溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法

武文奇; 肖云鹏; 王秀丽; 王志维; 关立; 赵天辉; 黄成

doi:10.7500/AEPS20230509011

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溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法

电力市场体系建设 | 更新时间：2025-06-16

- 溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法
- Coordinated Clearing Method for Two-stage Inter- and Intra-provincial Electricity Spot Market Under Spillover Risk Constraints
- 电力系统自动化 2024年48卷第4期页码：66-75
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院,陕西省西安市 710049
  2.国家电网有限公司国家电力调度控制中心,北京市 100031
  3.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏省南京市 211103
- 作者简介：
  
  武文奇(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力市场、综合能源市场。
  肖云鹏(1990—)，男，通信作者，副教授，博士生导师，主要研究方向：电力市场、新型电力系统调度运行优化。E-mail：ypxiao@xjtu.edu.cn
  王秀丽(1961—)，女，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统规划、电力市场、新型输电方式等。
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部管理科技项目资助(5108-202218280A-2-286-XG)
- DOI：10.7500/AEPS20230509011
  中图分类号：
- 收稿：2023-05-09，
  
  修回：2023-09-18，
  
  纸质出版：2024-02-25
- 稿件说明：
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武文奇,肖云鹏,王秀丽等.溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法[J].电力系统自动化,2024,48(4):66-75.

WU Wenqi,XIAO Yunpeng,WANG Xiuli,et al.Coordinated Clearing Method for Two-stage Inter- and Intra-provincial Electricity Spot Market Under Spillover Risk Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(4):66-75.
武文奇,肖云鹏,王秀丽等.溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法[J].电力系统自动化,2024,48(4):66-75. DOI： 10.7500/AEPS20230509011.

WU Wenqi,XIAO Yunpeng,WANG Xiuli,et al.Coordinated Clearing Method for Two-stage Inter- and Intra-provincial Electricity Spot Market Under Spillover Risk Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(4):66-75. DOI： 10.7500/AEPS20230509011.

摘要

新能源的快速发展对电力市场机制提出了新的要求。为促进新能源消纳与保障电力供应，中国建立了省间和省内两级电力现货市场。然而，随着省间市场交易规模和占比的提升，各省电力供应间联系更为紧密，加剧了省内市场间的风险传递。首先，基于当前省间省内两级现货市场衔接机制分析了各省现货市场间的风险传递特征，进而引入溢出风险价值的概念以量化评估省间省内两级市场下的风险传递；其次，为抑制省间省内两级市场下的风险传递，基于两阶段随机优化理论，构建了溢出风险约束下的省间省内两级现货市场协同出清模型；进一步，考虑因各市场运营机构不同而带来的隐私保护需求，建立了基于交替方向乘子法（ADMM）的省间省内两级现货市场协同出清模型求解方法；最后，通过算例分析验证了所提出的市场出清模型与方法在抑制省间省内两级市场协同下风险传递中的有效作用。

Abstract

New requirements for the electricity market mechanism are proposed due to the rapid development of renewable energy. China has established two-stage inter- and intra-provincial electricity spot markets for promoting the renewable energy accommodation and reliable power supply. However

with the increasing scale and proportion of inter-provincial transactions

the power supply connection between each province becomes closer

which exacerbates the risk transmission between each intra-provincial electricity spot market. Firstly

the risk transmission characteristics between intra-provincial electricity spot markets based on the current linking-up mechanism between inter- and intra-provincial electricity spot markets is analyzed

and the concept of spillover risk value to quantitatively evaluate the risk transmission in the inter- and intra-provincial electricity spot markets is introduced. Secondly

a coordinated clearing model for the two-stage inter- and intra-provincial electricity spot markets under spillover risk constraints is built based on the two-stage stochastic optimization theory to suppress the risk transmission in the two-stage inter- and intra-provincial electricity spot markets. Furthermore

considering the privacy protection needs brought about by different market operating institutions

a solving method for the coordinated clearing model of the two-stage inter- and intra-provincial electricity spot markets based on the alternating direction method of multipliers (ADMM) is established. Finally

the case analysis verifies that the proposed market clearing model and method are effective in suppressing the risk transmission in the two-stage inter- and intra-provincial electricity spot markets.

