格會(huì)上漲，提醒用戶節(jié)約用電;用電低谷時(shí)，價(jià)格下降，鼓勵(lì)用戶多用電。

PART.2

再看核心出清模式：

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的核心出清模式按交易組織方式的不同，主要分為“集中出清”、“分散出清”以及“混合出清”。

集中出清模式：

這是目前大多數(shù)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)采用的模式，就像“電力超市”：所有發(fā)電廠商和用戶都在同一個(gè)平臺(tái)報(bào)價(jià)，市場(chǎng)組織者收集全網(wǎng)的發(fā)電資源和用電需求，統(tǒng)一進(jìn)行優(yōu)化匹配，發(fā)電企業(yè)報(bào)的是自己愿意賣出的電量和價(jià)格，用電方報(bào)的是想買的電量和能接受的價(jià)格。

比如說，有A、B、C三家發(fā)電企業(yè)：A報(bào)價(jià)0.3元/度、電量20萬千瓦時(shí)，B報(bào)價(jià)0.32元/度、電量15萬千瓦時(shí)，C報(bào)價(jià)0.35元/度、電量25萬千瓦時(shí);用電方D報(bào)價(jià)0.4元/度、電量30萬千瓦時(shí)，E報(bào)價(jià)0.38元/度、電量20萬千瓦時(shí)。市場(chǎng)組織者先將賣方按低到高價(jià)排序(A→B→C)，買方按高到低價(jià)排序(D→E)。從A與D開始匹配，A的20萬千瓦時(shí)全給D，D還需10萬千瓦時(shí);接著B的15萬千瓦時(shí)中，10萬千瓦時(shí)給D，D需求滿足，B剩余5萬千瓦時(shí);再將B剩余5萬千瓦時(shí)和C的25萬千瓦時(shí)中15萬千瓦時(shí)給E，E需求滿足。最終按最后一筆有效交易(C與E，0.35元/度和0.38元/度)算統(tǒng)一價(jià)0.365元/度，所有成交主體按此價(jià)結(jié)算。

分散出清模式：

與集中出清模式不同，分散出清模式主要適用于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的部分電量競(jìng)爭(zhēng)。發(fā)電企業(yè)與用電方(如大用戶、售電公司)直接協(xié)商交易，根據(jù)自身成本、需求和市場(chǎng)預(yù)期確定價(jià)格和電量，無需通過集中平臺(tái)統(tǒng)一撮合。

比如說，有A、B兩家發(fā)電企業(yè)：A是光伏電站，午間有10萬千瓦時(shí)余電，成本0.28元/度，預(yù)期賣0.32元/度;B是火電廠，有20萬千瓦時(shí)電量，成本0.3元/度，預(yù)期賣0.35元/度。用電方C是食品加工廠，午間需12萬千瓦時(shí)電量，能接受0.33元/度;D是商場(chǎng)，需18萬千瓦時(shí)電，可接受0.36元/度。A直接聯(lián)系C，協(xié)商后以0.32元/度成交10萬千瓦時(shí)，C還需2萬千瓦時(shí)，再找B，以0.35元/度成交2萬千瓦時(shí);B剩余18萬千瓦時(shí)，與D協(xié)商，以0.35元/度成交18萬千瓦時(shí)。交易無需統(tǒng)一平臺(tái)，雙方自主確定細(xì)節(jié)，價(jià)格和電量因交易對(duì)象不同而有差異。

混合出清模式：

這種模式就是集中和分散的結(jié)合體。一部分交易通過集中出清模式來完成，另一部分則由發(fā)用電雙方自己協(xié)商。

比如說，A是大型火電廠(50萬千瓦時(shí)，成本0.3元/度)，用電方B是工業(yè)園區(qū)(需40萬千瓦時(shí))，A、B參與集中出清，需求滿足。A有10萬千瓦時(shí)余電，直接聯(lián)系用電方C，協(xié)商后以0.35元/度成交，這部分為分散交易。

三、守底線：出清結(jié)果必須過“安全校核”這一關(guān)

前面我們講的出清，都是“不考慮電網(wǎng)安全”的理想情況——但實(shí)際中，就算供需匹配了，如果電網(wǎng)承受不住，也會(huì)出大問題。所以，所有電力現(xiàn)貨市場(chǎng)出清結(jié)果，都必須經(jīng)過“安全校核”，這是電網(wǎng)安全的最后一道防線。

01

1.什么是安全校核?

