摘要:

隨著新能源并網(wǎng)增加,，各時(shí)間尺度下的現(xiàn)貨市場(chǎng)功能正逐步改變,，整體呈現(xiàn)出強(qiáng)化日內(nèi)市場(chǎng)定位、重視日內(nèi)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的趨勢(shì),。作為市場(chǎng)從空間維度的進(jìn)一步劃分,，省間日內(nèi)市場(chǎng)面臨特有的設(shè)計(jì)難點(diǎn)與挑戰(zhàn),。首先,，從空間范圍、交易 需求,、功能定位,、設(shè)計(jì)復(fù)雜度 4 個(gè)方面，討論日內(nèi)市場(chǎng)特征變化趨勢(shì),；然后,，從省間日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)出發(fā)，針對(duì)省內(nèi)市場(chǎng)耦合,、區(qū)域市場(chǎng)融合,、通道容量建模、新能源消納 4 個(gè)方面問題,，分析市場(chǎng)建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn),；最后，基于 國(guó)日內(nèi)跨區(qū)富余可再生能源電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的實(shí)踐,，對(duì)省間日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行思考,，并提出基于順序出清的耦合模 式、區(qū)域市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則,、基于潮流和關(guān)鍵支路的通道建模方法,、基于滾動(dòng)重疊的日內(nèi)交易機(jī)制。

0 引言 

中國(guó)正在加快推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè),，力圖設(shè)計(jì)高效運(yùn)行的市場(chǎng)體系,，促進(jìn)資源的優(yōu)化配置[1-2]。省間日內(nèi)市場(chǎng)是現(xiàn)貨市場(chǎng)的重要組成部分,，市場(chǎng)定 位及設(shè)計(jì)具有重要意義,。作為日內(nèi)市場(chǎng)，其交易組 織在日前市場(chǎng)之后,，在時(shí)間維度發(fā)揮超短期資源調(diào) 節(jié)作用,；作為省間市場(chǎng)[3]，在空間維度發(fā)揮資源大 范圍優(yōu)化配置作用,。

在中國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)過程中,，日內(nèi)跨區(qū)富 余可再生能源電力市場(chǎng)作為省間日內(nèi)市場(chǎng)的初期形態(tài)，2018 年完成交易4000 余筆,、交易量超過 31 億 kW·h,，其設(shè)計(jì)、運(yùn)行起到了重要的實(shí)踐作用。隨著新能源并網(wǎng)比例增加,，各時(shí)間尺度現(xiàn)貨市場(chǎng)的 功能特征正在逐步改變,，日內(nèi)市場(chǎng)愈發(fā)重要。

目前,，北美,、歐洲等地區(qū)的跨區(qū)日內(nèi)市場(chǎng)交易 模式差異較大，北美日內(nèi)市場(chǎng)分為若干區(qū)域,，由各 電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)(independent system operator,，ISO)負(fù) 責(zé)交易組織，跨區(qū)域交易較為松散,，多為雙邊交易 形式,。歐洲通過共享訂單、價(jià)格耦合等市場(chǎng)機(jī)制,， 建立了統(tǒng)一日內(nèi)市場(chǎng),，由各交易中心聯(lián)合運(yùn)營(yíng)。雖 然北美,、歐洲等地區(qū)在現(xiàn)貨市場(chǎng)模式,、規(guī)則設(shè)計(jì)等 方面各有側(cè)重；但隨著新能源占比提高,，整體呈現(xiàn) 出強(qiáng)化日內(nèi)市場(chǎng)定位,、重視日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)[4-7]。日內(nèi)市場(chǎng)在激勵(lì)參與者進(jìn)行偏差調(diào)整,、優(yōu)化資 源配置,、促進(jìn)新能源消納等方面具有重要作用。本文基于中國(guó)日內(nèi)跨區(qū)富余可再生能源電力現(xiàn)貨市 場(chǎng)的實(shí)踐,，針對(duì)日內(nèi)市場(chǎng)特征變化變化進(jìn)行討論,， 對(duì)省間日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析， 最后對(duì)省內(nèi)日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行思考,，并提出相 關(guān)建議,。

1 日內(nèi)市場(chǎng)特征變化趨勢(shì)

1.1 日內(nèi)市場(chǎng)空間范圍擴(kuò)大 

日內(nèi)市場(chǎng)空間維度逐漸變化，交易范圍呈擴(kuò)大 趨勢(shì),，這主要源于大規(guī)模新能源并網(wǎng),，對(duì)跨區(qū)域電力平衡的訴求。一方面新能源發(fā)電具有強(qiáng)波動(dòng)性的 特征,，其并網(wǎng)比例逐年增加,；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)電源受 爬坡能力、最小出力等技術(shù)因素限制,，調(diào)節(jié)能力有 限,。因此,，大范圍的資源優(yōu)化配置已經(jīng)成為提升新 能源消納水平的重要途徑[8]。

