0 引言

随着国家“碳达峰、碳中和”目标的提出，建设以新能源为主的分布式能源与集中式能源有机结合的能源供给体系，成为未来能源供给的发展方向。引导分布式能源参与电力市场交易，不仅能够有效促进分布式能源消纳，对分布式能源技术发展也有促进作用。自蒙西电力市场启动以来，市场范围不断扩大，交易电量逐年增加，交易品种不断丰富，交易方式日益灵活，市场化程度逐年提高。运营基础良好的市场体系和日趋健全的市场机制为分布式能源市场化提供了坚实基础^[1]。随着分布式能源比例的逐年提高，分布式能源市场化交易需求逐渐凸显，蒙西地区现有的交易机制难以支撑分布式能源的高效发展，亟待探索分布式能源参与电力市场的交易机制，满足各类型市场主体的交易需求，使分布式能源充分融入电力市场。

本文介绍了国外分布式能源参与电力市场交易的模式以及国内电力市场分布式能源的发展状况，结合国内外分布式能源参与电力市场相关实践经验和蒙西电力市场建设现状，分析了蒙西分布式能源参与电力市场的必要性和面临的挑战，提出蒙西分布式能源电力市场建设目标。在此基础上，结合蒙西电力市场现有架构，设计了适应蒙西电力市场框架的分布式能源参与中长期市场和现货市场交易机制，并对分布式能源未来参与蒙西电力市场提出建议。

1 分布式能源参与市场概况 1.1 国外分布式能源参与电力市场交易实践

围绕分布式能源发展较为成熟的西方国家电力市场交易实践，已有研究按照分布式能源的发展阶段，将其参与电力市场的方式归纳为以下三种：一是政府采用固定价格收购分布式能源，该模式通常出现在分布式能源发展的最初级阶段，此时分布式能源参与电力市场的各种政策和制度还不够完善。二是在分布式能源的发展初期或中期，在可再生能源配额制度的扶持下，分布式能源参与电力市场交易，收益由现货市场价格和鼓励新能源发展的政策来决定，例如固定上网电价（德国）、溢价补贴机制（丹麦、德国）、招标电价（丹麦）和差价合约（英国）等。在该模式下，分布式能源发电与火电同台竞价，除按市场价格获取收益外，还通过相应的补贴政策获取额外收益，且在电力系统平衡方面承担相应的责任。三是分布式能源经过一段时间发展后，无溢价补贴的分布式能源直接参与电力市场（如美国）。该模式下，分布式能源发电直接参与电力市场，接受市场价格，不获取额外补贴，且在电力系统平衡方面承担相应的责任^[2]。该模式通常适用于分布式能源发电竞争力较强的地区，是分布式电力市场今后一段时间的发展方向。

国外分布式能源参与电力市场的实践表明，由于分布式能源发电成本较低，使其充分参与竞争可能会影响目前电力市场的电价，从而对其他发电企业获利造成影响，因此需要对分布式能源参与电力市场架构充分考虑，构建先进的市场体系，达到电力系统安全稳定、市场主体多方共赢的目的。

