交易模式

提出如何在配网侧组织分布式能源交易市场的问题，并作出解答：实现无需用户报价的市场交易模式以降低交易成本，并且以市场价值分配机制辨识用户的价值并分配利益，是促进分布式能源健康发展的关键。

随着可再生能源的大规模接入，参与电能交易的主体数量日益增加，由调度中心撮合的传统集中式交易模式无法应对激增的交易数据，难以达到主动配电网经济运行的最优状态。为此，提出了一种基于区块链和禀赋效应的主动配电网经济运行方法，利用区块链的去中心化、自治性、匿名性等特点构建电能交易机制。在此基础上，将参与需求响应的用户视为“行为经济人”，构建了基于禀赋效应的需求响应模型，该模型更加贴合用户心理需求。算例结果表明，提出的基于区块链技术的电能交易机制能够有效提升电能交易效益，建立的基于禀赋效应的需求响应模型可以有效提升主动配电网运行的经济性和源荷匹配性。

针对我国水电富集地区梯级电站上下游中标电量与发电水量不匹配导致弃水和违约等问题，借鉴巴西电力市场中长期交易模式，提出兼顾激励相容的水电富集电网中长期交易模型。该模型以个体发电效益最大和电网侧购电成本最小作为激励相容的双重目标。首先以最小出力最大为目标对水电站群进行优化调度，所得各水电站每月发电量定义为其该月保证电量，并将保证电量拆分成基础电量、省内电量和西电东送电量。然后建立各级市场交易方法，基础电量按相似来水频率的历年平均电价收购，省内电量参与两轮拍卖，西电东送电量按剩余电量比重排序依次收购，采用强化学习确定各发电商份额和电价。最后利用改进的电量再分配机制对联盟内各水电站实发电量进行再分配。云南省5个流域52座电站群实例结果表明，所提模型能有效缓解当前梯级上下游电站弃水和违约等问题，促进了水电市场合理竞争和水资源充分利用。

双碳目标背景下，针对综合能源系统中的低碳调度问题，提出基于主从博弈的园区电-热综合能源系统多能定价及调度优化策略。首先，介绍了园区运营商与用户的交易模式；其次，建立了主从博弈模型，将园区运营商作为领导者，园区内用户负荷作为跟随者，在园区运营商模型中引入阶梯型碳交易机制，用户负荷模型考虑了用户电热需求响应。最后，采用BAS-PSO（天牛须改进粒子群）算法和CPLEX求解器求解园区运营商定价策略及用户用能策略。仿真结果表明，所提出的优化策略能有效权衡各方利益，实现用户侧负荷峰谷差的下降和碳排放量的减少。

本课题分析了当前算力交易平台的发展现状，总结了算力用户的需求，包括交易效率、交易模式、激励机制、资源调度机制、可监管、数据隐私安全以及行业标准等。针对以上需求，本课题需要研究的关键技术包括区块链、跨链技术、异构联盟链监管技术、数据访问控制、可信交易技术、隐私保护、智能合约、激励机制、资源调度、前沿密码学方法等。本课题的研究内容主要包括（1）基于区块链的算力交易技术；（2）算力交易激励与资源调度机制；（3）面向监管友好的算力交易数据隐私安全。研究目标是构建面向算力并网的高性能区块链算力交易平台，实现高效的算力交易方法、安全灵活的交易模式、多维度激励机制、合理的资源调度、可监管以及符合行业标准的技术方案。

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，迅速发展的风电由于其随机性与波动性，面临突出的风电消纳问题。蓄热式电采暖作为中国北方地区主要供暖设备，虚拟电厂作为需求侧资源的主要聚合技术手段，聚合蓄热式电采暖的虚拟电厂可为消纳风电、提高风电利用率提供解决途径。对此，提出一种基于风电功率的分时电价划分方法，实现虚拟电厂聚合蓄热式电采暖参与基于分时电价的清洁供暖交易优化运营。首先，阐述虚拟电厂聚合蓄热式电采暖用户参与风电供暖的交易模式；其次，考虑热惯性对蓄热式电采暖和房屋进行精细化建模，提出基于层次凝聚聚类算法的分时电价方法，建立基于Weber-Fechner定律的负荷模糊响应模型，并构建多方主体综合收益最大、弃风量最小和负荷波动最小的虚拟电厂多目标运营优化模型；最后，通过算例分析风电消纳效果和虚拟电厂收益，验证该方法能够有效促进风电消纳、提高多方主体积极性，并具有一定的规模经济性，以期为缓解弃风问题提供参考。