歐洲,、北美等地區(qū)的現(xiàn)貨市場(chǎng)交易范圍呈擴(kuò)大融合趨勢(shì),。2009 年和 2018 年，歐盟分別頒布“第 三能源法案”(Third Energy Package)和“清潔能源 法案”(Clean Energy Package),，推動(dòng)建立歐洲統(tǒng)一 電力市場(chǎng),，并提出相應(yīng)的區(qū)域價(jià)格耦合(price coupling of region，PCR)方法[9],。截至 2018 年底,， 歐洲已實(shí)現(xiàn) 27 個(gè)國(guó)家在日前跨境市場(chǎng)耦合,，14 個(gè) 國(guó)家在日內(nèi)跨境市場(chǎng)耦合,，此外，歐洲正在設(shè)計(jì)推 進(jìn)統(tǒng)一實(shí)時(shí)市場(chǎng)[10],。在北美地區(qū),，以加州獨(dú)立電網(wǎng) 運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)(CAISO，California ISO)為例,，在 2014 年 CAISO 啟動(dòng)了美國(guó)西部跨區(qū)域電力不平衡市場(chǎng) (Energy Imbalance Market,，EIM)，EIM 中 15min 市 場(chǎng)與日內(nèi)市場(chǎng)特征較為相似,，EIM 市場(chǎng)交易范圍同 樣呈現(xiàn)出逐漸擴(kuò)大趨勢(shì)[11],。

1.2 日內(nèi)市場(chǎng)交易需求提升

日內(nèi)市場(chǎng)交易量、交易占比增加,，部分交易由 日前延后至日內(nèi)階段開展,。受限于能源稟賦，新能 源發(fā)電具有較強(qiáng)不確定性,，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè),。與傳統(tǒng) (火電)參與者不同，新能源參與者往往越臨近執(zhí)行 時(shí)刻,，其出力預(yù)測(cè)精度越高[12],。由于這一特征，在不考慮其他影響因素的情況下,，新能源參與者更傾 向于參與日內(nèi)市場(chǎng)交易,，導(dǎo)致日內(nèi)交易需求提升。日內(nèi)市場(chǎng)交易逐年增長(zhǎng),，變相導(dǎo)致部分交易時(shí) 間延后,。同時(shí)，日內(nèi)出清結(jié)果與日前變化增大,，電 網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加,，日內(nèi)價(jià)格波動(dòng)加劇[13-14],。

1.3 日內(nèi)市場(chǎng)功能定位強(qiáng)化

日內(nèi)市場(chǎng)功能定位轉(zhuǎn)變，亟待價(jià)格信號(hào)進(jìn)行引 導(dǎo),。日前市場(chǎng)與實(shí)時(shí)市場(chǎng)的偏差增大,，需要更加完 備的日內(nèi)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)平滑過渡,。在北美市場(chǎng)初期設(shè) 計(jì)中,，日內(nèi)環(huán)節(jié)主要目的是為 ISO 提供相應(yīng)時(shí)間尺 度下的電網(wǎng)調(diào)節(jié)手段，因此在市場(chǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)方面,， 日內(nèi)市場(chǎng)相關(guān)時(shí)間參數(shù)與機(jī)組性能參數(shù)一致,，如 表 1 所示。隨著新能源并網(wǎng)比例增加,，日內(nèi)市場(chǎng)功 能并非僅僅是被動(dòng)確定是否調(diào)用相應(yīng)時(shí)間尺度下 的調(diào)節(jié)手段,，激勵(lì)市場(chǎng)參與者主動(dòng)盡早進(jìn)行偏差調(diào)節(jié)、降低調(diào)節(jié)成本,，正成為日內(nèi)市場(chǎng)的重要職能之 一[15],。

通過價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)是激勵(lì)市場(chǎng)參與者主動(dòng)進(jìn) 行偏差調(diào)節(jié)的重要方式。在市場(chǎng)初期設(shè)計(jì)中,，北美 日內(nèi)市場(chǎng)大多采用沒有獨(dú)立的出清價(jià)格機(jī),，而是采 用與實(shí)時(shí)市場(chǎng)相同的價(jià)格進(jìn)行出清。在現(xiàn)階段日內(nèi) 市場(chǎng)設(shè)計(jì)中,，利用價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)偏差修正,，在降低 預(yù)測(cè)偏差導(dǎo)致的價(jià)格波動(dòng)、激勵(lì)新能源參與者提升 自身預(yù)測(cè)水平,、提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性等方面,，均具 有重要意義。

