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电网调峰辅助服务交易系统：设计架构、实践应用与未来展望

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球能源结构的加速转型，可再生能源在电力供应中的占比不断攀升。以太阳能、风能为代表的新能源具有间歇性、波动性的特点，大规模接入电网后，给电力系统的稳定运行带来了巨大挑战。据统计，我国部分地区新能源装机占比已超过30%，在新能源大发时段，电力供应远超负荷需求，而在无风、无光时段，新能源出力锐减，电力供应缺口凸显，电网调峰压力骤增。传统的电力调峰方式已难以满足新能源高比例接入下的电网运行需求，亟需引入更加灵活、高效的调峰手段和市场机制。

在这样的背景下，电网调峰辅助服务交易系统应运而生。该系统通过市场化的手段，整合各类调峰资源，包括火电、水电、储能、需求响应等，实现调峰资源的优化配置，提升电网的调峰能力，保障电力系统的安全稳定运行。从能源转型的角度来看，电网调峰辅助服务交易系统为新能源的大规模消纳提供了有力支撑，促进了能源结构的绿色低碳转型。以河南为例，通过深化电力辅助服务市场建设，2021年电力调峰辅助服务市场促进清洁能源增发电量约41亿千瓦时，有效实现了清洁能源和火电企业发展的双赢。

从电力市场发展的层面分析，该系统推动了电力市场化改革的深入推进。传统的调峰辅助服务主要依靠行政指令和计划安排，缺乏市场竞争和价格信号引导，导致调峰资源利用效率低下，发电企业参与调峰的积极性不高。而调峰辅助服务交易系统引入市场机制，通过价格信号引导市场主体参与调峰，激发了市场活力，提高了资源配置效率。例如，安徽电力调峰辅助服务市场通过设计适配安徽实际情况的调峰市场交易品种和交易组织流程，成功调动了发电企业参与调峰的积极性，有效缓解了安徽电网的调峰压力。

电网调峰辅助服务交易系统的建设和完善，对于提升电力系统的灵活性、稳定性，促进新能源消纳，推动电力市场发展具有重要的现实意义，是实现能源转型和电力行业高质量发展的关键举措。

1.2国内外研究现状

在国外，欧美等发达国家对电网调峰辅助服务交易系统的研究起步较早，已取得了较为成熟的成果。美国PJM电力市场建立了完善的辅助服务市场体系，涵盖调频、调峰、备用等多种服务类型。其调峰辅助服务交易系统采用日前和实时市场相结合的交易模式，市场主体通过双边协商、集中竞价等方式参与交易，系统利用先进的优化算法实现资源的优化配置。德国则依托其强大的分布式能源资源，将虚拟电厂作为重要的调峰资源纳入交易系统。通过智能电网技术和信息技术，德国整合分布式电源、储能和可控负荷，实现对虚拟电厂的实时监控和调度，有效提升了电网的灵活性和可靠性。在北欧电力市场，水电在调峰中发挥着重要作用，其调峰辅助服务交易系统充分考虑了水电的调节特性，通过建立长期合同和现货市场相结合的交易机制，实现了水电与其他电源之间的协调优化运行。

国内对电网调峰辅助服务交易系统的研究虽然起步相对较晚，但近年来随着新能源的快速发展和电力市场化改革的深入推进，取得了显著进展。国内学者对调峰辅助服务市场的交易机制、定价方法、市场主体行为等方面展开了广泛研究。在交易机制方面，研究涵盖了集中式、分散式以及混合式等多种交易模式，旨在寻找最适合我国国情的交易机制。在定价方法上，基于成本补偿、市场竞价等不同思路的定价模型不断涌现，力求使调峰辅助服务价格能够真实反映资源的价值和市场供需关系。在市场主体行为研究中，分析了发电企业、储能运营商、用户等不同主体参与调峰辅助服务市场的动机、策略以及对市场运行的影响。

在实践应用方面，我国多个地区已经开展了调峰辅助服务市场的试点工作，并取得了一定成效。安徽电力调峰辅助服务市场通过设计适配安徽实际情况的调峰市场交易品种和交易组织流程，成功调动了发电企业参与调峰的积极性，有效缓解了安徽电网的调峰压力，同时也为新能源全额消纳发挥了重要作用。河南通过深化电力辅助服务市场建设，2021年电力调峰辅助服务市场促进清洁能源增发电量约41亿千瓦时，有效实现了清洁能源和火电企业发展的双赢。福建首次开展电力可调节负荷调峰辅助服务市场交易，全省92户用电客户参与，最大调峰负荷达17.91万千瓦，可调节负荷调峰辅助服务交易通过市场化方式鼓励电力用户增加电网负荷低谷时段的用电量，缓解了特殊时段电网系统负备用不足的问题，实现了源、网、荷多方共赢。

尽管国内外在电网调峰辅助服务交易系统方面取得了诸多成果，但仍存在一些不足之处。部分研究对复杂多变的电网运行环境和市场环境的适应性有待提高，例如在面对极端天气导致新能源出力大幅波动，或者电力需求突然激增等情况时，现有交易系统的应对策略和优化算法可能无法及时有效地做出调整，导致调峰效果不佳。不同地区的资源禀赋和电力市场发展水平存在差异，如何因地制宜地设计出符合各地实际情况的交易系统，还需要进一步深入研究。在市