摘要：隨著我國能源清潔轉型的不斷深入和電力市場建設的加快推進，需要結合發展需要和實際國情，在保障電網安全運行和綠色發展的前提下，充分激發市場競爭活力，構建具有中國特色的電力市場體系。該文總結我國能源發展的需求和趨勢，分析新形勢下電力系統特性變化及電力市場運作的影響，在總結前期實踐與成果的基礎上，研究我國電力市場建設面臨的挑戰，提出基于能源轉型的中國特色電力市場建設的原則和若干關鍵問題。

　　關鍵詞：能源清潔低碳轉型;中國特色電力市場;頂層設計;水電和新能源;泛在電力物聯網

　　0引言

　　當前，我國正處于能源電力清潔低碳轉型的關鍵時期。習近平同志在中央財經領導小組第六次會議上明確提出了“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略[1]。中發9號文明確要求推動電力行業發展方式轉變和能源結構優化，提高清潔能源發電和分布式能源系統發電在電力供應中的比例[2]。

　　我國在推動能源綠色低碳轉型方面已經取得了顯著成效。截止2018年底，我國電源裝機中非化石能源裝機占比達40%，其中水電、風電和太陽能發電裝機分別達到3.5億kW、1.8億kW和1.7億kW，可再生能源裝機規模和發展速度均居世界第一。隨著新能源的快速發展，電力系統電力電子化特征顯著，對電網調節能力、抗擾動能力和穩定形態等產生較大影響，電網運行特性發生深刻變化�？稍偕�能源快速發展為滿足持續增長的用電需求和節能減排做出了重要貢獻，但距離清潔能源轉型發展目標和要求仍有較大差距。

　　按我國《能源生產和消費革命戰略(2016—2030)》確定的發展目標，到2030、2050年，非化石能源占一次能源消費比重將分別達到20%、50%，可再生能源在電力生產中將占據主導地位。預計到2050年之前，我國風電和太陽能發電裝機將繼續保持快速發展態勢。與此同時，我國電力市場改革穩步推進，在促進資源優化配置，提高效率效益方面發揮了較大作用。從國際來看，英國[3-4]、歐盟部分國家[5-6]和美國多個州[7-8]等都根據各自實際情況建立了不同模式的電力市場，為我國電力市場建設提供了有益參考。

　　但是電網規模不同，資源稟賦不同，國外經驗不完全適合我國發展需求。在能源電力轉型的大背景下，不能直接照搬國外電力市場建設模式�？稍偕�能源持續高速增長要求我國能源電力體系進行重大變革，更好地發揮體制機制優勢，滿足負荷和可再生能源發展需求，迫切要求加快研究和構建適合中國國情的電力市場。在我國電力市場建設方面，部分研究針對中長期購電[9-10]、輔助服務[11]、電動汽車[12-13]、需求側響應[14]等，提出了可行技術路線。

　　目前大多數研究聚焦于電力市場設計具體環節，對我國電力市場的頂層設計，尤其是能源清潔低碳轉型背景下中國特色電力市場建設的研究較少。本文總結了我國能源電力轉型發展趨勢，分析了水電和新能源運行特性對電力市場的影響，介紹了促進能源清潔轉型的市場化建設相關實踐和我國電力市場建設面臨的挑戰。最后，提出了能源清潔轉型下電力市場建設基本原則，對中國特色電力市場建設若干關鍵問題進行了總結。

　　1我國能源電力轉型發展趨勢

　　當前我國電網格局是由資源與負荷逆向分布、負荷快速發展及電源調節能力不足等因素客觀決定的。隨著特高壓輸電技術不斷提升，遠距離資源配置開發很好地滿足負荷需求，依托體制機制優勢實現了資源大范圍配置。