1.4 日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度提高

日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)難度增大,，架構(gòu)復(fù)雜度提高,。日 內(nèi)市場(chǎng)復(fù)雜度主要來源于以下方面：一是現(xiàn)貨市場(chǎng) 固有的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。日內(nèi)市場(chǎng)作為現(xiàn)貨市場(chǎng)的組成部 分,，現(xiàn)貨市場(chǎng)中固有的難點(diǎn)在日內(nèi)市場(chǎng)中依然存在,，如啟停成本、無負(fù)荷成本導(dǎo)致的非凸問題[16],。二是源于日內(nèi)市場(chǎng)自身特點(diǎn),，主要包括輔助服務(wù)和 時(shí)間顆粒度的多樣性。在輔助服務(wù)方面,，日內(nèi)市場(chǎng) 新增爬坡容量等輔助服務(wù)；在時(shí)間顆粒度方面,，日 內(nèi)市場(chǎng)交易頻率,、合同時(shí)長(zhǎng)更加靈活，部分北美市 場(chǎng)包含 3 種日內(nèi)市場(chǎng),，兩者均增加了日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì) 難度。三是與其他市場(chǎng)銜接產(chǎn)生的復(fù)雜度,，日內(nèi)市 場(chǎng)需考慮與日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)的雙向銜接,。

2 省間日內(nèi)市場(chǎng)特征及設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

2.1 省間日內(nèi)市場(chǎng)特征

市場(chǎng)在時(shí)間維度細(xì)化的目的在于動(dòng)態(tài)利用更 新信息，在空間維度細(xì)化的目的在于提高資源的全 局優(yōu)化配置效率,。省間日內(nèi)市場(chǎng)是在日內(nèi)市場(chǎng)基礎(chǔ)第 44 卷 第 2 期 電 網(wǎng) 技 術(shù) 575 上，從空間維度進(jìn)行的市場(chǎng)細(xì)化,。

 1）省間日內(nèi)市場(chǎng)為實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化,，部分細(xì)節(jié)簡(jiǎn)化。為擴(kuò)大優(yōu)化范圍,，保證出清效率，省間市場(chǎng) 對(duì)部分省內(nèi)細(xì)節(jié)進(jìn)行一定程度簡(jiǎn)化,。例如，將各省 電網(wǎng)等效為單一節(jié)點(diǎn),。在提高出清效率的同時(shí)，也 增大了執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn),。

 2）省間與省內(nèi)市場(chǎng)緊密耦合，交易需多級(jí)調(diào)度的協(xié)調(diào)組織,。時(shí)間維度不同的各級(jí)市場(chǎng)大多由同 一調(diào)度/交易機(jī)構(gòu)組織完成，空間范圍不同的各級(jí)市 場(chǎng)則需要由多級(jí)調(diào)度/交易機(jī)構(gòu)組織完成,。各級(jí)市場(chǎng) 相互關(guān)聯(lián),，難以同時(shí)獨(dú)立開展。因此,，省間,、省內(nèi) 多級(jí)市場(chǎng)組織,，對(duì)各級(jí)調(diào)度的協(xié)調(diào)配合要求較高?；谏鲜鍪￠g日內(nèi)市場(chǎng)的特征，省間日內(nèi)市場(chǎng) 在建設(shè)過程面臨相應(yīng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)與挑戰(zhàn),，如圖 1 所示,。

2.2 省間日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

2.2.1 耦合銜接省內(nèi)市場(chǎng)

1）資源耦合。 

省間市場(chǎng),、省內(nèi)市場(chǎng)作為空間維度不同的兩個(gè) 市場(chǎng),，其設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于如何協(xié)調(diào)兩市場(chǎng)交易次序，解決兩市場(chǎng)交易資源共用問題,。交易資源包括電能量,、輔助服務(wù)等。市場(chǎng)參與者可以同時(shí)選擇在省間市場(chǎng)與省內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)行交易,，受可交易總量限制,，參與者在兩市場(chǎng)的交易量存在相互制約關(guān)系。例如,，對(duì)于某賣方參與者,，若其在省內(nèi)市場(chǎng)交易量 過大，可能導(dǎo)致其在省間市場(chǎng)的可交易量減少,，反 之亦然。針對(duì)上述交易資源共用問題,，在不能集中優(yōu)化的情況下，不確定省間交易量則無法確定省內(nèi) 可交易量,，同理不確定省內(nèi)交易量則無法確定省間 可交易量,。

需要說明的是，上述問題雖然可以通過事先按一定規(guī)則分配的方式解決(例如：市場(chǎng)參與者事先分 配其在兩市場(chǎng)的申報(bào)量),，但由于市場(chǎng)交易的不確定 性，可能會(huì)導(dǎo)致交易結(jié)果與預(yù)期偏差較大,。因此設(shè) 計(jì)合理的市場(chǎng)耦合機(jī)制，避免各市場(chǎng)間低效運(yùn)行,， 具有重要意義。此外,，相較于日前市場(chǎng),，日內(nèi)市場(chǎng) 對(duì)交易流程簡(jiǎn)潔性,、高效性有更高的要求,。 

