可再生能源市場化背景下發電量管理與優化研究

于 娜，王 哲

［1.深能北方（通遼）能源開發有限公司，內蒙古 通遼 028000；2.深能北方能源控股有限公司，北京 100032］

0 引言

可再生能源市場化背景下的發電量管理與優化不僅可以促進能源結構的轉型升級，實現低碳經濟的發展，而且可以提高電力市場的競爭性和透明度，加強電力供需雙方的合作和溝通，同時也促進新能源產業的發展和壯大。電力企業應該充分認識到可再生能源市場化的價值，積極推動相關政策的出臺和實施，為可再生能源市場化的健康發展創造有利的環境和條件。為了更加清晰明了地對于發電量管理模式和體制進行分析，以更好地對于其進行優化和改革，本文從整個可再生能源市場的使用功能性質以及基本構成來分析，深入探討發電量管理與優化策略[1]。

1 可再生能源市場化背景下發電量管理的意義

隨著全球對環境保護和可持續發展的日益關注，可再生能源市場迅速崛起并得到了廣泛的關注。如《國家新能源產業發展規劃（2011—2020 年）》《關于加快推進光伏產業健康有序發展的指導意見》等文件。這些政策措施為可再生能源行業的發展提供了有力支持。同時，國際上也有很多國家也在積極推動可再生能源市場的建設和發展。例如，歐洲各國已經開始實施碳排放交易制度，以促進可再生能源的使用；美國則通過制定稅收優惠政策等手段，鼓勵企業投資于可再生能源項目。

自從可再生能源市場放開對電力發電量管理的影響以來，可再生能源市場迎來了新的格局。這一變化對于電力行業以及相關產業都帶來了巨大的影響。可再生能源市場的放開意味著消費者不再局限于從傳統的供電公司購買電力。他們現在可以選擇從多個電力企業購買電力，從而提高了市場競爭性和選擇性。電力企業為了吸引消費者，不斷提供更好的服務和更有競爭力的價格。消費者可以根據自己的需求選擇最適合自己的電力企業，從而獲得更好的體驗和經濟效益。新格局也促進了可再生能源市場的發展和創新。為了在競爭中立于不敗之地，電力企業不斷推出新產品和新服務。通過引入技術創新和智能化控制系統，可再生能源市場實現了更高效的運營和資源利用，提高了供電質量和可靠性[2]。2020—2050 年可再生能源市場化發展趨勢數據分析如表1 所示。

表1 2020—2050 年可再生能源市場化發展趨勢數據分析

可再生能源市場化背景下的發電量管理是電力行業改革的一項重大舉措，旨在實現發電量管理與優化工作。這種變化的背景源于傳統的電力行業體制受到挑戰，這種體制通常由壟斷的國有電力公司主導，導致資源配置效率低下，電價定價不合理。

光伏發電有利于解決傳統能源過度消耗的問題。能源分為可再生能源和不可再生能源，可以用于人們的日常生活和社會發展。目前，火電在中國電能中所占比例較高，火電以煤為主要燃料進行能量轉換，對環境的影響較大。光伏發電不污染環境，主要利用太陽能進行能量轉換。它是一種具有良好發展前景的清潔能源，是電源發展的主要方向之一。電力資源在電壓等級方面，從最初的66kV 逐漸放寬到10kV，現在不再有電壓等級的限制。從準入行業類別來看，電力市場已從實行工業大電價的工業企業逐步擴大到一般工商企業。從年用電量接入來看，限額由2000 萬kW·h 及以上逐步降低到1000 萬kW·h 及以上。后來，用電量下降到100 萬kW·h以上的極限。截至目前，相關行業已解除用電門檻限制，各類經營性用電用戶可實現按需接入用電。從現實的角度來看，越來越多的企業獲得了參與電力發電量管理的準入資格。不同地區的發展情況可能存在一定的差異，但總體而言，越來越多的企業投資于電力發電量管理，這也意味著電力發電量管理已成為一種必然趨勢。從2015—2020 年，市場化交易的電量逐步增加，每年累計增加的用電量也呈現出電力市場化率的不斷提高和交易規模的不斷增大[3]。

