分布式发电市场化环境下各交易主体响应行为模型

随着分布式发电市场化交易政策的深入推进，市场中各交易主体的定位及行为模式亟需得到进一步明晰。针对这一关键性需求，华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室等单位的研究人员张迪、苗世洪、周宁、涂青宇、李姚旺，在2020年第15期《电工技术学报》上撰文，围绕分布式发电市场化环境中各参与主体响应行为模式展开研究，在充分考虑实际政策限制及接入规范的基础上，建立分布式发电市场化环境下各交易主体响应行为模型。

研究人员采用卡罗需-库恩-塔克（KKT）条件转换方法将原始模型转换为具有单个下层规划问题的双层规划模型，利用多目标进化算法实现模型的求解。基于某乡镇实际配电网系统进行算例仿真，仿真结果验证了模型的有效性，该研究成果为分布式发电市场化交易的进一步发展奠定了理论基础。

分布式发电布点广泛，可以就近实现清洁能源的生产和消费，代表着能源发展的新形态和新方向。然而分布式发电在发展过程中面临的并网成本高、对补贴依赖性强、无法为大规模工业化生产供应电力等突出问题制约了分布式发电市场化应用的进一步提升。

为了解决上述问题，国家发改委和国家能源局在2017年推出《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》（以下简称《通知》）政策文件，开始推动我国分布式发电市场的建设。自《通知》下发以来，已有多个试点在部分省市推行。

从试点推行效果看，分布式发电市场化利用市场这只无形的手，在优化电网结构、引导清洁能源市场良性竞争、为制造业释放改革红利、深化供给侧结构改革等方面取得了一定进步。

但也应该看到，部分试点也存在着电网企业、分布式发电商、电力用户等市场主体定位不准确、形式流于行政化、无法充分挖掘市场潜力等问题。在分布式发电市场建设的关键阶段，如何明晰分布式发电市场化环境中各交易主体行为模式，分析分布式发电市场化交易政策影响机制，对分布式发电市场下一步建设至关重要。

分布式发电市场化交易的交易模式分为三种：

①直接交易模式，分布式发电商与电力用户直接进行电力交易，签订中长期交易合同，向电网企业支付“过网费”；

②电网代售电模式，分布式发电商委托电网企业代售电，电网企业按照本地区综合售电价格与分布式发电商进行结算，并在扣除相应“过网费”之后将剩余收入转付给分布式发电商；

③标杆电价收购模式，电网企业按照国家规定的各类发电标杆上网电价收购，但相应“过网费”由电网企业承担。

根据现场施行经验，分布式发电商的收益主要来自于两部分：参与分布式发电市场化交易的收益；国家及省市等政府机构提供的度电补贴。在以标杆电价收购模式为例，电网企业承担以燃煤标杆电价收购分布式发电电量部分的经济支出，分布式发电标杆上网电价与燃煤标杆电价之差即为政府机构提供的度电补贴。

目前，国内外已就分布式发电市场化开展了相关研究。但是，这些研究成果存在着三个方面的问题：

①侧重于分析解读分布式发电市场化政策内容，更多属于政策阐述类文献。对分布式发电市场化交易施行后，各主体响应行为缺乏相应的分析研究。

②研究中虽然涉及分布式发电市场化交易，但多数文献仅仅是使用了“交易模式”或“过网费”概念，并未真正赋予分布式发电商交易模式选择权，且缺乏对分布式发电市场化交易的全景式展示分析。

③随着分布式发电市场化交易在各个试点的展开，各个试点推出了新的结算规则和偏差考核方法，但目前多数研究仅涉及《通知》文件的内容，对各地新的交易规则基本未涉及。

针对上述研究的不足，华中科技大学等单位的研究人员围绕分布式发电市场化各主体响应行为模式展开研究，在充分考虑政策限制及接入规范约束的基础上，建立分布式发电市场化环境下各交易主体响应行为模型，分析各主体间利益交互关系，为分布式发电市场化交易进一步推广提供理论支撑。

图1  分布式发电市场化交易体系示意图

采用KKT条件转换方法将原始模型转换为具有单个下层规划问题的双层规划模型，利用多目标进化算法实现模型的求解。以某乡镇实际配电网系统进行算例分析，结果表明，所提模型可以切实反映分布式发电市场化环境中各主体利益诉求及行为模式，为分布式发电市场化交易的进一步发展奠定了理论基础。

研究人员得到了如下结论：

• 1）分布式发电商不仅与其他分布式发电商存在着对负荷资源的竞争，也与电网企业存在着负荷资源的竞争。

• 2）相较于以电网经济运行成本最小的目标，电网企业选择以分布式发电削减量最小为目标，虽然电网企业经济运行成本增加，但分布式发电项目投建量明显增大，分布式发电商经济成本得到了降低，负荷用电成本也得到了降低，分布式发电参与市场化交易的电量得到了增加。

• 3）随着可参与市场化交易负荷占比的增大，电力用户在分布式发电市场化交易中的垄断地位得到了增强，负荷用电的平均电价将进一步降低。

• 4）随着政府补贴削减比例的增大，分布式发电商总收益大幅降低，但光伏投建量等参数并未发生大幅度减小。分布式发电商依然可以在分布式发电市场化交易中获利，符合现行新能源发电退坡补贴的趋势。

以上研究成果发表在2020年第15期《电工技术学报》，论文标题为“分布式发电市场化环境下各交易主体响应行为模型”，作者为张迪、苗世洪、周宁、涂青宇、李姚旺。