多点接入的柔性负荷和可再生分布式电源会使配网潮流大小和方向频繁变动，而配电侧产消者通常仅考虑自身效益最大为目标进行端对端(peer-to-peer, P2P)电能交易，忽略了不同设备能量流动对系统安全运行的影响，使得交易结果极易导致网络阻塞。针对采用连续双向拍卖机制和零智商增强型投标策略的分散式P2P交易模式所引起的配网阻塞，兼顾产消者数据隐私管理和消费心理学影响，提出一种两级市场动态协调阻塞管理方法。该方法以产消者综合效益最大和解决网络阻塞调节量最小为目标，利用Distflow潮流模型，构建基于节点边际电价的节点灵活性辅助服务价格计算模型。进而通过分布式优化算法求解得到阻塞成本，将该成本按照P2P交易时序和线路阻塞贡献度分摊至有责任的产消者，实现阻塞消除。算例采用IEEE 33节点改进的11节点配网系统，结果表明该方法可在设定的时间尺度和计算精度条件下有效解决网络阻塞，降低阻塞成本和分散式P2P电能交易的效益损失。

新能源大规模发展，2023年度国网区域新能源装机容量8.66亿千瓦，占全部装机比重为37%，同比增长35.4%;预计2024年新增装机2.7亿千瓦。

本项目属于电气技术领域中的供电、配电、用电与电气化方向。 本项目构建了参与电网响应互动的综合能源系统，借助信息网络实现能源站间信息互联，通过电网、冷网、热网实现能量互济，通过分布式能源站间互联互济减少能源站配置容量冗余，提高能源利用效率。本项目在世界银行/全球环境基金项目和国网科技项目的资助下，攻克了分布式能源站选址定容、多能源匹配算法、多能网络协同运行控制、能源站需求响应模型、竞价交易机制等系列关键技术，在上海世博B片区示范应用后推广到全国12家单位，取得了显著社会经济效益。 本项目获国家授权发明专利8项，受理发明专利9项，实用新型专利3项，软件著作权2项，制订国标、行标和上海地标共3项，出版学术专著5部，发表论文39篇（其中SCI论文15篇、EI论文17篇）。项目研究成果“分布式能源系统规划设计与评价软件、能源站多能供给网络协同运行控制装置及多空间尺度能源互联互济实验验证平台”在上海世博B片区央企总部能源中心试点应用，节能率达到8%以上，并推广至全国多地应用。经中国电机工程学会组织专家组鉴定认为：“多能源站互联互济选址定容与全年逐时配置、运行调控优化技术、能源站及其负荷动态聚合、交易模式和竞价响应机制等核心技术达到国际领先水平”。

随着云南电力市场化建设不断推进和市场交易品种的不断丰富，电力结算业务日益庞杂。加之云南电力市场存在多元的电价体系、多维交易模式自适应结算响应、数据多系统交互整合、复杂数据结果审核与校验等等一系列实际操作难题。如何构建一个快速、准确、高效、智能的，适应云南复杂多维电力交易模式的结算体系成为云南电力市场化交易进一步发展进程中亟待解决的关键性问题。本项目针对云南电力市场复杂量价环境下结算面临的问题和难点，首先基于时序递进、品种协同、多价区、适度竞争的电力市场交易体系，厘清从日前到年度多周期，省内和省外市场，双边协商、集中撮合、自主挂牌、合约转让等多维度市场交易的复杂量价关系，提出了基于最小颗粒度演进的自适应结算方法和体系。其次开发了与自适应结算方法协同的多元异构数据互联互通技术，实现了交易系统与电力调度、营销、计量、财务等电力系统内部及银行系统、税票系统等外部系统数据交互，实现了电力市场全流程电子化结算，提高了市场交易管理效率，有效地降低了市场交易成本。同时，依托“互联网+”技术，将电力用户电费计费参数完整植入结算系统，构建了全周期结算数据逻辑审核链，以保障自适应模式下结算数据准确；提出“直推算费”的机制，替代“退补算费”机制，有效地提升结算效率及准确性，避免电费退补产生的系统性风险。最后基于大数据分析、数据透视技术和逐日清算机制，提出了一种综合信息全周期管理的电力交易风险评估技术，为市场主体提供了识别潜在违约风险的数据支持服务，为政府提供了经济运行决策参考信息。整个结算系统设计科学合理，运行高效，操作便捷方便，有利的支撑了云南电力市场化结算工作。截止 17 年底，结算系统已推广应用于云南省全部 17 家地市供电单位和 70 家县级供电单位，覆盖 5218 家大工业用户、355 家发电企业、73 家售电公司，为各市场主体节约了人工成本，获得了各市场主体，供电单位的一致好评。项目获得国家发明授权专利 2 项，软件著作权 1 项，发表论文 6 篇，撰写出版专著一本。并在 2018 年 2 月 27 日南网科技部组织的鉴定会中被鉴定专家组评价为：整体达到了国际先进水平，在电力市场交易自适应结算方法和体系、分层结算软件系统设计和研发等方面达到了国际领先水平。