2）跨時(shí)間維度耦合,。 

現(xiàn)階段市場(chǎng)建設(shè)中，在時(shí)間維度上,，省間現(xiàn)貨 市場(chǎng)重點(diǎn)建設(shè)日前,、日內(nèi)市場(chǎng)，省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)重點(diǎn) 建設(shè)日前,、實(shí)時(shí)市場(chǎng)。因此,，在省內(nèi)日內(nèi)市場(chǎng)尚未 完備階段,，省間日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)需滿足同省內(nèi)實(shí)時(shí)市 場(chǎng)的耦合要求,。

2.2.2 融合區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng) 

區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)是市場(chǎng)建設(shè)過渡時(shí)期 的形態(tài),，并未形成標(biāo)準(zhǔn)的市場(chǎng)形態(tài)。完備的省間市 場(chǎng)和省內(nèi)市場(chǎng)將包含其現(xiàn)有全部功能,。當(dāng)存在兩個(gè)不同空間范圍且相互影響的市場(chǎng) 時(shí)，至少需要一次迭代(A 市場(chǎng)預(yù)出清→B 市場(chǎng)正式 出清→A 市場(chǎng)正式出清)才能較好地完成交易,。當(dāng)某 地區(qū)存在省間市場(chǎng)、區(qū)域市場(chǎng),、省內(nèi)市場(chǎng) 3 個(gè)空間 維度不同的市場(chǎng)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，考慮預(yù)出清(或預(yù)平 衡)等環(huán)節(jié),，市場(chǎng)交易過程復(fù)雜，不利于在交易時(shí)間 較短的日內(nèi)市場(chǎng)實(shí)施,。同時(shí),，還可能存在各市場(chǎng)間 相互影響，導(dǎo)致市場(chǎng)低效運(yùn)作的情況發(fā)生,。

目前，東北,、西北、華北,、華東已建立了區(qū)域 調(diào)峰輔助市場(chǎng),，部分地區(qū)正在進(jìn)行方案編制。各區(qū) 域調(diào)峰市場(chǎng)差異較大,，交易頻率,、合同時(shí)長(zhǎng)、交易 市場(chǎng)形態(tài)均不相同,，如表 2 所示。缺乏統(tǒng)一規(guī)范的 市場(chǎng)設(shè)計(jì),，增加了區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)與其他市 場(chǎng)融合的難度。

2.2.3 通道可用容量建模與管理 

通道可用容量建模管理是現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)中的 關(guān)鍵環(huán)節(jié),，也是市場(chǎng)出清結(jié)果能夠進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行的 重要保障。省間現(xiàn)貨市場(chǎng)為提高市場(chǎng)效率,，將部分 細(xì)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)化,，例如將全省等效為單一節(jié)點(diǎn),。在簡(jiǎn) 化過程中，部分信息扭曲或缺失,，增加了通道建模 管理的難度,。

1）省間通道可用容量建模。

省間交易路徑大部分以“交流通道 直流通道 交流通道”的形式構(gòu)成,。省間市場(chǎng)現(xiàn)階段規(guī)則中,， 省間通道容量采用典型的可用輸送容量(available transmission capacity,，ATC)模型確定,。 

基于 ATC 的通道可用容量建模方式基于一定 程度的簡(jiǎn)化假設(shè)。潮流在直流線路中定功率傳輸,， 不存在潮流轉(zhuǎn)移分布,，但在交流線路中分布需遵循 物理特性,。這意味著交易電量無法僅通過指定交流 通道由賣方輸送至買方,，且不經(jīng)過其他交流網(wǎng)絡(luò)。因此,，對(duì)于耦合關(guān)系復(fù)雜的交流電網(wǎng),，基于 ATC 的 省間通道容量模型無法完全適應(yīng)省間市場(chǎng)需求,。 

2）省內(nèi)穿越潮流約束建模。 

省間交易出清模型中以省為單位進(jìn)行集中申 報(bào),，將全省等效為單一節(jié)點(diǎn),。這意味著省間市場(chǎng)出 清模型未充分考慮省間交易產(chǎn)生的穿越潮流對(duì)省 內(nèi)通道的影響，換言之,，未充分考慮省內(nèi)交流通道 容量對(duì)省間交易的約束,。 

