“雙碳”目標(biāo)下發(fā)電企業(yè)綠電定價(jià)模型構(gòu)建與應(yīng)用研究

隨著化石能源的持續(xù)消耗及環(huán)境污染問題日益凸顯，開發(fā)利用風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源的綠色電力成為應(yīng)對(duì)能源緊缺問題、緩解環(huán)保壓力、實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在此背景下，傳統(tǒng)定價(jià)機(jī)制已難以適應(yīng)跨時(shí)空電力資源優(yōu)化配置需求，構(gòu)建科學(xué)綠電定價(jià)模型成為破除多市場(chǎng)壁壘、引導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)與柔性電網(wǎng)投資、促進(jìn)終端消費(fèi)清潔替代的關(guān)鍵突破口，對(duì)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)“安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合”的架構(gòu)目標(biāo)具有重要支撐作用。

一、綠電交易市場(chǎng)與政策環(huán)境分析

當(dāng)前我國(guó)綠電交易市場(chǎng)呈現(xiàn)規(guī)模加速擴(kuò)張、政策體系逐步完善、市場(chǎng)主體日趨多元的特征。

（一）市場(chǎng)規(guī)模與結(jié)構(gòu)

據(jù)《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》數(shù)據(jù)，2022年全國(guó)新能源裝機(jī)占比達(dá) 49% ，市場(chǎng)化交易電量突破5.25萬億千瓦時(shí)，其中綠電交易占比約 40% 。交易主體涵蓋風(fēng)電、光伏、水電等清潔能源，覆蓋省間與省內(nèi)兩級(jí)市場(chǎng)，跨區(qū)域輸送規(guī)模達(dá)3億千瓦（如青海一河南特高壓通道）。

（二）政策驅(qū)動(dòng)機(jī)制

國(guó)家層面出臺(tái)《可再生能源電力消納保障機(jī)制》《綠色電力交易試點(diǎn)工作方案》，明確可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重（2025年目標(biāo)大于 70% ），并建立綠證與碳排放權(quán)銜接機(jī)制[2。地方層面如青海省提出“完善綠色電力價(jià)格機(jī)制，對(duì)標(biāo)受端峰谷電價(jià)探索溢價(jià)機(jī)制”，推動(dòng)綠電環(huán)境價(jià)值顯性化。

（三）現(xiàn)存挑戰(zhàn)

市場(chǎng)仍面臨區(qū)域壁壘突出、價(jià)格機(jī)制不健全的問題。具體而言，一是存在省間壁壘。部分省份外送通道容量受限，導(dǎo)致新能源富集區(qū)（如青海、甘肅）消納壓力增大。二是存在定價(jià)缺陷。現(xiàn)行交易多依附中長(zhǎng)期合約，缺乏反映實(shí)時(shí)供需與系統(tǒng)成本的動(dòng)態(tài)定價(jià)模型。三是標(biāo)準(zhǔn)缺失。綠電認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，環(huán)境溢價(jià)計(jì)量方式亟待規(guī)范。

二、發(fā)電企業(yè)綠電定價(jià)模型的構(gòu)建與求解

（一）模型構(gòu)建的基礎(chǔ)

1.市場(chǎng)環(huán)境的假設(shè)條件

市場(chǎng)環(huán)境假設(shè)是模型構(gòu)建的基石，需結(jié)合政策導(dǎo)向與市場(chǎng)機(jī)制，具體設(shè)定如下：

在政策支持機(jī)制方面，假設(shè)綠電享受優(yōu)先消納政策，可再生能源配額制（RPS）強(qiáng)制約束市場(chǎng)主體消納綠電比例，碳交易市場(chǎng)與綠證交易機(jī)制協(xié)同運(yùn)行，為綠電賦予環(huán)境溢價(jià)。

在電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)方面，采用“中長(zhǎng)期合約 + 現(xiàn)貨市場(chǎng) + 輔助服務(wù)市場(chǎng)”多層架構(gòu)，綠電參與跨省跨區(qū)交易，并允許與儲(chǔ)能、負(fù)荷靈活互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同定價(jià)。

在成本與風(fēng)險(xiǎn)特征方面，假設(shè)綠電邊際成本趨近于零，但系統(tǒng)平衡成本需內(nèi)部化；新能源出力不確定性通過概率分布建模，引入預(yù)測(cè)誤差懲罰機(jī)制。