1.2 国内研究现状

我国分布式能源行业起步较晚，但发展速度较快。目前主要从市场经验总结、交易机制设计、参与市场策略、市场绩效评价等方面对分布式能源参与电力交易展开研究。在市场经验总结方面，文献[3]分析了国内外分布式能源发展现状，并对分布式能源参与电力市场进行了展望。文献[4]介绍了几个国外典型示范项目，从市场运行的角度分析了分布式能源市场未来的研究和发展方向。文献[5]从交易平台的角度出发，重点介绍了国外实用交易平台，对我国分布式交易中“过网费”公平性、快速需求响应等问题进行了探讨。文献[6]从技术层面分析了国内外区块链在交易领域研究现状，给出了区块链技术应用于分布式能源交易方面的建议。在交易机制设计方面，部分学者针对分布式能源不同应用场景搭建模型，设计了相应的交易机制。文献[7]以提高农村光伏的消纳水平和获利水平为目的，提出了一种基于价格型需求响应的交易模式。文献[8]基于分布式发电模块化互联的电网模型，设计了模块间和模块内的多边交易电价机制用以提供电力交易收益。文献[9]构建了一种由代理运营商统一管理的分布式发电交易模式，提出了分布式能源在合约市场、日前市场、实时市场的竞价交易机制。鉴于区块链技术特点与分布式交易需求契合度较高的现实原因，不少学者基于区块链技术开展分布式交易机制设计。文献[10-11]基于区块链技术设计了一种分布式发电市场化的交易机制，用以提高市场参与各方的经济效益和监管机构的管理效率。文献[12]考虑主流区块链技术应用于分布式交易的弊端，通过引入信誉管控机制设计了“价格为主，信誉为辅”的交易机制，从而满足分布式能源交易的需求。在参与市场策略方面，文献[13]设计了基于区块链的分布式能源交易平台，建立市场成员优化模型，分析了市场成员的心理预期和个体偏好对最终交易策略产生的影响。文献[14]从电网企业角度出发，分析了电网企业依托自身成立的售电公司参与分布式发电项目售电竞争的优劣势，提出了相关策略和建议。在市场绩效评价方面，文献[15]在分布式交易市场引入评价机制，通过对售电商的交易绩效评估来影响用户对其交易策略，进而推动市场良性发展。

目前国内研究普遍针对存在的问题开展，鲜有结合实际运行的电力市场开展的分布式能源交易机制研究，对电力市场难以形成较强的指导意义。

1.3 分布式能源参与电力市场交易面临的挑战 1.3.1 分布式市场交易机制尚不完善

当前分布式能源参与市场交易机制尚不完善，市场在资源配置方面难以发挥应有的作用，同时参与市场交易的用户因交易比例受政策限制，与分布式能源交易空间不足，无法利用市场手段推动分布式能源消纳。

1.3.2 公平合理科学的价格机制尚未形成

目前大部分地区分布式能源均按燃煤发电标杆电价收购，成本变化难以及时体现，市场供需形势无法影响分布式能源上网电价。且分布式能源就地消纳可以有效节约高压输电资源的优势并未通过价格机制体现，这也成为制约分布式能源发展的一项因素。

1.3.3 分布式能源参与市场核心技术尚不成熟

分布式电源参与市场的交易模型及系统构建技术方面尚不成熟，没有相应的建模标准，影响了市场推进进程。此外，分布式能源在运行过程中的实际发电量和预测存在一定程度的偏差，出力预测精度有待提高，这也对分布式能源交易市场的偏差电量结算以及交易机制设计提出了更高要求。

2 蒙西分布式能源市场建设 2.1 蒙西电力市场现状与结构

蒙西地区新能源资源优势得天独厚，储量居全国前列，负荷多为高载能产业，对电价较为敏感。蒙西电力市场作为全国首个正式运营的省级电力市场，经过十余年的探索与发展，现已形成“以中长期交易为主、现货交易为补充”的市场模式，市场交易规模逐年有序扩大。从发电侧看，蒙西地区燃煤发电企业和符合市场准入要求的新能源企业全部参与市场；从用电侧看，除居民用电、农业用电以外，蒙西地区全部用电企业均通过直接交易、售电公司代理、电网企业代理等形式参与市场，市场化电量占比达90%以上；从市场结构看，蒙西电力市场形成了政府部门顶层设计、市场管理委员会研究规则、市场运营机构组织实施、市场主体自愿参与的组织架构，同时形成了以电力交易、调度机构和电网营销、财务部门协同运营的运营架构，市场结构趋于成熟。其中中长期交易市场开展高耗能、煤炭、一般行业等交易品种，锁定各类市场主体预期收益；现货市场采用“全电量集中竞价+节点边际电价”模式，引导电力资源优化配置。

