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基于因果推断的电力市场价格影响因素分析1

基于因果推断的电力市场价格影响因素分析

摘要

本报告系统性地探讨了基于因果推断方法对电力市场价格影响因素进行深度分析

的可行性方案。电力市场作为能源体系的核心组成部分，其价格形成机制复杂多变，受

多种因素共同作用。传统相关性分析方法难以揭示变量间的真实因果关系，可能导致政

策制定和市场决策的偏差。本研究旨在构建一套完整的因果推断分析框架，结合电力市

场特有属性，识别关键影响因素，量化其因果效应，为市场参与者提供科学决策依据。

报告首先阐述了电力市场改革背景及价格形成机制的特殊性，随后深入分析了现有研

究方法的局限性，提出了基于潜在结果模型、结构方程模型和工具变量法等多元因果推

断方法的技术路线。通过设计详细的实施方案，包括数据采集、模型构建、验证机制等

环节，确保研究结果的可靠性和实用性。预期成果将包括因果效应量化模型、影响因素

优先级排序以及政策模拟工具等。报告还全面评估了研究过程中可能面临的数据质量、

模型设定等风险，并提出了相应的保障措施。本研究将为电力市场精细化管理和科学决

策提供新的方法论支持，对促进电力市场健康发展和能源结构优化具有重要理论与实

践意义。

引言与背景

1.1电力市场改革历程与发展现状

中国电力市场改革经历了从计划经济到市场化转型的渐进过程。2015年发布的《关

于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）标志着新一轮电力市场

化改革的启动，明确了”管住中间、放开两头”的体制架构。截至2022年，全国电力市

场化交易电量已达到5.25万亿千瓦时，占全社会用电量的60.8%，市场化程度显著提

升。随着改革的深入推进，电力价格形成机制日益复杂，受燃料成本、供需平衡、输电

约束、政策干预等多重因素影响。特别是在”双碳”目标背景下，新能源大规模接入电力

系统，进一步加剧了市场价格波动性。根据国家能源局数据，2022年全国电力市场平

均成交价差为0.038元/千瓦时，不同省份间差异显著，反映了区域市场条件的异质性。

这种复杂的市场环境对价格分析提出了更高要求，传统基于相关性的研究方法已难以

满足精准决策需求。

1.2电力市场价格的特殊性与复杂性

电力商品具有不可储存、供需实时平衡、网络依赖等独特属性，导致其价格形成机

制与其他商品市场存在本质区别。首先，电力价格呈现强烈的时空特征，同一时刻不同

节点价格可能因输电阻塞而差异巨大；其次，电力需求缺乏弹性，价格信号对需求调节

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作用有限；再者，发电侧成本结构复杂，包含固定成本高、边际成本差异大等特点。根

据电力市场设计理论，电力价格通常由系统边际价格（SMP）和阻塞盈余（Congestion

Surplus）构成，前者反映系统边际发电成本，后者体现网络约束影响。以广东省电力市

场为例，2022年峰谷价差最高达到0.5元/千瓦时，显示出显著的时间价值。这些特性

使得电力价格分析必须考虑网络物理约束、市场规则设计、参与者行为策略等多维度因

素，增加了因果识别的难度。

1.3因果推断在能源经济研究中的应用价值

因果推断作为现代计量经济学的重要分支，致力于揭示变量间的真实因果关系而

非简单相关性。在能源经济领域，传统回归分析往往面临内生性问题，如遗漏变量、反

向因果等，导致估计偏差。例如，分析气温与电价关系时，气温既直接影响用电需求，

也可能通过影响可再生能源出力间接作用于电价，形成复杂的因果网络。因果推断方法

通过构建反事实框架，能够有效分离各因素的净效应。根据诺贝尔经济学奖得主James

Heckman的研究，在政策评估中，因果推断方法相比传统方法可提高30%以上的预测

准确性。在电力市场研究中，应用因果推断方法可以准确评估如碳市场政策、需求响应

机制等干预措施的真实效果，为市场设计提供科学依据。随着大数据和计算能力提升，

因果推断在能源领域的应用前景日益广阔。

1.4研究目标与核心问题

本研究旨在解决电力市场价格分析中的关键科学问题：如何准确识别并量化各影

响因素对电力市场价格的真实因果效应？具体包括三个层面：一是构建适合电力市场特

性的因果推断理论框架；二是开发能够处理高维、非线性数据的因果识别方法；三是建

立可解释的因果效应评估体系。研究将重点