在區(qū)域協(xié)同性方面，參考青海西北電力調(diào)蓄中心規(guī)劃，假設(shè)送受端電網(wǎng)互聯(lián)互通，綠電外送通道容量約束納入模型，跨區(qū)輸電費(fèi)用按實(shí)際成本分?jǐn)偂?/p>

（二）模型構(gòu)建的具體過程

1.定價(jià)影響因素的確定與變量設(shè)置

定價(jià)影響因素的選取需結(jié)合政策導(dǎo)向、成本結(jié)構(gòu)及市場(chǎng)特征。根據(jù)《青海打造國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地行動(dòng)方案》，儲(chǔ)能配置成本、特高壓外送通道投資與綠電消納權(quán)重為核心政策變量。結(jié)合《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》中“雙高”系統(tǒng)特征，引入邊際碳減排成本、綠證交易溢價(jià)率及靈活性調(diào)節(jié)成本指標(biāo)。設(shè)置可再生能源發(fā)電技術(shù)成本（Cr）、碳排放權(quán)收益（Vc）、系統(tǒng)平衡成本（Bs）作為內(nèi)生變量；消納責(zé)任權(quán)重（Wa）、峰谷電價(jià)差（△P）作為外生變量。通過面板數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證指標(biāo)顯著性，建立多因素聯(lián)動(dòng)方程，量化政策激勵(lì)與市場(chǎng)波動(dòng)對(duì)綠電價(jià)格的影響機(jī)制。

2.定價(jià)函數(shù)與方程的建立

在模型構(gòu)建中，結(jié)合清潔能源市場(chǎng)化改革、跨省區(qū)綠電交易機(jī)制以及柔性靈活電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，建立分層定價(jià)函數(shù)。

在基礎(chǔ)層，以風(fēng)光邊際成本（ ρ_Cv） 、儲(chǔ)能配置成本（Cs）及輸配電損耗費(fèi)用（ （ct） 為核心，構(gòu)建基準(zhǔn)電價(jià)方程： [P_base]=αC_v+βC_s+γC_d ，其中，系數(shù) α 、β、 γ 根據(jù)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同調(diào)節(jié)能力”動(dòng)態(tài)修正。

在市場(chǎng)層，引入跨省外送補(bǔ)償因子及綠電環(huán)境溢價(jià)（PE），疊加電力現(xiàn)貨市場(chǎng)波動(dòng)參數(shù)（o），形成市場(chǎng)化定價(jià)方程： [P_market=k_??（P_base+PE?σ）]

在政策層，基于碳排放權(quán)交易價(jià)格（PC）與綠證認(rèn)購(gòu)比例（0），構(gòu)建政策疊加模型：

，模型通過線性規(guī)劃求解，確保覆蓋系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本和跨區(qū)域合作收益平衡。

3.約束條件的引入與優(yōu)化目標(biāo)的設(shè)定

（1）約束條件設(shè)計(jì)需結(jié)合政策導(dǎo)向與技術(shù)邊界。

在供需平衡約束方面，參考青海行動(dòng)方案“新能源消納責(zé)任權(quán)重（ gt;80% ）及跨省外送目標(biāo)（2030年達(dá)1450億千瓦時(shí)），要求模型滿足區(qū)域供需實(shí)時(shí)匹配。

在電網(wǎng)承載約束方面，依據(jù)藍(lán)皮書“雙高系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)”，限定輸電通道容量及波動(dòng)閾值，規(guī)避棄風(fēng)棄光（如利用率 ?95% ）。

在市場(chǎng)機(jī)制約束方面，嵌入青海“綠色電力交易”規(guī)則，對(duì)標(biāo)受端峰谷電價(jià)，確保定價(jià)符合跨省交易機(jī)制（如綠證交易、碳配額聯(lián)動(dòng)）。

在成本回收約束方面，參考藍(lán)皮書“調(diào)節(jié)性資源成本疏導(dǎo)”要求，覆蓋儲(chǔ)能配套、靈活性改造等系統(tǒng)成本，保障企業(yè)合理利潤(rùn)。

（2）優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定兼顧經(jīng)濟(jì)性與低碳性。

核心目標(biāo)主要包括最大化新能源消納量，最小化系統(tǒng)綜合成本（含平衡成本、備用成本）。輔助目標(biāo)為提升綠電環(huán)境價(jià)值溢價(jià)，通過價(jià)格信號(hào)激勵(lì)電源側(cè)低碳轉(zhuǎn)型。

（三）模型的求解方法與技術(shù)