关键词

Keywords

references

康重庆，姚良忠 . 高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 9 ）： 2 - 11 .

KANG Chongqing ， YAO Liangzhong . Key scientific issues and theoretical research framework for power systems with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 9 ）： 2 - 11 .

张智刚，康重庆 . 碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 8 ）： 2806 - 2819 .

ZHANG Zhigang ， KANG Chongqing . Challenges and prospects for constructing the new-type power system towards a carbon neutrality future ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 8 ）： 2806 - 2819 .

肖云鹏，王锡凡，王秀丽，等 . 面向高比例可再生能源的电力市场研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 3 ）： 663 - 674 .

XIAO Yunpeng ， WANG Xifan ， WANG Xiuli ， et al . Review on electricity market towards high proportion of renewable energy ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 663 - 674 .

陈国平，梁志峰，董昱 . 基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 2 ）： 369 - 379 .

CHEN Guoping ， LIANG Zhifeng ， DONG Yu . Analysis and reflection on the marketization construction of electric power with Chinese characteristics based on energy transformation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 2 ）： 369 - 379 .

YI B W ， XU J H ， FAN Y . Inter-regional power grid planning up to 2030 in China considering renewable energy development and regional pollutant control： a multi-region bottom-up optimization model ［J］. Applied Energy ， 2016 ， 184 ： 641 - 658 .

北京电力交易中心有限公司 . 省间电力现货交易规则（试行）［EB/OL］.（ 2021-11-24 ）［ 2023-05-01 ］. http：//210.77.177.29：20080/px-settlement-infpubmeex/fileService/prview？fileId=n4e05a607098944168945522d05238de4#toolbar=0d http://210.77.177.29:20080/px-settlement-infpubmeex/fileService/prview?fileId=n4e05a607098944168945522d05238de4#toolbar=0d .

Beijing Power Exchange Co.， Ltd . Inter-provincial electricity spot trading rules （trial）［EB/OL］. （ 2021-11-24 ）［ 2023-05-01 ］. http：//210.77.177.29：20080/px-settlement-infpubmeex/fileService/prview？fileId=n4e05a607098944168945522d05238de4#toolbar=0d http://210.77.177.29:20080/px-settlement-infpubmeex/fileService/prview?fileId=n4e05a607098944168945522d05238de4#toolbar=0d .

孙大雁 . 省间电力现货市场运行与实践［R］. 北京：国家电网调控中心， 2023 .

SUN Dayan . Operation and practice of inter-provincial electricity spot market ［R］. Beijing ： National Electric Power Dispatching and Control Center ， 2023 .

孙大雁，关立，胡晨旭，等 . 省间电力现货交易机制设计与探索［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 2 ）： 421 - 429 .

SUN Dayan ， GUAN Li ， HU Chenxu ， et al . Design and exploration of inter-provincial power spot trading mechanism ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 2 ）： 421 - 429 .

马莉，范孟华，曲昊源，等 . 中国电力市场建设路径及市场运行关键问题［J］. 中国电力， 2020 ， 53 （ 12 ）： 1 - 9 .

MA Li ， FAN Menghua ， QU Haoyuan ， et al . Construction path and key operation issues of electricity market in China ［J］. Electric Power ， 2020 ， 53 （ 12 ）： 1 - 9 .

曾丹，谢开，庞博，等 . 中国特色、全国统一的电力市场关键问题研究（3）：省间省内电力市场协调运行的交易出清模型［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 8 ）： 2809 - 2819 .

ZENG Dan ， XIE Kai ， PANG Bo ， et al . Key issues of national unified electricity market with Chinese characteristics（3）： transaction clearing models and algorithms adapting to the coordinated operation of provincial electricity markets ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 8 ）： 2809 - 2819 .

