考虑需求侧电量电价弹性的电力市场交易结算机制研究

董 荞

引言

电力市场改革使得售电侧市场的开放程度逐渐加深，作为售电市场的主体，供电侧在极大程度上决定着市场活力。在具体的电力市场交易过程中，需求侧电量的实时波动情况是最主要的风险来源；其次，又由于市场电价自身具有一定的不确定性，也使得售电侧的风险更高。针对此，科学合理地设计电力市场交易结算机制成了备受关注的研究热点。其中，王睿琛等以新型电力系统为基础，通过构建电力市场主体统一身份模型，实现电力市场交易结算机制的设计，在一定程度上降低了电力市场需求侧合约电量执行的偏差率，但是稳定性存在进一步提升的空间[1]；薛远天等考虑到电力市场交易运行体系的多元特征，将卓越绩效理念应用到结算机制的构建中，在一定程度上提高了电力市场需求侧合约电量执行的稳定性，但是整体水平有待提升[2]；许政等以水火互济电源结构为基础，设计了一种考虑市场交易偏差电量的交易结算机制，具有良好的应用效果，唯一的不足是对需求侧合约电量执行情况偏差的控制精度相对较低[3]。

在上述基础上，本文充分考虑了需求侧电量电价弹性，设计了一种电力市场交易结算机制，并以实际的电力市场交易数据为基础进行了对比测试，分析验证了设计交易结算机制的可靠性。

一、电力市场交易结算机制设计

（一）需求侧电量电价弹性分析

对电量电价弹性的本质进行分析，其主要是指在电价相对变动的前提下，电能需求量被动发生的相对变动程度[4]，即用电量变化幅度与价格变化幅度的比值[5]。结合经济学原理，二者之间的关系可以表示为如图1所示的曲线。

图1 需求侧电量电价曲线

在图1中，q 表示需求侧电量需求，p表示交易电价。要实现对曲线的具象化确定是较为困难的[6]，因此，在经济学角度对其进行线性化处理[7]，并对电量电价弹性系数加以定义，其可以表示为

其中，E表示弹性矩阵，其可以表示为

按照上述所示的方式，实现对需求侧电量电价弹性的分析，为后续电力市场交易结算机制的构建提供执行基础，确保机制构建的科学性和合理性。

（二）交易结算机制构建

结合（一）部分对于需求侧电量电价弹性的分析结果，本文在构建电力市场交易结算机制的过程中，以电力市场需求侧合约电量的执行情况为核心目标，以信息偏差和能量偏差为核心，分别展开分析。信息偏差是市场主体出力曲线与实际计量负荷值参数之间差异程度超出了差异允许的最大范围时，交易中心对偏差程度进行合理的纠偏处理。而能量偏差是实际计量与协议电量的偏差超出允许的最大范围，开展的对应纠偏处理。按照上述的分析结果，本文设计交易结算机制下，对应的结算结果可以表示为

通过上述所示的方式，实现对电力市场交易结算机制的构建，保障电力市场交易的有序进行，为电能价值的最大化提供保障。

二、测试与分析

（一）测试环境设置

在对本文设计的电力市场交易结算机制实际应用效果进行分析阶段，以某区域的实际电力运行数据为基础开展了对比测试。其中，总购电量上限为1000.0kW·h，对应的用户用电量最小值和最大值分别为170.0 kW·h和340.0 kW·h。参与电量交易的用户规模为1200户。对供给侧的配置情况进行分析，其共包括六台机组，其中，机组的最小综合出力为120.0MW，在需求侧与各机组签订的合同中，以单日为周期，最大用电量为199.0MW，最大用电量为44.0MW。在具体的交易过程中，为了避免由于供需之间差值过大导致的停机问题，以市场出清价格为基准为市场运营机构支付电力平衡开支，通过这样的方式实现对异常交易数据造成损失的弥补，保障交易市场的秩序性。

在此基础上，分别采用不同交易结算机制进行测试，具体分别为文献[1]提出交易结算机制、文献[2]提出的交易结算机制以及文献[3]提出的交易结算机制，通过分析不同机制下的交易情况，对其应用效果进行客观评价。

（二）测试结果与分析

在上述基础上，分别统计了四种不同交易结算机制下，电力市场需求侧合约电量的执行情况，本文以偏差率作为评价指标，对需求侧个数的占比情况进行统计，得到的数据结果如表1所示。

表1 不同交易结算机制测试结果统计表/%

结合表1中的测试结果可以看出，在4种不同结算机制下，电力市场需求侧合约电量执行情况的偏差率分布表现出了较为明显的差异。在文献[1]机制下，偏差率在6.0%以内的需求侧个数占比为46.14%，具有相对较好的表现。其中，偏差率在2.0%以内的需求侧个数占比为12.34%，也处于相对较高的水平，但是对偏差率在10.0%以上的需求侧个数占比情况进行分析可以看出，其达到了9.36%，表明在该交易结算机制下，电力市场需求侧合约电量的执行情况稳定性相对偏低。在文献[2]机制下，偏差率在6.0%以内的需求侧个数占比为46.19%，与文献[1]机制下的测试结果基本一致，但是偏差率在2.0%以内的需求侧个数占比仅为8.56%。不仅如此，结合偏差率在10.0%以上的需求侧个数占比情况可以发现，其也存在电力市场需求侧合约电量的执行情况稳定性较低的问题，并且与文献[1]机制相比更加明显，对应的占比达到了9.98%。在文献[3]机制下，偏差率在6.0%以内的需求侧个数占比达到了48.72%，明显高于文献[1]机制和文献[2]机制下的测试结果，但是其偏差率在2.0%以内的需求侧个数占比仅为9.45%，说明在该交易结算机制下电力市场需求侧合约电量的执行情况偏差控制精度相对较低，分析偏差率在10.0%以上的需求侧个数占比，其仅为7.31%，表明此时的需求侧合约电量整体执行效果较为可靠。相比之下，在本文设计结算交易机制下，不仅偏差率在6.0%以内的需求侧个数占比达到了58.49%，偏差率超出10.0%的需求侧个数占比也仅为5.55%，与三个对照组的测试结果相比，其实现了对电力市场交易的合理控制，保障了交易的顺利进行。

结束语

为了适应需求侧对于电力资源的需求，对售电侧市场的交易结算机制进行深入优化设计是十分必要的，在具体的交易机制设计过程中，充分考虑需求侧电量的实际需求变化情况，以及电价的波动情况是保障交易顺利进行的基础。本文提出考虑需求侧电量电价弹性的电力市场交易结算机制研究，在极大程度上降低了电力市场需求侧合约电量执行的偏差程度，对于实际电力市场交易的顺利进行具有重要的现实价值。通过本文对于电力市场交易结算机制的研究与设计，也希望能够为电力市场的优化发展提供有价值的帮助，助力电力资源实现价值最大化。