中国储能网讯：2017年4月24-26日，第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开，来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表，围绕产业热点话题，发表了一系列精彩演讲，中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间，清华大学能源互联网创新研究院大数据平台研究室主任高峰，在“电改&智慧能源专场”，以《能源互联网与售电市场机制研究》为题发表演讲，现将演讲主要内容发布，以飨读者。

清华大学能源互联网创新研究院大数据平台研究室主任高峰

高峰：很荣幸来到这里跟大家分享和交流，我今天讲座的题目是能源互联网与售电改革研究，我是做电力系统出身，电力系统分析、优化还有电力市场技术支持系统，包括能源大数据，包括现在的能源互联网。前面很多专家对能源互联网的一些理念，做了精彩的介绍和分享，我在这边想对理念提一下，同时也提一下跟能源互联网相关的优化技术。但是在一开始的时候，我想回顾一下能源互联网这个概念的发展历程。能源互联网这个概念，最早是由美国的科技作家里夫金提出的，这个概念最早来自于信息互联网，通过信息互联网我们每个人都可以成为信息的生产者和消费者，我昨晚来到苏州时间比较晚，通过互联网我可以叫一个滴滴专车，通过百度订一个晚饭，通过高德地图找到酒店，互联网信息给我的生活带来了非常大的方便。

同时我也作为一个信息的创造者，我也可以把我的研究成果分享给所有的听众，通过论文、邮件的方式分享出来。在互联网的平台下，每个人都成为了信息的生产者，也成为信息共享的受益者。里夫金就从这个角度出发，他想我们的能源和电力也可以通过能源互联这个平台，每个人都成为能源的生产者和消费者，可以把自己的生产的能源交易给自己的邻居，让其他人受益。

这个与分布式、光伏本身是一致的，分布式的边际成本就是零。能源互联网这个概念清华大学研究院做了一个研究，它是能源生产、传输、消费、储存，还包括能源市场这样一个能源发展的新业态，当然它有很多特点，也比较复杂。本质是从信息分享的概念出来的。

为什么要提出能源互联网？很简单，从这方面讲，第一，现在的能源生产模式是不可持续的。石能源终将枯竭，我们的煤、石油、天然气按照现在的速率开采，可能不到一百年就没有了。第二能源使用效率偏低，单位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍，比发达国家更低。第三点就是能源行业本身内向保守，竞争力差，电、冷、热、气部门并没有打通，所以我们要通过能源互联网推动能源的转型升级。

谈到了什么是能源互联网，我们研究院总结出来能源互联网三个层次，首先我们有个概念，有了里夫金的远景，究竟什么是能源互联网，首先它是一个物理互联的平台，就像信息互联一样，你没有平台是不行的，能源互联网本身第一个层次就是多能协同的能源网络，首先要能够把冷、热、电、气多种能源打通，在这个基础上我们才能实现愿景。

光有物理的网络，物理的设备、物理的信息是不够的，我们还需要把物理设备智能的管理起来，所以第二个层次就是信息物理系统，CPS，相当于是一个大脑神经系统，把所有的设备包括我们电力，包括其他能源行业有效的管控起来，最大限度发挥它的价值，这是一个信息问题，在这之上第三个层次，就需要一个创新的运营模式。我们有了物理基础，有了信息系统，我们还需要创造一种模式，能够吸引客户，去参与到能源互联网的事业当中来，这个是非常非常重要的。所以我们从这三个角度，结合里夫金的远景定义了能源互联网的概念。我们研究院在能源互联网推动这个领域，还是相对走在前列的。在这里代表研究院介绍一下我们的历程，我们是2015年4月成立的清华大学能源互联网创新研究院，牵头完成了国家能源局的国家能源互联网行动计划战略研究计划，关于推进互联网+智慧能源发展的指导意见。到今年我们是研究院成立两年了，我们已经成立了十个研究中心，我们的员工很多都是有博士学位、硕士学位，包括海外的研究背景。

这是我们研究院的发展历程，2014年正式批准成立能源互联网研究院这样一个请求，2015年4月正式成立，然后我们协助能源局主导编写了《关于推进互联网+智慧能源发展的指导意见》，我们也主导编写了《能源技术革命创新行动计划（2016—2030）年》中能源互联网技术和先进电网技术部分。现在正在协助能源局在推进国家能源互联网产业及创新联盟的建设。