随着市场结构的不断完善，蒙西电力市场参与主体数量逐年递增。截至2022年，蒙西电力市场主体数量达到2878家，其中发电企业513家，电力用户2225家，售电公司140家。蒙西电力市场历年市场主体数量如图 1所示。

市场规模的扩大和交易机制的完善有力推动了新能源上网电量和交易比例的上升。自2015年开展新能源交易以来，蒙西电力市场新能源上网电量逐年提高，新能源参与交易规模不断扩大，市场化机制消纳新能源的作用不断凸显，逐步形成了新能源助力市场发展、市场促进新能源消纳的良性循环发展态势。蒙西电力市场历年新能源上网电量、交易电量及占比如图 2所示。

随着蒙西电力市场的发展成熟，各类市场主体参与市场的需求逐步旺盛。目前蒙西电力市场分布式能源未参与市场交易，上网电量均以标杆电价进行统一收购，不仅影响了分布式能源参与市场竞争的积极性，也导致分布式能源消纳问题日益突出，因此亟需开展分布式能源市场的体系建设和交易机制研究。

2.2 蒙西分布式能源市场建设目标

在结合地区分布式能源结构、储量等条件的基础上，蒙西电力市场吸取国外分布式能源交易经验，根据我国电力市场化进程，将蒙西分布式能源市场的建设目标划分为两个阶段。

2.2.1 近中期目标：建设高比例分布式能源参与的新型分布式能源交易市场

在该阶段，主要目标为实现高比例分布式能源的深度全面参与，通过供需互动实现分布式能源高效消纳，通过机制设计实现价格信号有效传导，提升分布式能源在交易市场的竞争力和话语权。分布式能源交易市场将有效动员现有批发市场以外的发电企业、用户资源，重新整合并开展市场化交易，推动市场化进程。具体包括：扩大市场准入范围，允许诸多分布式能源及广大终端用户参与，引入多元化市场主体，通过供需互动实现分布式能源消纳；建立主网-配网两级出清机制，实现电力批发市场价格信号的向下有效传导；建立分布式能源市场出清模型，通过节点边际电价发掘分布式能源真实价值，为市场各方提供准确的价格信号。

2.2.2 远期目标：构建多维资源协调优化的分布式能源交易市场

在可再生能源比例进一步提升与建设全国统一电力交易市场的宏观背景下，以分布式能源交易技术为基础，着力构建交易品种多样、交易时序全面、交易形式灵活的基于分布式能源的电力市场交易体系，与全国统一电力市场实现有效协调与全面互补，实现区域能源的多维协调匹配。具体包括：面向实际市场需求，设立具有地区特色的能源交易品种，包括常规品种及面向可再生能源消纳、泛能源交易的新品种，实现供需双方需求的深度匹配，促进源网荷储协调发展；进一步细化清洁能源增量交易尺度，全面覆盖市场主体供需交易时序，实现分布式能源消纳的精细化、市场化运营；灵活设计交易形式，对供需身份标签灰度化，允许市场主体以多种身份通过多种途径参与多个市场，在多维纵深空间中实现自身的最优运行状态。

3 蒙西分布式能源参与中长期交易市场机制设计 3.1 分布式交易市场成员

蒙西分布式交易市场成员主要包括分布式能源项目、批发市场外的电力用户、售电公司等。分布式能源参与中长期交易应在注册入市的分布式能源项目和220 kV以下变压器供电范围内的电力用户之间进行。小型分布式能源项目、因个人能力或意愿不直接参与交易的大型发电项目可委托电网公司代理售电，配电网范围内的小型电力用户可委托售电公司代理交易，售电公司应确认代理的用户满足市场准入条件。

