针对燃煤发电单元的战略性投标策略，需考虑中国深度调峰能力市场的特点

《Journal of Cleaner Production》：Strategic bidding for coal-fired generation units considering China's deep peak regulation capacity market

本文构建耦合深峰调节容量、能源及辅助服务市场的双层模型，分析不同可再生能源渗透率下燃煤机组投标策略及经济环境影响，提出60%渗透率时DPRC市场优先的优化路径。

　　中国在推动能源转型的过程中，面临着如何平衡电力安全与低碳发展的双重挑战。随着可再生能源（如太阳能和风能）在总电力供应中的比例不断提高，其波动性和间歇性给电力系统的稳定运行带来了显著影响。为应对这一问题，亟需开发和优化灵活资源的市场机制，以确保电力系统的可靠性和高效性。煤电作为当前中国电力系统的重要基础，其灵活性潜力的挖掘对于实现可再生能源的平稳接入具有关键意义。本文提出了一种新的能源-辅助服务-深度调峰容量市场框架，探讨了不同技术特征的煤电机组在多市场环境下的竞价行为及其对经济和环境的影响，同时分析了可再生能源渗透率变化对煤电机组决策行为和市场均衡结果的作用。

在当前的电力市场中，由于缺乏大规模的经济可行储能技术，电力系统的灵活性主要依赖于煤电等传统发电机组。尽管燃气发电和抽水蓄能等技术在某些地区得到了应用，但它们受限于气源供应、建设周期和地理条件等因素，难以在短期内广泛推广。因此，煤电的灵活性改造成为一种现实的选择，以提升其对可再生能源波动的响应能力。深度调峰容量（DPRC）市场作为一种创新的机制，被提出用于释放煤电的灵活性潜力，并促进电力系统的低碳转型。DPRC市场通过与能源市场和辅助服务市场进行耦合，为煤电机组提供更全面的市场参与机会，同时确保其在不同市场中的优化调度和合理收益分配。

本文的研究表明，当可再生能源的渗透率较高时，DPRC市场更具优势。其主要原因在于，此时可再生能源的波动性对电力系统的影响更为显著，而DPRC市场能够有效缓解这种波动带来的供需不平衡问题，从而在环境效益上表现突出。通过多市场耦合的市场清算机制，发电机组可以在不同市场中实现最优的资源分配和调度，以最大化其收益。此外，研究还指出，在可再生能源渗透率为20%和40%的情况下，煤电机组应优先考虑能源市场的收益，因为大容量机组可以通过提高输出水平实现煤耗的降低。然而，当可再生能源渗透率达到60%时，DPRC市场的收益贡献将变得更为重要，需要给予更高的关注。

本文的研究框架围绕DPRC市场的构建与运行展开。DPRC市场分为两个主要阶段：月前集中竞价交易（Step 1）和日内调度（Step 2）。在月前阶段，电力调度中心根据预估的月度最大调峰需求确定调峰价格，而在日内阶段，电力市场运营者则根据电网运行状况安排机组的调峰服务，并计算各机组的调峰容量收益。通过这种分阶段的市场机制，可以实现对煤电机组灵活性的系统性激励，同时确保其在多市场环境下的有效参与。此外，本文还引入了线性化方法，用于精确刻画深度调峰服务的分段收益，从而为多市场耦合模型的建立提供理论支持。

在多市场环境下，煤电机组的竞价行为受到多种因素的影响，包括其技术特征、市场规则以及可再生能源的渗透率。不同技术特征的煤电机组在燃料成本曲线和运行效率方面存在显著差异，因此需要设计合理的市场机制，以引导其根据自身特点优化运行策略。当前的市场机制往往未能充分考虑煤电机组的技术差异，导致其在多市场中的参与方式缺乏针对性。本文通过构建一个双层模型，探讨了不同技术特征的煤电机组在DPRC市场、能源市场和辅助服务市场中的最优竞价策略。其中，上层模型用于确定煤电机组的竞价行为，下层模型则用于模拟能源市场和辅助服务市场的联合清算过程。