提到能源互联网本身，它是一个新业态，它与传统能源生产、传输、储存、销售分不开，同时与市场化机制也分不开的，所以下面我要谈一下针对电改我们的一些工作。

自从上世纪九十年代，欧美很多国家开始了以打破垄断，增加效率为目的的电力体制改革，我们国家第一轮电改是在02年，以5号文为标志，经过14年的发展，我们已经实现了输配分开这样一个形式，在2015年的形式，国家出台了9号文，这轮电改的核心总结一下，是管住中间，放开两头，长期以来购售电价差模式转变成核定利润形式，要建立公平、高效、适合我国实际情况的市场体系，组建功能相对独立的交易机制，发用电计划改革与市场建设并举，售电侧改革可以推动社会资产进入到售电领域。预期的效果就是要打一个攻坚战，短期见成效，长期建机制。

这是当前电力市场化改革的试点示例，比如京津唐区域电力市场示例，广东已经成功的实现了月度集中竞价交易，目前在推动现货市场交易，包括蒙西电网现货市场的交易，山西电网现货市场的交易，还有辅助服务市场，主要在东北地区实行，华北地区也在进展。

下面是我们研究院主要参与的，包括牵头参与。这里面很重要的一点，关键是现货市场，因为电力交易双边交易、中长期交易这个由来已久，自从电力系统有调度，形成区域调度这样一个概念之后，电网之间和区域电网之间的交易是一直就有，A与B可以签订一个长期协约，也许没有进行市场化交易，但是这种协约式的，通过传输线输入电能这样的机制是由来已久的，不是什么新鲜事，所以真正的电力市场从狭义上讲，国际上比较流行的电力市场指的实际上是现货市场，包括日前、实时，这个是真正的狭义理解的电力市场。现货市场在中国现在还没有真正实现，但是广东这边已经开始推动了。

开展下一步现货市场交易的基础有哪些呢？首先我认为是计算机控制技术日趋成熟，可以完成电力系统自动化控制，电力系统量测技术，可以在5到15分钟时间之内测量各种数据，并且完成出清计算，这是有技术基础的，否则我们就在空气中谈现货市场。然后要有完善的理论支撑，这个理论主要有两个，一个叫节点，边际电价理论，后面我会稍微谈一下，还有一个就是解决电网阻塞的金融输电权理论。有了这个理论再有我们实际的技术基础，那我们就可以下一步推动现货市场。

重点再谈一下售电公司在电力市场改革的机遇和挑战的，因为售电市场实际上是这轮电改的热点，因为输配电改革的话它会循序渐进，但售电侧改革我们还是发展的非常快的。

机遇对售电公司来说，社会资本在本轮电改中，可以向传统的发电公司一样，他可以申请成立售电公司，开展售电业务，提供增值服务和社会普遍服务。售电公司作为新的市场主体，需要探索新的市场机制和运营模式。售电公司在市场化条件下它需要单独承担由于供给需求、波动造成的风险，有机遇也有挑战。我们理解售电公司有哪些经营模式呢？在新的市场环境下，首先它可以参加批发电力市场交易，这个在广东已经开始了，全国现在有六千多家注册公司，很多参与在广东市场的中长期双边交易，当然我们现在在推进现货市场交易，售电公司作为一个中级商，他需要参与多种市场，在多种市场中做交易，这是它的盈利模式。现货市场电能交易和辅助服务市场，这是一个联动的过程，这是我们将来发展的一个模式。

同时售电公司在零售市场上，它会服务于它的客户，他可以做电力的销售，同时还可以提供很多增附加增值服务，比如个性化套餐、综合节能化管理，提供高品质的优质电力服务。

现货市场最重要的原理，就是节点边际电价，发电公司和售电公司向系统运营商提交各自的投标和报价，系统运营商独立于其他所有市场成员，在计及输电网络安全约束的前提下，按照最优经济效率原则确定中标的投标和报价，实现市场出清。在节点上，当你增加了单位的用电量的时候，系统以最经济的手段重新调度系统增加的成本，这个很合理。某一个用户或者某一个厂商，你造成了系统最优运行成本的增量，这个就应该是你付给系统的价格，就是你所在的这个点，这个时间段现货的价格。现货市场的价格可以分成三部分，一部分是来自于发电机，发电成本。第二部分是输电网络，阻塞的成本，第三部分是由网络损失造成的成本，这背后是有严密的理论基础的。

这里面有一个例子，我们要谈一些理念，同时还要谈一些具体的技术。比如A和B两个节点，两个发电商，一个售电公司，需求侧，我们通过节点电价的边际理论，我们可以计算出它的最优调度成本，左边那个可能是25元兆瓦时，右边可能是35元兆瓦时，这就是最基本的节点电价理论带给我们的结果。电价是你在网络中所处的位置和你使用的时间是息息相关的，有了这套理论我们可以建立完善的实时市场。