安全校核的本質(zhì)，就是“檢查出清結(jié)果是否符合電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)則”。就像我們開車前要檢查剎車、輪胎一樣，電網(wǎng)在執(zhí)行出清計(jì)劃前，也要檢查：按照這個(gè)計(jì)劃發(fā)電、用電，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)線路過載、設(shè)備故障、電壓不穩(wěn)定等問題。只有通過校核的出清結(jié)果，才能真正執(zhí)行;沒通過的，要重新調(diào)整。

02

2.安全校核怎么操作?——四步走，覆蓋全場(chǎng)景

安全校核是個(gè)技術(shù)活，需要專業(yè)的調(diào)度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)支持，具體分為四步：

第一步：建模型，收集“全量數(shù)據(jù)”

首先要為當(dāng)前電網(wǎng)建立“數(shù)字模型”，就像給電網(wǎng)畫一張“詳細(xì)地圖”。然后收集所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括：

電網(wǎng)參數(shù)：線路的輸電能力、變壓器的容量、母線的電壓等級(jí);

運(yùn)行數(shù)據(jù)：各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷、發(fā)電廠商的報(bào)價(jià)曲線、機(jī)組的檢修計(jì)劃;

約束條件：電網(wǎng)的安全穩(wěn)定限額。

第二步：算潮流，檢查“正常運(yùn)行狀態(tài)”

潮流計(jì)算是安全校核的核心，簡(jiǎn)單說就是“計(jì)算電流、電壓在電網(wǎng)中的分布情況”。工程師會(huì)按照出清計(jì)劃，用專業(yè)方法計(jì)算：每條線路的電流是多少、每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓是多少，是否在安全范圍內(nèi)，就像計(jì)算水流在水管中的水流、水壓一樣。

常用的計(jì)算方法有兩種：

交流潮流計(jì)算：用PQ解耦法、NR牛頓-拉普森迭代法，適合大多數(shù)正常電網(wǎng);

直流/類直流計(jì)算：當(dāng)出現(xiàn)交流潮流不收斂時(shí)，就改用這種更簡(jiǎn)化的方法，快速判斷電網(wǎng)是否安全。

第三步：做故障分析，應(yīng)對(duì)“突發(fā)情況”

除了正常運(yùn)行，還要考慮“萬一出故障怎么辦”——這就是故障分析的作用。工程師會(huì)模擬各種可能的故障場(chǎng)景，檢查出清計(jì)劃在故障時(shí)是否安全，比如：

線路過載：某條線路的電流超過安全限額，會(huì)不會(huì)跳閘?

設(shè)備故障：某臺(tái)變壓器突然故障，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備過載?

穩(wěn)定問題：故障后電網(wǎng)的電壓、頻率會(huì)不會(huì)大幅波動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰?

如果模擬發(fā)現(xiàn)，出清計(jì)劃在某類故障下會(huì)引發(fā)安全問題，就要調(diào)整計(jì)劃——比如減少該線路的輸電功率，或增加備用機(jī)組。

第四步：補(bǔ)校核，覆蓋“特殊穩(wěn)定需求”

對(duì)于一些復(fù)雜電網(wǎng)，還要增加“暫態(tài)、動(dòng)態(tài)、電壓穩(wěn)定校核”：

暫態(tài)穩(wěn)定：故障發(fā)生后的0.1-1秒內(nèi)，電網(wǎng)能不能保持穩(wěn)定;

動(dòng)態(tài)穩(wěn)定：故障發(fā)生后的1-10秒內(nèi)，電網(wǎng)的頻率、電壓能不能恢復(fù)正常;

電壓穩(wěn)定：電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓能不能保持在合格范圍。

只有通過以上所有校核，出清結(jié)果才算“合格”，才能正式執(zhí)行，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

總結(jié)

看完這篇文章，你應(yīng)該能明白：電力市場(chǎng)出清不是簡(jiǎn)單的“討價(jià)還價(jià)”，而是一套“兼顧效率與安全”的復(fù)雜體系——它通過“高低匹配”讓供需精準(zhǔn)對(duì)接，通過“日前-日內(nèi)-實(shí)時(shí)”三級(jí)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全周期規(guī)劃，通過“安全校核”守住電網(wǎng)底線。

(來源: 北極星電力市場(chǎng)網(wǎng)作者: 清風(fēng))