3.2 分布式能源参与中长期交易市场机制

蒙西分布式能源交易区域的划定由地市供电公司负责，采用就近消纳的原则，交易以一个交易区域为单元，分阶段组织开展。

3.2.1 双边协商交易模式

在试点初期，分布式能源项目与市场用户可采用双边协商的方式开展年度、月度等不同周期的协商交易，具体交易模式如下。

（1）交易开展：买方与卖方确定下一个合约周期分布式能源的分时交易电量与价格，并通过电力交易技术支持系统签订合同。成交电量应在交易电量约束下达成，成交价格为电能价格，并根据历史发用电量情况设定总规模上限。

（2）合同签署：合同双方按时完成合同提交与确认，调度机构对交易结果进行安全校核，并在规定时间内将结果推送至交易机构。交易机构发布校核后的交易结果，经市场主体确认后，交易双方通过交易系统自动签署双边协商合同。

3.2.2 挂牌交易模式

随着分布式能源交易市场的不断发展和双边协商交易模式的不断完善，可以日历周为合约周期开展挂牌交易，挂牌交易采用双挂双摘的方式，具体交易模式如下。

（1）交易开展：市场主体按照预测电量进行挂牌和摘牌，挂牌方确定挂牌交易的周期、电量、价格等信息，交易规模上限则由历史发用电情况来确定。在挂牌交易开始前一个工作日，电力交易机构通过电力交易平台发布交易时段、交易代码、价格约束等相关市场信息。

（2）合同签署：市场主体在交易时段内按要求申报挂牌，同时根据挂牌信息进行信息确认、接收以及摘牌操作，电力交易机构及时发布成交结果和成交价格（挂牌价格）。挂牌交易成交后，系统内自动生成交易合同，交易双方根据发布的结果进行合同签署、履约。

3.3 电量结算及偏差处理

蒙西分布式能源中长期交易市场结算依据由电力交易机构根据成交情况及合同完成情况按月度为周期出具，市场用户按规定获得公平的输配电服务和电网接入服务，并支付交易结算电费、输配电费等，各市场主体与电网的电费结算、支付方式按原有方式执行。在中长期交易市场中，用户市场化交易的购电电价包含交易结算电价、输配电价（含交叉补贴）和政府性基金及相关附加，其中交易结算价格按照发用双方交易合同中约定的电价执行，输配电价按照分布式能源项目接入配电网电压的等级及消纳范围，由省级价格主管部门依据国家输配电价改革的有关规定核定。具体计算方法为电力用户接入电压等级对应的输配电价减去分布式能源市场化交易所涉及最高电压等级输配电价^[16]。

当分布式发电企业委托电网公司代理参与市场交易时，电网公司应当对代售电量按综合售电价格在扣除一定的输配电价后，将其余售电收入转付给分布式发电企业^[17]，双方应约定转供电的合作期限、交易电量、输配电价标准、结算方式等。

针对合同执行过程中产生的偏差，分布式能源项目上网电量低于合同签约交易电量总量时，按照合同电量等比例结算，当月上网电量超过当月全部交易结算电量时，可由电网企业对超发部分按规定的标杆电价进行回收。用户侧市场主体在市场结算时，优先进行分布式能源交易合同结算，剩余电量由电网公司按原结算方式进行结算。

4 蒙西分布式能源参与现货交易市场机制设计 4.1 分布式能源参与现货交易市场难点 4.1.1 市场管理难度成倍增大

分布式能源参与电力现货市场，参与交易的市场主体数量将急剧增多。由于现货市场交易频次高且价格随时间不断波动，分布式能源交易相关信息量将呈指数级增长，数据采集、传输、计算等都将面临较大困难，市场管理难度随之成倍增大。

4.1.2 市场机制设计更加复杂

分布式能源类型多样，出力波动较为明显，在参与现货市场时，收益存在较大的不确定性，因此其交易模式将更为复杂。为促进分布式能源参与现货市场，交易管理和市场结算等相关规则、机制设计难度随之增加^[21]。