2 可再生能源市場化背景下發電量管理與優化策略

2.1 加強售電側現貨交易電量管理

可再生能源市場化背景下需要加強售電側現貨交易電量管理。因此，在制定省級交易量計劃時，應參考政府與相關監管部門制定的協議內容，將省際電力交易市場劃分為月度、季度、年度3 個交易層面，形成一定的線性關系。每月的交易需要對當前清潔能源的使用和浪費以及電力系統的運行狀況進行有效的提前控制。省內電力單位在進行跨省電力交易時，應當將對外交易電量作為重要的結算參考數據，但不得作為電力企業開展供電業務的依據。為了充分提高結算工作的準確性，降低結算操作的難度，電力公司可以采用統一的分解方法，在銷售端繪制電力交易量分解圖。在此條件下，可將不同時段的負交易用電需求值與總用電需求值之比作為分解元，分解元可用x 對應的電量得到分解曲線。該方法廣泛應用于自適應算法中，在數據分析和整合過程中，可以自動根據圖形曲線進行數據計算，明確控制條件，并結合數據分布特征和范圍等因素，提高結算精度。若將其納入數學模型，其目標函數的優化表達式如下：

式中：f——結算日；x——最小結算時間；ci——典型負荷曲線與目標負荷曲線的數據差；xi——某一節點的邊際電價；∑——已知電量曲線。

由于電力市場的交易過程通常持續10～20min，因此可以得到節點的邊際電價。因此，在對交易電量進行分解的過程中，應選擇最小的結算時間，并對該時間段內的交易電量值進行分解，采用上述公式逐級推導，實現交易電量的準確計算。

2.2 加強中長期交易合約的制定

目前比較常見的電力交易模式有區內交易現貨交易方式遠期合約交易方式等，主要是根據當前可再生能源市場運行狀況和未來發展趨勢設計各種電力交易合約。以雙方的貿易談判為例，這種交易方式主要適用于對外貿易。相關企業應首先開展線下談判活動，引導各參與企業在合同開始后一周內完成交易意向的確認和提交，并在線填寫和確認交易信息。在賣方收到相關信息后，活動組織者可以對相關信息進行準確核實，及時公布談判結果，參考各種電力和電力交易約束條件進行審查操作，并將最終信息傳遞給交易市場。不符合的合同可以在此階段進行詳細的優化和調整，并重新發送給活動組織者進行審查。發電機組可將精煉后的日結算電量參數納入交易曲線進行數據分解；協調企業可參考輸電時段細分日結算電量中包含的基本電力數據信息。在此期間，交易曲線主要表現為典型的曲線形式，可以根據交易特點進行適當的調整，獲得的相關值可以由交易雙方共同控制。同時，為了有效突出電力發電量管理的適應性特點，保證電力交易環境的安全，各電力企業需要根據合同內容設計交易流程，實施合同調整和調度工作，保證電力交易市場的順利發展[4]。

2.3 創新電力發電量管理

可再生能源市場化背景下的發電量管理與優化過程中需要應特別注意以下方面：創新所涉及的技術和設備：電力發電量管理的創新往往依賴于新的技術和設備。因此，管理人員需要密切關注新的技術發展趨勢，以及相關設備的更新和升級。同時，還需要對相關技術進行評估和測試，以確保其可靠性和安全性。數據管理與分析：電力發電量管理產生大量數據，包括供需數據、交易記錄等。有效的管理和分析這些數據可以提供更準確的市場信息和預測，從而幫助市場參與者做出更明智的決策。因此，管理人員需要建立完善的數據管理體系，利用數據分析工具和算法提取有價值的信息。法律和監管政策：電力發電量管理涉及多重權益，需要相應的法律和監管政策來保障交易的公平合法。管理人員需要熟悉相關法律法規，確保電力發電量管理流程和執行符合法規要求。