在實(shí)際物理問題中，絕大部分省間市場(chǎng)參與者不直接通過省間通道相連,，而是經(jīng)省內(nèi)通道與省間通道相連,。受限于省內(nèi)通道可用容量,，省間市場(chǎng)交 易量可能存在限制；同時(shí),，省間市場(chǎng)交易量與省內(nèi) 市場(chǎng)交易量可能存在相互制約,。因此，將全省等效 為單一節(jié)點(diǎn),，適于內(nèi)部無阻塞或阻塞較輕的地區(qū)；對(duì)于內(nèi)部阻塞嚴(yán)重的地區(qū)難以適用,。針對(duì)省間交易產(chǎn)生的穿越潮流問題，歐洲市場(chǎng) 采用再調(diào)度,、反向交易等方式對(duì)于區(qū)內(nèi)阻塞問題進(jìn) 行處理，在解決問題的同時(shí)也導(dǎo)致區(qū)內(nèi)調(diào)度成本增 加等負(fù)面問題出現(xiàn),。中國(guó)電網(wǎng)跨區(qū)輸送能力較強(qiáng)， 省間市場(chǎng)交易占比高于平均水平,，省間交易產(chǎn)生的穿越潮流的影響將更加顯著,。因此,，更需采用適合 的模型方法和管理規(guī)則解決這一問題。 

2.2.4 適應(yīng)現(xiàn)階段新能源預(yù)測(cè)特征 

省間市場(chǎng)的定位為大范圍資源優(yōu)化配置,，為進(jìn) 一步提升新能源消納水平,，省間日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)同 現(xiàn)階段新能源出力預(yù)測(cè)特征相匹配,。 

目前，部分地區(qū)新能源預(yù)測(cè)水平有待提高,，新能源預(yù)測(cè)呈現(xiàn) 3 個(gè)方面特征：一是有效預(yù)測(cè)的超前 時(shí)間(leading time)較短，預(yù)測(cè)精度不能完全滿足指 導(dǎo)參與者進(jìn)行準(zhǔn)確市場(chǎng)申報(bào)的要求,。二是預(yù)測(cè)精度 隨預(yù)測(cè)超前時(shí)間快速變化,，如圖 2 所示[17]。三是趨勢(shì)預(yù)測(cè)偏差較大,，當(dāng)新能源出力趨勢(shì)穩(wěn)定時(shí),，預(yù)測(cè) 較為準(zhǔn)確,；當(dāng)新能源出力趨勢(shì)發(fā)生變化時(shí)(例如：出 力由增加轉(zhuǎn)為減小),，往往難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè),。此外，由 于新能源并網(wǎng),，導(dǎo)致部分交易時(shí)間延后,，已在前文 中進(jìn)行討論。

針對(duì)上述問題,，在省間現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)預(yù) 留至少一次修正機(jī)會(huì),，當(dāng)預(yù)測(cè)出現(xiàn)較大偏差導(dǎo)致無 法履約時(shí)，允許通過再次交易的方式進(jìn)行修正,。若 再次交易產(chǎn)生的偏差調(diào)節(jié)成本，應(yīng)由預(yù)測(cè)存在誤差 的市場(chǎng)參與者承擔(dān),。此外，省間日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)除促 進(jìn)新能源消納外,，還應(yīng)激勵(lì)新能源參與者主動(dòng)提高 自身預(yù)測(cè)水平。 

3 對(duì)相關(guān)問題的思考 

3.1 基于順序出清的省內(nèi)市場(chǎng)耦合模式 

3.1.1 整體出清模式 

為實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置,，省間市場(chǎng)自身宜采用集中出清方式,；同時(shí)集中出清方式與省內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)保 持一致，有助于向全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的遠(yuǎn)期形態(tài)過渡,。(全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的遠(yuǎn)期形態(tài)特征為考慮各市場(chǎng)成員報(bào)價(jià)與全網(wǎng)平衡,，基于安全約束確定省間與 省內(nèi)通道輸電能力，全局優(yōu)化出清,。)對(duì)于省間、省 內(nèi)兩個(gè)空間維度不同的市場(chǎng),，可采用順序優(yōu)化出清 或聯(lián)合優(yōu)化出清的模式進(jìn)行出清。 

1）順序出清,。 

順序出清模式通過合理規(guī)則設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)兩市場(chǎng) 的解耦優(yōu)化和邊界信息迭代交互,。利用合理時(shí)序設(shè) 計(jì)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)交易的高效性,、穩(wěn)定性和可靠性,。順 序出清在結(jié)果最優(yōu)性方面可能低于聯(lián)合出清,，但對(duì) 市場(chǎng)出清模型、計(jì)算量等要求較低,，適于省間與省 內(nèi)市場(chǎng)的部分耦合模式。 

2）聯(lián)合出清,。 

聯(lián)合出清模式需引入分層多主體交互模型，在主,、子問題中分別對(duì)省間、省內(nèi)部分建模,，并采用 了聯(lián)合出清方法?？傮w上,，聯(lián)合出清的全局最優(yōu)性 好,，但對(duì)各市場(chǎng)設(shè)計(jì)的協(xié)同性要求較高，出清模型 復(fù)雜、計(jì)算量大,，適于省間與省內(nèi)市場(chǎng)的完全耦合 模式,。 