售电公司如何参与电力现货市场的交易，你参与到现货市场，那你要面临现货市场波动的风险，市场上会提供一些金融工具帮助你避险，比如我说到的差价合约，买方和卖方实先签订一个价格，虽然现货市场有很大的风险，但是我们可以通过一个机制签订一个合约，定一个价格，明天多退少补，这就是差价合约。

说完这些理论，再提一下美国德州的电力现货市场的框架，这里面你可以看到，下面这一层，左边的是发电公司与输配电公司厂网分家了，中间是输配电公司，后面是用户，ERCOT实际上是一个交易的中心，由它来负责管理美国德州电力市场，参与市场的成员包括代表客户的售电公司，代表发电公司的厂商，他们代表发售电公司参加了批发点的市场里面，同时他们的行为又受到电力监管部门PUCT的管理，这是美国电力现货市场的结构。

它这里有哪些市场过程呢？主要有实时市场，可靠性机组组合、日前市场、输电权拍卖市场。

谈到了现货市场，售电公司的一些经营模式，再谈一谈储能。储能相对来说，以储能和一个天然气发电厂对比，天然气发电厂相对于燃煤发电厂它的价格是比较贵的，经常是在尖峰负荷时刻快速启动一台燃气发电机，满足负荷的突变，但是它的成本是比较高的。并且它启动了天然气发电机一般叫非最优调度。同时如果你的燃气机，你需要它给你做备用，也需要成本，同时燃气机会产生污染。

还有储能，响应速度很快，甚至到秒级，超过了燃气机。调度的灵活性更大，它可以由生产商和用户的双重性，在需要的时候发电，在发电过剩的时候可以作为负荷来吸收电能，它没有直接的污染。

储能在现货市场的潜在商业模式，国外对储能比较实际的商业模式主要是辅助服务，当然储能也会提供电能，储能有很多种，如果我们谈储能是抽水蓄能电站这样的储能，当然可以提供大量的电能。但是作为一个电池来讲，几兆瓦，几十兆瓦，在电网当中它的容量是很小的。所以更多的时候它提供的是辅助服务，系统快速增长的时候，或者系统出力大于负荷的时候，这个时候你需要动用电池来帮你平衡这个系统，这是一种辅助服务。

比如调峰服务，就包括负荷快速变化的时候，或者突然出现故障的时候，一些发电机突然掉线了，我们需要快速提供能量，包括做一些削峰填谷的作用。

第二个是调频，这个有点像传统电力系统的AGC调，包括超级电容、飞轮储能，响应速度非常快，非常天然的良好的这样一种调频的装置。

第三种可以做用户侧的峰谷差套利，arbitrage，电价高的时候我可以放电，夜晚电价比较低的时候可以充电，然后在这里面套利。这个量会有多大呢？要取决于我们的系统状况。

辅助服务和电能是息息相关的，提供一个兆瓦的电能，可能就会少提供一个兆瓦的辅助服务，这两个量是息息相关的，不能分开考虑。而我们刚才提到了储能可能提供这三种不同的服务，也需要联合考虑。储能怎么样利用它来提供所谓的调峰、调频还有套利。

具体谈谈我们怎么样做仿真和优化，我们使用的是随机动态规划的技术，我们把储能随时间变化的价值，什么时候你应该作为发电机出力，什么时候作为负荷充电，什么时候你要保持你最优的SOC，充电状况，这是一个非常复杂的，所谓的随机优化过程。

我们提出一个方法，通过仿真它的价值函数，因为它的价值V，在这里是未知的，我们不知道是什么样的状况。但是我们用一些相对线性独立的函数关系，通过一个线性拟合的方式把它表达出来，然后我们的目标就是在储能运行或者市场运行这个时间，T这个大的范围内来优化表现，何时应该充电充多少，何时放电放多少，这样一个过程。

这是我们的一个计算结果，我们采用了一些在国外的，像刚才有位老师提到的，你可以实时的去美国电力市场的网页，看到他们的电价信息，负荷信息，我们考虑两种情况，一种是储能与可再生能源独立进行优化调度的时候，我们来算它的优化调度效益的成本。第二就是储能和可再生能源联合优化，并且考虑到储能不仅能够提供能源，也可以提供三种不同的辅助服务，在综合考虑这些因素的过程中进行联合优化，使它的优化成本得到改善。

这里面我从一个大的角度，能源互联网的概念讲起，讲到电改，最后讲一下售电公司在电改里的盈利模式，包括利用储能来实现自己的收益。

我的演讲就到这里，谢谢大家。

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）