2.4 制定可再生能源市場支持策略

可再生能源的高比例消費加劇了電力系統的供需不匹配。由于天氣等外部因素對可再生能源發電量的影響，可再生能源發電量的波動性導致電網供電與用電的時空差異，從而導致電力不平衡、電流波動等問題。這就要求電力系統具有高度的靈活性，能夠對供需雙方進行動態調整，實現供需平衡。由于可再生能源發電量的波動性，電力系統可能會出現過剩或短缺的情況，從而導致電壓不穩定、頻率波動等問題。這對電網的穩定性和運行安全性提出了挑戰。為了保證電力系統的穩定運行，需要通過合理的調度控制措施消化和平滑可再生能源的不可預測波動。市場支持策略通過建立可再生能源電力交易市場，實現資源的最優配置和靈活調度。該市場機制允許可再生能源發電商和需求者在市場上進行交易，并根據供需關系自主協商電價和交易方式，實現供需平衡。同時，市場還可以激勵發電企業投資和開發更多的可再生能源項目，提高其競爭力和市場份額。市場支持戰略也可以通過制定適當的補貼和激勵政策來鼓勵可再生能源的發展和消費。例如，政府可以對可再生能源發電項目提供稅收優惠、補貼、購電價格優惠等經濟激勵措施，降低可再生能源的成本，提高其市場競爭力。此外，政府可以采取市場化的方式，引導電力用戶和消費者增加對可再生能源的需求，通過市場激勵機制，促進可再生能源產業鏈的發展，擴大消費市場[5]。

2.5 加強交易過程管理

光伏發電改變了熱能轉變電能的傳統發電模式，降低了電能生產過程中對環境的危害，對比傳統發電模式，污染處理成本更低。作為典型的綠色可再生資源，在滿足發電條件基礎上不會產生附加污染物，有效實現生態發展綠色環保目標，為經濟與生態環境可持續發展提供助力。目前光伏發電技術逐漸成熟，國家對光伏發電量的需求也在不斷增加以及政府對風能方面資金與技術的側重，使光伏發電廠覆蓋規模持續擴大。為了更好地發展光伏發電，提高電能的利用效率，應積極采取風電并網技術，通過有效并網處理，打造離網型發展結構，充分發揮出光伏發電優勢。光伏發電廠的建設成本低，施工周期較短，占地面積少，這些都為光伏發電電網建設提供了有利條件。光伏發電并網技術的應用，為電能有效利用奠定了基礎，便于深度開發可利用能源價值。

發電系統通常由獨立系統、并網系統和混合系統組成。發電系統與太陽能結合的整體應用規模、形式、負荷類型也包括不同的系統類型。因此，根據現行光伏設計規范和要求，發電系統總體發電量公式如下：

式中：ES——標準條件下的暴露；PAZ——組件的實際裝機容量；HA——水平面上的太陽總輻射；Ep——發電量。

實際綜合效率系數是指考慮各種影響因素的相應修正系數，包括光伏組件和方位角的修正系數、整個光伏發電系統的實際可用性、光伏陣列的實際傾角、光的實際利用率和逆變器裝置的效率；光伏組件整體表面污染和轉換效率的修正系數，以及線路升壓條件下變壓器裝置的實際損耗。由式（2）可知，發電系統的總發電量由發電系統的總裝機容量決定，即發電系統的實際太陽輻射總量和綜合效率系數。發電系統總體裝機容量由發電系統實際裝機面積確定，該裝機面積在項目啟動期間確定。輻照量通常在選址過程中確定，在設計過程中需要考慮相應綜合效率系數的相關因素。可再生能源市場化背景下電力發電量管理應當遵循公平、公正原則，建立統一的交易規則，明確交易各方的權利和義務，規范交易行為。監管部門應加強對交易過程的監管，保障電力交易的合規性。其次，加強交易流程管理，包括完善交易平臺和信息系統。電力發電量管理需要建立高效的交易平臺，提供快速、準確的交易撮合和清算服務。同時，建立完善的信息系統，實現交易過程中的數據收集、分析和共享，提高市場信息的透明度和流通效率[6]。

3 結語

可再生能源市場化背景下電力發電量管理的有效性離不開相應的可再生能源市場基本交易制度的協調。發電量管理對于保證電力市場的健康發展有非常重要的意義，因此電力行業需要必須要結合實際情況，綜合考核各種交易方式的優缺點，做出合理的發電量管理方案，對于保障電力市場的穩定發展都有非常積極的意義。