EPEX SPOT . PCR project main features ［EB/OL］. （ 2020-04-01 ）［ 2023-05-01 ］. https：//www.EPEXSPOT.com https://www.EPEXSPOT.com .

李竹，庞博，李国栋，等 . 欧洲统一电力市场建设及对中国电力市场模式的启示［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 24 ）： 2 - 9 .

LI Zhu ， PANG Bo ， LI Guodong ， et al . Development of unified European electricity market and its implications for China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 24 ）： 2 - 9 .

陈启鑫，张维静，滕飞，等 . 欧洲跨国电力市场的输电机制与耦合方式［J］. 全球能源互联网， 2020 ， 3 （ 5 ）： 423 - 429 .

CHEN Qixin ， ZHANG Weijing ， TENG Fei ， et al . Transmission mechanisms and coupling approaches in European transnational electricity markets ［J］. Journal of Global Energy Interconnection ， 2020 ， 3 （ 5 ）： 423 - 429 .

BISKAS P N ， CHATZIGIANNIS D I ， BAKIRTZIS A G . European electricity market integration with mixed market designs—part Ⅱ： solution algorithm and case studies ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2014 ， 29 （ 1 ）： 466 - 475 .

曾丹，杨争林，冯树海，等 . 交直流混联电网下基于ATC的省间交易优化出清建模［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 10 ）： 3893 - 3899 .

ZENG Dan ， YANG Zhenglin ， FENG Shuhai ， et al . Inter-provincial power exchange optimization modeling considering ATC constrains of hybrid AC/DC power system ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 10 ）： 3893 - 3899 .

郑亚先，程海花，杨争林，等 . 计及清洁能源的跨区跨省交易路径优化建模与算法［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 24 ）： 112 - 119 .

ZHENG Yaxian ， CHENG Haihua ， YANG Zhenglin ， et al . Path-optimized modeling and algorithm for trans-regional and trans-provincial electricity trading considering clean energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 24 ）： 112 - 119 .

郭立邦，丁一，包铭磊，等 . 两级电力市场环境下计及风险的省间交易商最优购电模型［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2726 - 2734 .

GUO Libang ， DING Yi ， BAO Minglei ， et al . An optimal power purchase model of inter-provincial traders in two-level electricity market considering risk management ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2726 - 2734 .

彭一海，刘继春，刘俊勇 . 两级电力市场环境下考虑多类型零售套餐的售电公司购售电策略［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 3 ）： 944 - 957 .

PENG Yihai ， LIU Jichun ， LIU Junyong . Electricity purchasing and selling strategies for electricity retailers considering multiple types of retail packages in two level electricity market ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 3 ）： 944 - 957 .

于申，申建建，张俊涛，等 . 巨型水电站参与省内-省间电力市场竞价策略联合优化方法［J/OL］. 电力自动化设备： 1 - 13 ［ 2023-03-16 ］. https：//doi.org/10.16081/j.epae.202303014 https://doi.org/10.16081/j.epae.202303014 .

YU Shen ， SHEN Jianjian ， ZHANG Juntao ， et al ． Bidding strategy coordinated optimization method for giant hydropower stations participating in intra- and inter-provincial electricity market ［J/OL］． Electric Power Automation Equipment ： 1 - 13 ［ 2023-03-16 ］. https：//doi.org/10.16081/j.epae.202303014 https://doi.org/10.16081/j.epae.202303014 .

胡博，谢开贵，邵常政，等 . 双碳目标下新型电力系统风险评述：特征、指标及评估方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1 - 15 .

HU Bo ， XIE Kaigui ， SHAO Changzheng ， et al . Commentary on risk of new power system under goals of carbon emission peak and carbon neutrality： characteristics， indices and assessment methods ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1 - 15 .

张显，史连军 . 中国电力市场未来研究方向及关键技术［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 16 ）： 1 - 11 .

ZHANG Xian ， SHI Lianjun . Future research areas and key technologies of electricity market in China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 16 ）： 1 - 11 .

唐成鹏，张粒子，邓晖，等 . 考虑风险管理的电力市场多时段均衡分析方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 10 ）： 171 - 180 .