基于現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)現(xiàn)狀以及建設(shè)路徑,，中期可考慮采用順序出清模式；遠(yuǎn)期可考慮采用聯(lián)合出清出清模式,。本文重點(diǎn)針對(duì)順序出清進(jìn)行討論。在順 序出清模式下,，對(duì)于空間維度不同的兩個(gè)市場(chǎng)出 清，其本質(zhì)為雙層規(guī)劃問題,，因此至少需要一次迭 代才能完成出清。即自省內(nèi)市場(chǎng)至省間市場(chǎng)的平衡 申報(bào),，側(cè)重考慮平衡問題；自省間市場(chǎng)至省內(nèi)市場(chǎng) 的正式出清,，側(cè)重考慮阻塞管理?；诖耍?nèi)市 場(chǎng)可首先進(jìn)行預(yù)出清或預(yù)平衡,，作為省間市場(chǎng)申報(bào)的參考；然后省間市場(chǎng)正式申報(bào),、出清，作為省內(nèi) 市場(chǎng)的邊界條件,；省內(nèi)市場(chǎng)再正式出清,，以避免出 現(xiàn)反復(fù)迭代。省內(nèi)市場(chǎng)正式出清結(jié)果可能與預(yù)出 清,、預(yù)平衡結(jié)果存在一定偏差。此外,，各省內(nèi)市場(chǎng) 也可根據(jù)實(shí)際平衡與阻塞情況，適當(dāng)簡(jiǎn)化省內(nèi)交易 流程,。 

3.1.2 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) 

1）交易環(huán)節(jié)構(gòu)成,。

省間交易流程應(yīng)包含 3 部分主要時(shí)段：交易時(shí) 段 T 交易,、預(yù)留時(shí)段 T 預(yù)留,、合同時(shí)段 T 合同。交易時(shí)段 用于交易申報(bào)出清,，預(yù)留時(shí)段用于同其他市場(chǎng)配 合，合同時(shí)段為交易執(zhí)行時(shí)段,。圖 3 中 t 出清—t 執(zhí)行 為交易預(yù)留空窗時(shí)段，為實(shí)現(xiàn)空間范圍不同的兩市 場(chǎng)耦合,，預(yù)留空窗時(shí)段是必要的。

2）耦合時(shí)間設(shè)計(jì),。 

為滿足兩市場(chǎng)耦合要求，省間與省內(nèi)日內(nèi)市場(chǎng) 主要交易環(huán)節(jié)的時(shí)間設(shè)計(jì)應(yīng)滿足相關(guān)要求,，如圖 4 所示。

一是省間市場(chǎng)預(yù)留時(shí)段長(zhǎng)度,，應(yīng)不短于省內(nèi)市 場(chǎng)交易時(shí)段長(zhǎng)度,，即省間市場(chǎng)出清后確保有足夠的 時(shí)間進(jìn)行省內(nèi)正式申報(bào)出清。二是在 t=t0 時(shí),，省內(nèi)市場(chǎng)需進(jìn)行一次 t2—t6 的 預(yù)出清或預(yù)平衡,，以指導(dǎo)省間市場(chǎng)申報(bào),。在現(xiàn)階段,， 省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)以實(shí)時(shí)市場(chǎng)為主，日內(nèi)市場(chǎng)不完備,，因此可通過省內(nèi)定時(shí)預(yù)平衡實(shí)現(xiàn)。在省內(nèi)日內(nèi) 市場(chǎng)較完備后,，可以利用省內(nèi)日內(nèi)市場(chǎng)配合進(jìn)行預(yù) 出清。

3）申報(bào)方式,。 

考慮省間市場(chǎng)定位為大范圍資源優(yōu)化配置，省 間市場(chǎng)可不引入復(fù)雜報(bào)價(jià),、機(jī)組啟停成本,、無負(fù)荷 成本等非凸問題,。相關(guān)非凸問題應(yīng)重點(diǎn)在省內(nèi)市場(chǎng) 結(jié)合安全約束機(jī)組組合(security constrained unit commitment,，SCUC)或安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(security constrained economic dispatch,，SCED)模型進(jìn)行 處理,。 

3.2 區(qū)域輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)范化設(shè)計(jì)與過渡融合 

區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)具有輔助服務(wù)市場(chǎng)和 區(qū)域市場(chǎng)的雙重特征,。其市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定基本 原則,，以確保與其他市場(chǎng)相互協(xié)調(diào)運(yùn)作,，促進(jìn)區(qū)域 調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)與其他市場(chǎng)融合,。區(qū)域調(diào)峰輔助 服務(wù)市場(chǎng)是市場(chǎng)建設(shè)過渡時(shí)期的形態(tài)，隨著相關(guān)市 場(chǎng)建設(shè)完備,，區(qū)域市場(chǎng)可逐步進(jìn)行過渡融合。 