　　1.1我國能源電力現狀

　　1.1.1電源發展現狀

　　2011年以來，我國新能源裝機快速增長，國家電網經營區風電裝機年均增長率22%，光伏裝機年均增長率73%。新能源快速發展使電源結構發生了較大變化，國家電網經營區火電裝機占比由“十二五”初的77.1%逐步下降至61.1%，新能源裝機占比由4.8%逐步上升至22.3%。新能源裝機增長迅猛，由于新能源出力波動性較大，缺乏轉動慣量以及調頻、調壓能力不足，導致系統抗擾動能力和調節能力下降，使電力系統穩定特性更加復雜。

　　1.1.2電網發展現狀

　　2011至2018年，我國電網建設穩步增長，220千伏及以上輸電線路年均增長率6%，變電容量年均增長率9%，截至2018年底，我國220千伏及以上輸電線路總長達到73.3萬千米，變電容量達到40.2億千伏安。我國能源和負荷的逆向分布，決定了必須發展遠距離、大容量輸電技術。目前，我國各區域電網通過高壓直流輸電實現全面互聯，七大區域電網通過23回直流和1回特高壓交流形成全面互聯格局，跨區輸電能力約1.2億kW。

　　1.1.3負荷發展現狀

　　近年來，在全球經濟增長普遍放緩的形勢下，我國用電水平仍保持較高速增長。2018年我國全社會總用電量達到6.85萬億千瓦時，同比增長8.5%。2019年最高日用電量已超239億kWh，最大用電負荷超過10億kW。分布式電源、微電網、電動汽車充電樁、儲能設施等大量接入，使得負荷側特性發生較大變化。負荷側有源化，日間腰荷與夜間低谷持平;負荷類型多樣化，對頻率、電壓的影響日益顯著;市場、技術等手段使需求側具備一定控制能力。

　　1.2未來發展趨勢

　　未來我國電力需求仍將保持較高速增長。作為世界上最大的發展中國家，我國目前仍處于并將長期處于社會主義初級階段，經濟增長潛力巨大;考慮能源清潔低碳轉型發展等因素，電力需求在很長時間內仍將保持較高速增長，電力增速高于能源需求增速。未來我國新能源將保持高速發展態勢。在“清潔低碳、安全高效”能源發展戰略指引下，新能源將保持高速增長。據初步分析測算，2020、2035年，全國電源裝機達到20.9億、35.9億kW，其中新能源裝機為4.9億、13.8億kW，裝機占比提升至23.7%、38.3%。

　　未來我國跨省區輸電規模將進一步擴大。風能資源80%以上集中在“三北”地區，太陽能資源85%集中在西部、北部地區，水電資源80%集中在西南地區，用電負荷70%以上集中在我國中東部地區。能源資源與負荷中心逆向分布的天然稟賦，決定了要實現清潔轉型并滿足負荷中心電力供應，須進一步加大跨省區輸電規模。

　　2水電和新能源運行特性對電力市場影響分析

　　電力市場建設必須有利于推動能源清潔低碳轉型，以促進可再生能源消納為前提。同時，可再生能源的運行特性也給電力市場建設帶來諸多困難。水能、風光資源遠離用電負荷中心，水電和新能源發電能力與負荷需求不匹配，來水集中在汛期，新能源大發集中在冬春季，時空不均衡特點突出。下面從空間和時間兩個維度分析水電和新能源運行特性對電力市場建設帶來的影響。

　　2.1水電運行特性對電力市場影響分析

　　2.1.1水電集中在西南地區

　　1)從資源和裝機分布看，水能資源地域分布極不均衡，主要集中在西南，其中四川、重慶理論蘊藏量約1.5萬億kWh，約占國網公司經營區總蘊藏量近三分之一。目前西南水電總裝機8710萬kW、占比38%，華北地區水電裝機占比不足3%。2)從電量分布看，2019年國網經營區西南水電發電量3614億kWh、占比44%，接近西南地區全社會總用電量。