TANG Chengpeng ， ZHANG Lizi ， DENG Hui ， et al . Multi-period equilibrium analysis method for electricity market considering risk management ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 10 ）： 171 - 180 .

韩冬，何宇婷，何红玉，等 . 基于金融输电权和金融储能权混合拍卖的电力市场风险管理模型［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 8 ）： 3219 - 3229 .

HAN Dong ， HE Yuting ， HE Hongyu ， et al . Risk management model for electricity market based on hybrid auctions of financial transmission and storage rights ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 3219 - 3229 .

肖云鹏，关玉衡，张兰，等 . 集中式电力现货市场风险规避机制机理分析及建设路径［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 10 ）： 3981 - 3991 .

XIAO Yunpeng ， GUAN Yuheng ， ZHANG Lan ， et al . Analysis and construction path of risk hedging mechanism in centralized LMP-based electricity spot market ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 10 ）： 3981 - 3991 .

ZHANG N ， KANG C Q ， XIA Q ， et al . A convex model of risk-based unit commitment for day-ahead market clearing considering wind power uncertainty ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2015 ， 30 （ 3 ）： 1582 - 1592 .

王海冰，王承民，张庚午，等 . 考虑条件风险价值的两阶段发电调度随机规划模型和方法［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 24 ）： 6838 - 6848 .

WANG Haibing ， WANG Chengmin ， ZHANG Gengwu ， et al . Two-stage stochastic generation dispatching model and method considering conditional value-at-risk ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 24 ）： 6838 - 6848 .

王天航，王艺博，尹立敏，等 . 两级电力市场环境下考虑条件风险价值的新能源场站最优售电模型［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 5 ）： 113 - 120 .

WANG Tianhang ， WANG Yibo ， YIN Limin ， et al . Optimal power sales model for new energy stations considering conditional value-at-risk in two-level electricity market ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 5 ）： 113 - 120 .

谢福座 . 基于CoVaR方法的金融风险溢出效应研究［J］. 金融发展研究， 2010 （ 6 ）： 59 - 63 .

XIE Fuzuo . Analysis on risk spillover effect based on CoVaR method ［J］. Journal of Financial Development Research ， 2010 （ 6 ）： 59 - 63 .

姚海祥，刘秋瑜，杨晓光 . 增强还是减弱：多元金融与传统金融行业之间系统性风险溢出［J/OL］. 中国管理科学： 1 - 13 ［ 2023-04-07 ］. https：//10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.0567 https://10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.0567 .

YAO Haixiang ， LIU Qiuyu ， YANG Xiaoguang . Strengthening or weakening： systemic risk spillovers between diversified financial industries and traditional financial industries ［J/OL］. Chinese Journal of Management Science ： 1 - 13 ［ 2023-04-07 ］. https：//10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.0567 https://10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.0567 .

刘志峰，张子汸，戴鹏飞，等 . 碳市场与股票市场间的崩盘风险溢出效应研究：新冠疫情、投资者情绪与经济政策不确定性［J/OL］. 系统工程理论与实践： 1 - 24 ［ 2023-02-08 ］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2267.N.20230208.1332.001.html https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2267.N.20230208.1332.001.html .

LIU Zhifeng ， ZHANG Zipang ， DAI Pengfei ， et al . A study on the spillover effect of crash risk between carbon and stock markets： COVID-19， investor sentiment and economic policy uncertainty ［J/OL］. Systems Engineering-Theory & Practice ： 1 - 24 ［ 2023-02-08 ］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2267.N.20230208.1332.001.html https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2267.N.20230208.1332.001.html .

ADRIAN T ， BRUNNERMEIER M K . CoVaR ［R］. National Bureau of Economic Research ， 2011 .

URYASEV S ， ROCKAFELLAR R T . Conditional value-at-risk： optimization approach ［M］// URYASEV S， PARDALOS P M. Stochastic Optimization： Algorithms and Applications . Boston， USA ： Springer ， 2001 ： 411 - 435 .

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