1）輔助服務(wù)市場(chǎng)特征,。 

區(qū)別于備用等輔助服務(wù),，深度調(diào)峰服務(wù)交易取決于新能源發(fā)電受阻情況,，而新能源是否受阻需由能量市場(chǎng)出清結(jié)果確定。因此,，從交易時(shí)序角度講,， 在不進(jìn)行聯(lián)合出清的情況下,，區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)的開展,，需在相關(guān)能量市場(chǎng)出清(或預(yù)出清)后 進(jìn)行。

2）區(qū)域市場(chǎng)特征,。 

作為區(qū)域市場(chǎng),，其市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備相應(yīng)的市場(chǎng) 特征,。為保證省內(nèi)實(shí)時(shí)市場(chǎng)正常運(yùn)行，區(qū)域調(diào)峰輔 助服務(wù)市場(chǎng)其日內(nèi)出清環(huán)節(jié)需具有一定預(yù)先性,，能 夠滿足省內(nèi)市場(chǎng)交易的時(shí)間要求,。 

3.3 基于潮流和關(guān)鍵支路的通道建模管理 

針對(duì)省間現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)中的部分細(xì)節(jié)簡(jiǎn)化,，如 何保留或等效建立關(guān)鍵通道特征，是解決問題的重 點(diǎn),，關(guān)于這一問題也開展了相關(guān)理論研究[18],?？紤] 現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用,，基于潮流(flow based，F(xiàn)B)[19]的通 道建模是細(xì)化處理通道可用容量的有效方式,；結(jié)合 關(guān)鍵支路(critical branch)可實(shí)現(xiàn)對(duì)省內(nèi)對(duì)穿越潮流 進(jìn)行建模管理。 

1）基于潮流的省間市場(chǎng)通道建模,。 

在經(jīng)典出清模型中,，通過引入潮流分布轉(zhuǎn)移因 子(power transfer distribution factor,，PTDF),，可實(shí)現(xiàn) 基于潮流的通道阻塞管理。在省間市場(chǎng)出清模型 中,，各省簡(jiǎn)化為單一節(jié)點(diǎn)，因此可考慮結(jié)合區(qū)域 PTDF,，實(shí)現(xiàn)省間通道阻塞管理，解決聯(lián)絡(luò)關(guān)系復(fù) 雜或阻塞嚴(yán)重的交流通道容量建模問題,。區(qū)域PTDF 可通過離線計(jì)算,，定期動(dòng)態(tài)修正的模式確定。

基于潮流的建模方法引入與否,，應(yīng)結(jié)合該區(qū)域 交流聯(lián)網(wǎng)關(guān)系復(fù)雜度,。FB 模型更貼近電網(wǎng)物理特 性，建模方法復(fù)雜,，計(jì)算量較大,。當(dāng)基于潮流的可 用容量建模方法不會(huì)明顯提升市場(chǎng)效率或改善阻 塞管理水平時(shí)，可采用基于 ATC 的簡(jiǎn)化模型,。此外,， 基于潮流的可用容量建模可實(shí)現(xiàn)省間與省內(nèi)阻塞 協(xié)同管理,。

2）基于關(guān)鍵支路的省內(nèi)穿越潮流建模,。 

在省間交易中，若將各省簡(jiǎn)化為單一節(jié)點(diǎn),，省 內(nèi)通道建模過于簡(jiǎn)化，無法適應(yīng)穿越潮流管理需 求,。若保留全部節(jié)點(diǎn),，綜合考慮各省模型復(fù)雜度與 計(jì)算量,，難以滿足省間交易需求。因此,，為解決省 間交易產(chǎn)生的穿越潮流問題，應(yīng)引入適當(dāng)方法對(duì)省 內(nèi)通道進(jìn)行建模,。 

為此，可考慮引入關(guān)鍵支路方法,。通過選取省 內(nèi)重要線路,、斷面,，結(jié)合 FB 模型實(shí)現(xiàn)對(duì)穿越潮流 約束進(jìn)行建模，如圖 5 所示(其中,，L1,、L2、L3 為 省間聯(lián)絡(luò)線),。通過合理選取省內(nèi)關(guān)鍵支路,，在量化 省內(nèi)關(guān)鍵通道對(duì)省間交易限制的同時(shí),，不顯著增加 模型復(fù)雜度與計(jì)算量[20],。與前文中提到的歐洲電力 市場(chǎng)中再調(diào)度、反向交易的事后阻塞管理不同,，基 于關(guān)鍵支路的通道模型是事前阻塞管理方法,，更有 助于保證電網(wǎng)安全與市場(chǎng)效率,。此外，根據(jù)阻塞情 況,，分區(qū)顆粒度細(xì)化也能夠提高阻塞管理水平,。

