Page 35 - 2024年第55卷第10期

２．２ 高比例水电参与电力市场是国内外前所未有的理论和实践挑战 如前所述，中国水电的规模、资
源与负荷逆向分布的特点、在电网中所占的比重，决定了通过市场合理配置水电资源是必然选择，水
电参与电力市场势在必行。另外，中国水电外送情况、复杂水电特性，其面临的问题和挑战也是世界
其他国家水电参与电力市场无法比拟的 ［３，５］ 。如何根据我国电力市场改革要求、水电特点构建相适应
的水电市场化交易机制、方法和决策支持体系，是全新的理论和实践挑战。
２．２．１ 电力市场化如何保障水电高效消纳和负荷需求响应 中国水电的规模、水电绿色价值决定了水
电市场化消纳、调峰是新电改关注的重要问题，这涉及到水电市场化过程中，如何利用流域间水文差
异、梯级水电站的库容差异 ［１８］ ，充分发挥梯级水电站群巨大的调节能力，实现水电多时空水文补偿、
库容补偿和通道互济，从而实现水电汛枯期电量转移，提高水电对电网的保供和灵活性支撑能力 ［１９］ ，
需要为中长期、现货水电竞价提供水电市场竞价的边界条件。
２．２．２ 水电市场化如何应对不确定性径流带来的交易风险 水电参与电力市场除了要应对负荷需求的
不确定性、市场竞争的不确定性外，更重要的是如何应对径流的不确定性，这涉及到市场交易规则的
设计和水电竞价两个方面问题。前者要求高比例水电参与电力市场的交易规则能够减少径流不确定性
给水电市场主体带来的交易风险 ［２０ － ２１］ ，后者则需要水电企业在市场竞争过程中考虑径流的不确定性，
合理配置多时空交易资源及其价格，以提高水电参与电力市场的收益，减少交易风险 ［２２ － ２４］ 。
２．２．３ 水电市场化如何处理复杂水力联系导致的出清、竞价结果不可行、难求解问题 电力市场化跟
集中调度一个最重要的差异就是由价格决定成交电量，在此条件下，很难兼顾前述水电调度运行特
点，其结果就会导致中长期发生结构性弃水和缺电，一旦水电运行按照交易结果去执行，很难通过日
前和现货交易来改变，巴西早期的电力市场运行就是这种状况 ［１０，１９］ ；对于日前、日内和实时电力交
易，则会发生梯级上下游竞价结果不匹配导致的竞争性弃水和缺电，即 “上游中标电量多、下游中标
电量少，则下游弃水；上游中标电量少、下游中标多，下游无水可发” ［２５ － ２６］ 。另一方面，对于包含水
电的现货出清，则由于现货出清要优化到机组、约束到母线，需要全电源优化，使得包含水电现货建
模的求解规模急剧增加；此外，包含水电的现货建模，还需要对复杂的水位 － 库容关系曲线、机组动
力曲线和各种复杂约束条件进行从物理空间到数字映射的等式、不等式的数字化自动建模 ［１４ － １７］ ，建模
难度大，若建模处置不当，还会导致求解规模过于庞大，既影响求解效率，还会导致出清结果不可行
性、不可用，进一步加剧现货建模困难。因而，对于通常采用混合整数规划求解的现货出清组合优化
问题 ［２７ － ２８］ ，使得包含水电现货出清模型难建模、难求解。如何破解包含水电现货出清的问题是国内外
一直没有很好解决的理论难题，也是我国西南地区高比例水电现货出清的瓶颈问题。
２．２．４ 水电市场化中竞争主体如何参与电力市场 中国水电的市场化规模和复杂程度是巴西、北欧、
北美等水电市场化国家无法比拟的，面临径流、电价、负荷的不确定性，交易规则的不完善性，交易
品种的多样性，交易时间的耦合性，电力市场的多元性、差异性，交易决策的多因素制约。如何精准
刻画和高效建模影响水电竞价的不确定性因素，如何推演竞争对手的竞价行为和竞价策略，如何统筹
考虑水电资源市场化配置及其风险，如何统筹考虑水电收益与调峰、生态、通航等社会责任是提高水
电竞价水平关键要素和重要途径，需要创新全新的水电竞价体系。

３ 水电市场化国内外开展情况及研究进展

电力市场改革源于 １９９０年代英国电力工业私有化改造和美国电力市场的推动 ［２９ － ３１］ ，经过 ３０多年
的电力市场化改革，电力市场已经在美国、欧洲各国、澳大利亚、巴西等得到了广泛的实施，建立了
以美国 ＰＪＭ ［２９，３２］ 、ＭＩＳＯ ［３３］ 、北欧 ［３１，３４］ 、英 国 ［３５］ 、澳 大 利 亚 ［３６］ 、加 拿 大 ［３７］ 等 为 代 表 的 成 熟 电 力 市
场，主要通过中长期、日前、日内、实时平衡与辅助服务、阻塞管理等市场及其机制实现电力资源的
有效配置，保障电力安全。现有以英国、德国等欧洲国家为代表的双边物理合约加部分电量现货集中
竞价模式：市场成员通过签订中长期双边合约满足基本负荷需求，然后根据短期供需平衡需求自愿参
与交易所组织的日前或日内集中市场，根据短期交易结果，在基本负荷需求的基础上叠加形成发用电

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