1.數(shù)值計(jì)算方法的選用與說明

模型選用動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)化算法結(jié)合蒙特卡洛仿真進(jìn)行模型求解。具體如下：基于電價(jià)形成機(jī)制（如開發(fā)成本、調(diào)峰調(diào)頻儲(chǔ)能及碳匯要素）和跨省交易綠色電價(jià)設(shè)計(jì)，需處理非線性約束（如新能源出力波動(dòng)、政策限制）。動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)化高效求解多時(shí)段成本效益均衡問題，蒙特卡洛仿真模擬市場(chǎng)不確定性，如負(fù)荷波動(dòng)、綠證交易風(fēng)險(xiǎn)，確保模型貼合實(shí)際電力市場(chǎng)運(yùn)行。該方法支持大規(guī)模數(shù)據(jù)迭代，精度高且適應(yīng)政策性參數(shù)調(diào)整。

2.優(yōu)化算法的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

基于新型電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元互動(dòng)”特性，綠電定價(jià)模型需采用多目標(biāo)優(yōu)化算法：一是隨機(jī)規(guī)劃與魯棒優(yōu)化，針對(duì)新能源出力波動(dòng)性，建立風(fēng)電／光功率預(yù)測(cè)誤差的概率分布模型，通過隨機(jī)規(guī)劃最小化預(yù)期成本，并利用魯棒優(yōu)化應(yīng)對(duì)極端出力場(chǎng)景，保障定價(jià)魯棒性。二是混合整數(shù)規(guī)劃（MIP），結(jié)合儲(chǔ)能調(diào)峰需求，將儲(chǔ)能充放電狀態(tài)、綠證交易成本等離散決策變量納入MIP框架，求解成本最優(yōu)的綠電分時(shí)定價(jià)策略。三是智能算法輔助求解，采用遺傳算法或粒子群優(yōu)化處理高維非凸問題（如跨省區(qū)交易約束、輔助服務(wù)成本分?jǐn)偅?，平衡綠電環(huán)境溢價(jià)與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，確保模型在經(jīng)濟(jì)性與低碳目標(biāo)間高效收斂。

三、模型應(yīng)用與效果評(píng)估

（一）模型應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.不同類型發(fā)電企業(yè)的應(yīng)用案例（1）水電企業(yè) 青海黃河上游瑪爾擋水電站

該電站綠電定價(jià)模型采用“兩部制電價(jià) + 容量補(bǔ)償機(jī)制”。模型結(jié)合水電的季節(jié)性出力特性和長(zhǎng)期調(diào)節(jié)能力，將輔助服務(wù)價(jià)值（如調(diào)峰調(diào)頻）量化融入定價(jià)，配合黃河梯級(jí)儲(chǔ)能電站調(diào)節(jié)補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)現(xiàn)豐枯期差異化定價(jià)。通過青海電力交易中心實(shí)施，2025年測(cè)算顯示，項(xiàng)目年均收益提升12% ，綠電消納率提高至 98% 。

（2）光伏企業(yè) 海南州“千萬千瓦級(jí)光伏基地”項(xiàng)目

該項(xiàng)目采用“邊際成本法 + 綠證溢價(jià)”定價(jià)策略。模型嵌入光伏出力波動(dòng)性成本和儲(chǔ)光一體化系統(tǒng)協(xié)同成本，結(jié)合青海綠電交易試點(diǎn)，采用分時(shí)段差異化定價(jià)。實(shí)施后，基地年發(fā)電量外送占比提升 20% ，綠證交易收益占收入比重達(dá) 15% ，碳減排效益凸顯。

（3）風(fēng)電企業(yè)——海西州德令哈風(fēng)儲(chǔ)融合項(xiàng)目該試點(diǎn)項(xiàng)目模型引入功率預(yù)測(cè)修正因子和儲(chǔ)能平抑系數(shù)，通過“基準(zhǔn)電價(jià) + 波動(dòng)性補(bǔ)償”架構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)定價(jià)。

2.不同市場(chǎng)環(huán)境下的應(yīng)用實(shí)踐

基于青海省清潔能源高地的實(shí)踐及新型電力系統(tǒng)建設(shè)要求，綠電定價(jià)模型在以下市場(chǎng)環(huán)境中差異化應(yīng)用：在跨省外送市場(chǎng)（如青豫特高壓通道）方面，可結(jié)合受端省份峰平谷電價(jià)差異，采用“基準(zhǔn)電價(jià) + 環(huán)境溢價(jià)”動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制。參考青海方案中“對(duì)標(biāo)受端省區(qū)電價(jià)水平探索綠電價(jià)格機(jī)制”，模型通過負(fù)荷曲線匹配優(yōu)化外送收益，2025年跨省外送電量目標(biāo)達(dá)860億千瓦時(shí)（年均增 25.8% ）。在輔助服務(wù)市場(chǎng)方面，可針對(duì)新能源高波動(dòng)性，將儲(chǔ)能調(diào)峰成本納入定價(jià)體系。