3.4 基于滾動(dòng)重疊的日內(nèi)交易機(jī)制 

受新能源出力預(yù)測(cè)水平影響,，日前市場(chǎng)出清結(jié) 果與日內(nèi)市場(chǎng)出清結(jié)果偏差較大?；趧?dòng)態(tài)控制技 術(shù)架構(gòu)的滾動(dòng)重疊機(jī)制有助于高效利用超短期預(yù) 測(cè)信息，及時(shí)調(diào)整日前出清結(jié)果,，實(shí)現(xiàn)由日前向?qū)?時(shí)執(zhí)行的平滑過渡，降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),。同時(shí)，合 理設(shè)計(jì)的滾動(dòng)機(jī)制有助于激勵(lì)市場(chǎng)參與者提升自 身預(yù)測(cè)精度,。

北美、歐洲地區(qū)日內(nèi)市場(chǎng)均包含滾動(dòng)或相似機(jī)制,，北美日內(nèi)市場(chǎng)設(shè)計(jì)中滾動(dòng)機(jī)制如表 1 所示,；歐 洲跨境日內(nèi)市場(chǎng)中連續(xù)交易機(jī)制發(fā)揮著與滾動(dòng)機(jī) 制相似的作用。滾動(dòng)機(jī)制中,，交易周期應(yīng)小于交易 段長(zhǎng)度,，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)重疊機(jī)制，如圖 6 所示(圖中顏 色深淺表示預(yù)測(cè)精度高低),。當(dāng)交易周期等于交易時(shí) 段長(zhǎng)度時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)重疊,。以 t2—t3 合同時(shí)段 為例,，利用滾動(dòng)機(jī)制，分別在 t=t0,、t=t1時(shí)，利用不 同預(yù)測(cè)精度信息,，對(duì) t2—t3合同時(shí)段進(jìn)行動(dòng)態(tài)出清,， t=t1 時(shí)的出清是對(duì) t=t0 時(shí)的偏差修正。需要說明的 是滾動(dòng)機(jī)制需配套設(shè)計(jì)合理的合同時(shí)間長(zhǎng)度,、滾動(dòng) 交易周期,、滾動(dòng)結(jié)算方法等。

1）合同時(shí)間長(zhǎng)度,。 

省間日內(nèi)市場(chǎng)合同時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)與新能源預(yù)測(cè) 精度相匹配，且合同時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)于有效超短 期預(yù)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度,。一方面有助于充分利用新能源超 短期預(yù)測(cè)信息,，組織日內(nèi)交易；一方面可以激勵(lì)新 能源參與者提升自身預(yù)測(cè)精度,，預(yù)測(cè)水平高的市場(chǎng) 參與能夠優(yōu)先利用市場(chǎng)資源開展交易,。綜合考慮目 前新能源預(yù)測(cè)水平,，合同時(shí)間長(zhǎng)度 4~8h 為宜。 

2）滾動(dòng)交易周期,。 

省間日內(nèi)市場(chǎng)滾動(dòng)周期應(yīng)綜合考慮交易復(fù)雜度,、電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備壽命等因素,，滾動(dòng)周期過短意 味著交易頻繁,，可能導(dǎo)致市場(chǎng)效率降低，引起電網(wǎng) 風(fēng)險(xiǎn)增加,；滾動(dòng)周期過長(zhǎng)不利于高效利用超短期新 能源出力預(yù)測(cè)信息,。綜合考慮交易復(fù)雜度與電網(wǎng)運(yùn) 行安全，滾動(dòng)周期 2~4 h 為宜,。 

3）滾動(dòng)結(jié)算機(jī)制 

為實(shí)現(xiàn)日內(nèi)滾動(dòng)交易,，需配套相應(yīng)的日內(nèi)市場(chǎng) 滾動(dòng)出清價(jià)格機(jī)制。傳統(tǒng)的兩部制偏差結(jié)算難以適 應(yīng)日內(nèi)滾動(dòng)交易的需求,，應(yīng)設(shè)計(jì)建立相匹配的三部 制或多部制結(jié)算機(jī)制,。 

4 結(jié)論 

日內(nèi)市場(chǎng)特征正逐漸改變，從空間維度對(duì)日內(nèi) 市場(chǎng)的進(jìn)一步劃分,，增加了省間日內(nèi)市場(chǎng)的設(shè)計(jì)難 度,。本文分析了省間日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn)，對(duì)省間日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了思考,，并提出若干建議,。針對(duì)與省內(nèi)市場(chǎng)的耦合銜接問題，提出了基于 順序出清的耦合模式,；針對(duì)區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng) 的融合問題,，提出了區(qū)域市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則；針對(duì)通道容量的建模管理,，提出了基于潮流和 關(guān)鍵支路的通道建模方法,；針對(duì)新能源消納的政策 要求，提出了基于滾動(dòng)重疊的日內(nèi)交易機(jī)制,。中國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)面臨特有問題,，通過借鑒國(guó)外電力市場(chǎng)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，分析日內(nèi)市場(chǎng)變化趨勢(shì),，旨 在設(shè)計(jì)高效運(yùn)行的省間日內(nèi)市場(chǎng),，促進(jìn)資源優(yōu)化 配置。