4.1.3 市场信息不对称问题突显

由于分布式能源数量众多，市场主体投资方各不相同，各市场主体的相关交易信息通常为私有信息，面对激烈的竞争环境，交易机构以及各市场主体之间往往会出现信息不对称的现象，调度技术和交易机制的创新难度也相应增加^[22]。

4.2 分布式能源参与现货交易市场机制

为了使分布式能源与现货市场有机兼容，在遵循市场经济规律和电力运行规律的基础上，对分布式能源参与市场的机制和模式进行重新设计。

4.2.1 构建代理模型，使分布式能源参与已有现货市场

随着分布式能源运营模式的不断推广，分布式能源可交由代理运营商（如能源服务公司）进行专业化、集中式的运营和管理。该模式可综合多种类型的分布式能源，并使分布式能源参与到电力现货市场交易中，通过分享发电收益回收相应的运维成本。

4.2.1.1 日前市场分布式能源交易

日前市场是连接中长期市场与实时市场的关键环节，能够有效调整合约市场的供需不平衡。在日前市场上，各分布式能源发电企业参与次日电能交易的竞标，电力调度机构做出最优决策。参与日前竞争的负荷为预测的用电负荷减去非市场化机组的上网出力和中长期市场上的成交电量部分。在分布式能源大规模并网的情况下，分布式能源由代理运营商统一进行市场交易，日前市场分布式能源交易流程如图 3所示。

日前市场上，各类发电商根据调度机构公布的次日预测电量以及自身的合约电量来确定其可提交的竞标电量和电价。调度机构根据各发电商提交的电量和电价确定日前市场的市场出清电价以及不同发电商的出力大小和排序，同时明确次日需求不足时针对发电商的补偿机制。

考虑到分布式能源类型的多样性，一些分布式电源（如风电、光伏发电等）受外部环境影响较大，由代理运营商统一管理可实现风光互补的电力供应成效，同时配合燃气发电、生物质能发电、小型水电等稳定性分布式电源，能够避免分布式能源的大幅波动。但分布式能源代理运营商仍需对其自身出力情况做出预测，确定次日其可提供的稳定出力以及可能出现较大波动的时间段，并考虑其已签订的合约电量，制定合理的日前市场交易电量和交易电价。此外，分布式能源代理运营商在提交的交易电价中还需考虑到部分可再生能源分布式发电所享有的电价补贴。

4.2.1.2 实时市场分布式能源交易

实时市场是电力市场运行部门为保障发用两侧平衡、维持电网运行稳定，实时调整发电企业发电计划的一种短期平衡市场。随着分布式能源并网容量的增加，分布式能源以其灵活、靠近负荷中心、低启停成本等特性在实时市场上有望发挥重要的作用。按照分布式能源由代理运营商统一进行市场交易的模式，实时市场分布式能源交易流程如图 4所示。

日前市场结束后，实时市场开启，各发电商申报可调容量和报价，电力调度机构综合考虑市场需求、合约电量、日前交易量对成交情况进行调整，包括实时市场交易电量和市场出清电价。

实时交易是保证电量供需平衡的重要手段，当实时电力需求波动较大时，处于配电网侧的分布式能源可利用其自身灵活启停的特性有效调节需求波动对电力市场产生的影响，实现供应侧的调峰移谷，尤其是稳定出力的分布式电源在调峰上更易实现其灵活性、低成本的启停优势。对分布式能源发电企业来说，制定合理的峰荷电价将有利于其提高市场竞争力和参与市场的积极性。

4.2.2 开发单独分布式能源现货交易市场

由于分布式能源发电企业数量较多，且发电具有不确定性，因此需要在用户侧设置储能装置。但储能装置通常被看做用户不参与市场报价，难以以常规发电机组的身份参与市场，调节作用较小，对经济效益提升效果略显不足。此外，储能及其他分布式能源主体的报价模式不同，导致难以获得最优的出清结果。在上述情况下，可考虑开发单独的分布式能源现货交易市场，以实现分布式能源主体的利益最大化。