　　2.1.2各流域水電年內不均，水庫調節能力不足

　　1)從來水情況看，我國受季風氣候影響，降水和徑流在年內分配不均，我國各流域來水主要集中在汛期6—8月，絕大部分河流汛期水量占全年的70%~80%，并存在豐水年和枯水年差別。2)從電力電量看，來水分布極不均衡，枯期發電能力不足，汛期發電富裕。四川地區夏季豐水期水電出力遠超當地負荷，枯期水電日均出力不足汛期的1/3。2019年四川地區汛期平均日發電量11.5億kWh，接近平均日用電量的2倍，如圖2所示。3)從調節能力看，年調節及以上水庫比例較低，水電站調節性能整體不強，難以準確預測中長期發電量，如表1所示。國網經營區內月調節及以下水電站裝機占水電總裝機的55%，其中徑流式占31%。

　　2.1.3水電參與電力市場面臨的困難

　　1)我國水電承擔綜合利用任務較多，部分水庫承擔防洪、灌溉等任務，發電的靈活調節能力受到限制，影響市場競爭力和履行合同能力，減少水電參與市場的收益。2)各流域梯級電廠多，投資主體多，同一梯級水電站水力聯系密切，其發電量相互制約，參與市場競爭時將會相互影響。為保障流域梯級水電的水能優化利用和上下游電站不同主體之間的和諧競爭，通過優化市場規則引導各類水電有序參與競爭。

　　2.2新能源運行特性對電力市場影響分析

　　2.2.1新能源主要集中在“三北”地區

　　1)從資源分布和特性看，我國“三北”地區70米高度200W/m2以上風能資源技術可開發量占全國的80%以上，西部地區太陽能滿發小時1400小時以上的技術可開發量接近全國的90%。“三北”區域氣候和地形比較復雜，資源波動性、隨機性明顯，但存在著一定的互補性。通過資源互補，可以緩解新能源隨機性、波動性，可有效降低風電出力峰谷差。

　　2.2.3新能源參與電力市場面臨的困難

　　1)從月度來看，新能源電量預測偏差較大，導致在月度安排中，所預留的新能源消納電量空間偏差較大，然而月度電量偏差部分主要依靠省內市場調節，加劇了省內市場調節壓力。2)從日前來看，當前新能源功率預測準確度(絕對偏差)偏低，難以精確確定日前出力曲線和開機方式，同時在次日負荷尖峰時刻，新能源支撐能力較差，出力曲線和開機方式安排均面臨嚴峻考驗。3)從日內來看，隨著新能源裝機不斷增加，特別是分布式電源的快速發展，新能源的波動性和隨機性對電網調節能力提出更高要求，需要設計更加合理的市場規則調動電源和負荷積極參與電力系統調峰，提高新能源消納水平。

　　3促進能源清潔轉型的市場化建設實踐

　　近幾年來，圍繞國家“構建清潔低碳、安全高效能源體系”要求，國家電網有限公司結合電力市場建設，積極探索新能源的市場化消納方式，開展了大量實踐。

　　1)不斷完善電力市場基本規則體系。結合我國資源配置需要和各地電力市場建設實際，深入研究全國統一電力市場建設方案，提出了“統一市場、兩級運作”的市場模式和發展路徑。

　　2)依托全國統一電力市場，在省間高效利用特高壓大電網輸電能力，在省內積極組織新能源參與市場化交易，挖掘省內消納空間，新能源交易規模快速增長。2019年，新能源省間交易電量880億千瓦時，同比增長21.8%，新能源省內交易電量達到3690億千瓦時以上，同比增長約16%，西北、東北地區通過天中、祁韶、靈紹等跨區輸電通道送華北、華東、華中新能源電量697億千瓦時，同比增長38.6%。加大新能源替代燃煤自備電廠的交易力度，2019年清潔能源替代交易達到430億千瓦時以上，同比增長約35%。

　　3)中長期交易與現貨交易相結合，全力促進清潔能源消納。開展全周期電量交易，以年度交易為基礎，實現電量交易的全周期管控。持續開展跨省區富�？稍偕�能源現貨交易，構建“競價撮合+余量出清”的市場體系，積極擴大交易范圍，協同執行最優路徑輸電價格方案，促進更多交易達成。2019年新能源現貨交易電量累計53億kWh，有效緩解了“三棄”矛盾。