（二）模型效果評(píng)估的指標(biāo)體系

1.定價(jià)合理性的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

定價(jià)合理性評(píng)估需緊扣新型電力系統(tǒng)四大特征與市場(chǎng)化改革目標(biāo)：一是政策響應(yīng)性。參考青海方案“綠色電力價(jià)格機(jī)制探索”及藍(lán)皮書“綠電環(huán)境價(jià)值市場(chǎng)化發(fā)現(xiàn)”要求，評(píng)估模型對(duì)碳排放權(quán)交易、綠證認(rèn)購(gòu)等政策要素的傳導(dǎo)效率，確保環(huán)境溢價(jià)充分顯性化。二是成本覆蓋度。依據(jù)藍(lán)皮書“調(diào)節(jié)性資源成本疏導(dǎo)”原則，檢驗(yàn)儲(chǔ)能配套、靈活性改造等系統(tǒng)平衡成本（如青海多元儲(chǔ)能體系）是否通過電價(jià)有效回收，避免新能源消納成本轉(zhuǎn)嫁。三是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)標(biāo)青海對(duì)標(biāo)受端峰谷電價(jià)機(jī)制，驗(yàn)證綠電價(jià)格在跨省交易中與受端市場(chǎng)電價(jià)的協(xié)同性（如價(jià)差合理性），保障綠電在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的滲透率提升。四是系統(tǒng)友好性。結(jié)合藍(lán)皮書“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同”要求，考核定價(jià)對(duì)負(fù)荷曲線平抑、新能源波動(dòng)平抑（如棄風(fēng)棄光率）的引導(dǎo)效果，體現(xiàn)柔性靈活支撐價(jià)值。

2.企業(yè)效益提升的評(píng)估方法

企業(yè)效益評(píng)估需統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)性與低碳轉(zhuǎn)型目標(biāo)，構(gòu)建三維度量化框架：一是環(huán)境價(jià)值轉(zhuǎn)化率?；凇缎滦碗娏ο到y(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》“綠證—碳市場(chǎng)協(xié)同”機(jī)制，測(cè)算綠電環(huán)境溢價(jià)（碳減排收益、綠證交易收入）占總營(yíng)收比重，反映政策紅利轉(zhuǎn)化效率。二是系統(tǒng)成本優(yōu)化度。對(duì)標(biāo)藍(lán)皮書“調(diào)節(jié)性資源成本疏導(dǎo)”原則，分析儲(chǔ)能配套、靈活性改造等系統(tǒng)平衡成本在電價(jià)中的回收比例（如青海儲(chǔ)能電站成本分?jǐn)倷C(jī)制），評(píng)估模型對(duì)邊際效益的優(yōu)化作用。三是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力指數(shù)。結(jié)合青海對(duì)標(biāo)受端峰谷電價(jià)機(jī)制，計(jì)算跨省交易中綠電溢價(jià)空間（受端電價(jià)與實(shí)際結(jié)算價(jià)差），衡量模型對(duì)市場(chǎng)份額的提升貢獻(xiàn)。

（三）模型應(yīng)用中的潛在問題與解決方案

1.數(shù)據(jù)獲取與處理的難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略

數(shù)據(jù)獲取與處理的難點(diǎn)集中于新能源出力不確定性、跨區(qū)域交易數(shù)據(jù)異構(gòu)性及政策動(dòng)態(tài)適配性（綠證、碳市場(chǎng)規(guī)則高頻調(diào)整）。應(yīng)對(duì)策略如下：一是多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合。依托藍(lán)皮書“云大物移智鏈邊”技術(shù)框架，構(gòu)建省級(jí)能源數(shù)據(jù)中臺(tái)，集成氣象預(yù)測(cè)（出力波動(dòng)）、電網(wǎng)調(diào)度（負(fù)荷曲線）、碳市場(chǎng)（碳價(jià)波動(dòng)）等多維度數(shù)據(jù)，通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)清洗與標(biāo)準(zhǔn)化。二是動(dòng)態(tài)政策參數(shù)庫(kù)。建立可插拔式政策模塊，動(dòng)態(tài)更新碳排放權(quán)配額、綠證核發(fā)規(guī)則等參數(shù)，支持模型自適應(yīng)調(diào)整。三是區(qū)塊鏈協(xié)同校核。針對(duì)跨省交易數(shù)據(jù)壁壘，搭建聯(lián)盟鏈平臺(tái)（如青海一河南特高壓通道），實(shí)現(xiàn)送受端電量、電價(jià)及環(huán)境權(quán)益流水的分布式確權(quán)，確保數(shù)據(jù)可信性與交易透明。