在单独的分布式能源现货市场中，可引入去中心化的思想，利用区块链、大数据等先进技术，建设适应现货市场的安全高效的分布式能源交易系统，实现电力现货市场的稳定运行。在交易开展过程中，分布式能源交易系统根据不同的交易需求将分布式能源发电企业和相应电力用户按价格顺序依次排列，在电力用户申报价格高于分布式能源发电企业的前提下，通过双边撮合，使高价电力用户和低价分布式能源发电企业优先成交，直到电力用户报价低于分布式能源发电企业报价，则此交易序列完成，取发用双方报价均值为最终成交价格。

受功率预测相关技术的限制，分布式能源预测的发电量往往与实际情况存在一定的差异。通过市场交易后，分布式能源发电企业和电力用户都与电网存在电量交互。对发电企业来说，当出现超发电量时，超发部分将出售给电网，当出现少发电量时，不足部分则需要从电网购买^[20-21]。对用电企业来说，当实际抄见电量小于成交电量时，相关电费不退回，相当于发电企业将超发电量卖予电网，当实际抄见电量大于成交电量时，则需要从电网企业购买电量以满足自身需求。单独分布式能源现货交易流程如图 5所示。

5 蒙西分布式能源参与市场交易建议 5.1 政策支持方面

分布式能源结构配置有待优化，相关制度尚需完善。在推动分布式能源项目落地时，应统筹考虑分布式能源系统使用区域，充分利用电力市场发挥资源配置作用，对能源结构进行优化配置，为市场主体释放发展空间。同时还需针对分布式能源的并网、入市、运行等关键审批流程制定相应标准，明确相关要求，促进分布式能源公平健康发展。

5.2 技术创新方面

随着新能源高比例接入电力系统，开展以规模化消纳分布式能源为目标的相关研究将越来越重要。一方面，应加强对支撑新能源高度渗透的能源系统装备的研究，包括柔性直流输电技术、大容量/ 分布式储能技术、直流微电网技术；另一方面，需重点研究适应新能源高度渗透的能源系统调度运行技术，包括分布式能源发电功率预测技术、发电调度与负荷调度协同运行技术、主动配电网的运行控制技术等，为促进分布式能源市场化交易配套机制的实施提供技术保障。此外，随着分布式能源占比的不断提升，还应加快电网及能源网的智能化升级改造，研究多能流转换与能量管理技术，为实现适应分布式能源市场化交易的创新运营模式提供技术支撑。

5.3 市场运营方面

市场机制灵活性和信息获取便捷度需进一步提升。应持续优化市场机制，通过成本补偿、费用分摊等灵活结算方式提升分布式能源的竞争优势，同时分析用户用电状况，发现需求侧响应的灵活性，推进清洁能源消纳。随着市场主体种类、数量的不断增多，市场交易策略、市场运行情况等信息将呈现海量化和复杂化的特征，能否掌握相关信息将直接决定市场主体的获利情况。为此，市场运营机构应创新市场交易机制，提高市场运营的灵活性和机制设计的合理性，同时加大信息披露力度，以公开、透明的市场信息来促进市场主体参与交易，提升市场主体盈利水平。

6 结语

随着国家“双碳”目标的提出，适应高比例新能源接入的新型电力系统建设已成为目前的重点任务。分布式能源在电力系统的比重将逐步上升，对其市场化交易体系研究的重要性也将逐渐凸显。本文基于蒙西分布式能源发展现状及蒙西电力市场建设的现实基础，参考国外分布式能源交易市场发展路径，分析了近期、远期蒙西分布式能源交易市场建设目标。同时结合市场建设目标对分布式能源参与中长期交易市场及现货市场模式进行了探讨，并设计了具体交易路径，提出了分布式能源参与电力市场交易的可操作路径，为蒙西分布式能源电力交易市场的规则体系建设提供参考。