　　4)不斷豐富新能源市場化交易品種，積極研究新能源優先替代、自動出清、打捆交易和利益調節機制，利用市場化措施促進新能源消納。規范年度及以上、月度、日前和日內等交易周期內省間交易的交易品種、組織方式和工作流程，建立實施細則的跟蹤評估和動態完善機制，確保新能源送得出、落得下。

　　4我國電力市場建設面臨的挑戰可再生能源裝機容量快速增長，給電網安全穩定運行和新能源消納帶來了極大挑戰，同時對電力市場深化建設提出了更高要求。

　　5中國特色電力市場建設基本原則十九大報告提出的構建清潔低碳、安全高效能源體系，是我國能源電力發展的核心任務和行動綱領。我國電力市場化建設必須緊密圍繞這一核心任務和行動綱領，以有利于能源清潔轉型，服務于清潔能源發展和消納為前提。

　　5.1必須有利于推動能源清潔低碳、安全高效轉型發展我國能源資源與用電需求逆向分布，決定了大規�？稍偕�能源電力必須通過遠距離輸送的方式實現大范圍消納。國家電網立足我國基本國情，利用特高壓輸電技術，構建了覆蓋全公司范圍的互聯大電網，實現了資源的大范圍優化配置、大規模可再生能源消納0。電力市場建設應充分發揮我國特高壓輸電技術領先優勢，進一步完善可再生能源跨省交易機制，解決可再生資源、負荷分布不均衡的問題，推動能源清潔低碳轉型發展。

　　5.2必須有利于提高電力安全保障水平預計2035年我國跨區跨省送電能力將由當前的2.6億kW提高到5億kW以上。同時，新能源裝機和電量占比的快速提升，直接影響電力安全保障水平，必須通過基礎理論和機制創新、技術進步加以解決。因此，需要構建合理的電力市場機制，發揮引導和推動作用，比如研究如何利用市場化手段增加傳統火電靈活性改造的積極性、吸引儲能投資、實現可控負荷等，優化電源結構，提高電力系統調節能力，更好地適應可再生能源發展和高效利用，確保電力安全0。

　　5.3堅持用市場化手段推動可再生能源大范圍優化配置為完成國家能源生產和消費革命戰略目標，我國可再生能源將持續保持高速發展態勢，大規模可再生能源須通過遠距離電力輸送方式實現大范圍配置。需要通過市場化建設，推動打破省間壁壘，構建跨省區和省內統籌協調的市場化機制，并通過政府的有形之手，利用市場外的宏觀政策加以引導，更好地發揮市場調節作用，使電力市場建設符合國家經濟建設發展的大趨勢，從而保障可再生能源大范圍優化配置，滿足國家能源清潔低碳轉型發展要求。

　　一方面，中長期市場應有效落實清潔能源優先發電及中長期交易電量，通過資源大范圍優化配置，保障清潔能源的充分消納[22]。另一方面，電力現貨市場應充分考慮可再生能源隨機性和波動性，建立靈活的交易調整機制，保障完成清潔能源消納目標。

　　結論

　　在習近平同志構建“清潔低碳、安全高效”能源體系的思想指導下0，建立中國特色電力市場，必須立足于基本國情，以保障電力安全供應為前提，以系統性的市場頂層設計為指導，以促進能源清潔轉型為目標，建設多類型能源結構的競爭性電力市場。未來的電力市場將依托泛在電力物聯網，提高市場的公開度和透明度，便于政府監管，促進國家治理能力現代化，給予用戶充分的選擇權，極大提高用戶的獲得感，進一步減少中間環節，提高能源效率，促進資源優化配置和可再生能源消納。本文提出的相關原則與關鍵問題對我國能源清潔轉型下的電力市場的建設具有一定的指導意義。

　　參考文獻

　　[1]習近平在中央財經領導小組第六次會議上的講話[R].北京：人民日報，2014.XiJinping’sreportatthe6thmeetingoftheCentralLeadingGrouponFinanceandEconomicAffairs[R].Beijing：People'sDaily，2014(inChinese).

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