2.模型參數(shù)調(diào)整的靈活性與適應(yīng)性分析

綠電定價(jià)模型參數(shù)需適應(yīng)新能源出力波動(dòng)性、區(qū)域消納差異及市場(chǎng)政策動(dòng)態(tài)變化。一是建立多級(jí)閾值響應(yīng)機(jī)制。結(jié)合青?！伴L(zhǎng)中短周期儲(chǔ)能協(xié)同”目標(biāo)，對(duì)消納率、波動(dòng)率等核心參數(shù)設(shè)置動(dòng)態(tài)調(diào)整區(qū)間（如 ±15% 浮動(dòng)帶），引入實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)與負(fù)荷預(yù)測(cè)修正因子。二是區(qū)域差異化適配策略。結(jié)合“分布式智能電網(wǎng)”理念，按電源結(jié)構(gòu)（如風(fēng)電／光伏裝機(jī)占比）、電網(wǎng)強(qiáng)度（如西北弱同步支撐區(qū)域）分設(shè)參數(shù)權(quán)重，如外送電占比較高的青海通道增加跨省交易成本補(bǔ)償系數(shù)。三是政策彈性嵌入。關(guān)聯(lián)綠證交易與碳市場(chǎng)政策變動(dòng)，設(shè)計(jì)政策敏感型參數(shù)模塊，通過政策影響力評(píng)估動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)環(huán)境溢價(jià)參數(shù)。

3.市場(chǎng)變化對(duì)模型有效性的影響及應(yīng)對(duì)措施

市場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化會(huì)顯著影響綠電定價(jià)模型的適用性。參考青海省清潔能源基地跨省外送電量2030年規(guī)劃達(dá)1450億千瓦時(shí)，大規(guī)模新能源并網(wǎng)可能導(dǎo)致供需波動(dòng)加劇，電價(jià)峰谷差擴(kuò)大。根據(jù)《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》分析，新能源低邊際成本特性與高系統(tǒng)成本的矛盾會(huì)沖擊現(xiàn)有市場(chǎng)定價(jià)體系。此外，綠證交易市場(chǎng)、碳排放權(quán)市場(chǎng)價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制的調(diào)整可能影響模型參數(shù)的穩(wěn)定性。應(yīng)對(duì)措施需結(jié)合青海電力市場(chǎng)化改革經(jīng)驗(yàn)：一是構(gòu)建分時(shí)電價(jià)與綠證價(jià)格動(dòng)態(tài)耦合模塊，基于多源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新電價(jià)調(diào)節(jié)系數(shù)；二是引入儲(chǔ)能調(diào)節(jié)成本補(bǔ)償因子，參考青海省提出的多時(shí)間尺度儲(chǔ)能協(xié)同機(jī)制，建立儲(chǔ)能削峰填谷經(jīng)濟(jì)效益與綠電溢價(jià)的映射關(guān)系；三是利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)區(qū)域市場(chǎng)邊際消納成本波動(dòng)，迭代優(yōu)化模型靈敏度。同時(shí)需融合電力現(xiàn)貨市場(chǎng)與中長(zhǎng)期合約的混合定價(jià)模式，提升模型對(duì)不同市場(chǎng)階段的適應(yīng)能力。

四、結(jié)語

本文圍繞“雙碳”目標(biāo)下發(fā)電企業(yè)綠電定價(jià)的核心問題，構(gòu)建了融合環(huán)境價(jià)值、系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本與市場(chǎng)供需的多維定價(jià)模型。模型通過量化綠電的低碳屬性與正外部性，結(jié)合源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同機(jī)制，解決了傳統(tǒng)定價(jià)中環(huán)境價(jià)值缺失與成本疏導(dǎo)不足的痛點(diǎn)，在青海清潔能源高地的應(yīng)用中顯著提升了綠電消納效率與經(jīng)濟(jì)性，為綠證交易、跨區(qū)消納及電價(jià)機(jī)制改革提供了理論支撐與實(shí)踐路徑。

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（作者單位：青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司）