双层模型的应用能够有效解决煤电机组在多市场环境下的决策难题。通过这种模型，可以分析不同技术特征的煤电机组如何在市场规则下调整其竞价策略，以实现更高的收益和更优的运行效率。同时，模型还能够评估可再生能源渗透率变化对煤电机组决策行为和市场均衡结果的影响，为政策制定者提供决策依据。研究发现，随着可再生能源渗透率的提高，煤电机组在能源市场中的收益空间逐渐缩小，而DPRC市场的引入则能够为其提供新的收益来源。因此，政策制定者需要根据不同的渗透率水平，合理调整市场机制，以确保煤电机组在多市场环境下的可持续发展。

本文的研究还探讨了DPRC市场对电力系统经济和环境效益的影响。从经济角度来看，DPRC市场的引入能够促进发电机组在多市场中的优化调度，从而提高整体电力系统的运行效率。此外，通过合理的市场机制设计，可以引导煤电机组在满足电力需求的同时，减少不必要的燃料消耗，降低运营成本。从环境角度来看，DPRC市场能够有效减少煤电机组的碳排放，提高其在低碳转型中的作用。特别是在高可再生能源渗透率的情况下，DPRC市场的引入能够显著降低煤电机组的运行负荷，从而减少其对环境的负面影响。

在实际应用中，DPRC市场需要与能源市场和辅助服务市场进行深度融合，以确保其在不同市场中的协调运行。这种耦合不仅能够提高市场清算的效率，还能够增强市场参与者的竞争力。然而，DPRC市场的引入也带来了新的挑战，例如如何避免对现货市场价格信号的扭曲，以及如何确保市场参与者的公平竞争。因此，需要设计合理的市场机制，以平衡不同市场之间的关系，同时保障DPRC市场的公平性和有效性。

此外，本文还强调了DPRC市场对煤电机组技术特征的考虑。不同技术特征的煤电机组在运行效率、燃料成本和碳排放等方面存在显著差异，因此需要根据其技术特点进行分类管理。通过合理的市场机制设计，可以引导不同技术特征的煤电机组在多市场环境中优化其运行策略，从而提高整体电力系统的灵活性和稳定性。例如，大容量煤电机组可以通过提高输出水平实现煤耗的降低，而小容量煤电机组则可以通过参与辅助服务市场实现更高的收益。

本文的研究结果为政策制定者提供了重要的参考。在可再生能源渗透率较低的情况下，煤电机组仍需承担主要的电力供应任务，因此需要通过合理的市场机制设计，确保其在能源市场中的收益空间。然而，随着可再生能源渗透率的提高，煤电机组的角色将逐渐从基荷电源转变为灵活资源提供商，因此需要通过DPRC市场的引入，为其提供新的收益来源。政策制定者应根据不同的渗透率水平，合理调整市场机制，以确保煤电机组在多市场环境下的可持续发展。

本文的研究还指出，DPRC市场的引入需要结合具体的市场运行规则和技术条件。例如，在月前阶段，电力调度中心需要根据预估的调峰需求确定调峰价格，而在日内阶段，电力市场运营者则需要根据电网运行状况安排机组的调峰服务。这种分阶段的市场机制能够有效提高市场清算的效率，同时确保不同市场之间的协调运行。此外，DPRC市场的引入还需要考虑市场参与者的成本结构和收益模式，以确保其在市场中的公平性和有效性。

在实际应用中，DPRC市场的运行还需要解决一系列技术难题。例如，如何准确刻画深度调峰服务的分段收益，如何确保不同市场之间的协调运行，以及如何避免对现货市场价格信号的扭曲。本文通过引入线性化方法，对深度调峰服务的收益进行了精确刻画，从而为多市场耦合模型的建立提供了理论支持。同时，通过合理的市场机制设计，可以确保不同市场之间的协调运行，从而提高整体电力系统的运行效率。

本文的研究结果表明，DPRC市场的引入能够有效促进电力系统的低碳转型。在高可再生能源渗透率的情况下，DPRC市场能够为煤电机组提供新的收益来源，从而激励其进行灵活性改造。此外，DPRC市场的引入还能够减少煤电机组的碳排放，提高其在低碳转型中的作用。因此，政策制定者需要根据不同的渗透率水平，合理调整市场机制，以确保煤电机组在多市场环境下的可持续发展。

在政策层面，DPRC市场的引入需要考虑市场规则的公平性和有效性。例如，如何确保不同市场之间的协调运行，如何避免对现货市场价格信号的扭曲，以及如何激励市场参与者积极参与DPRC市场。这些因素都需要在市场机制设计中加以考虑，以确保DPRC市场的顺利运行。此外，政策制定者还需要关注市场参与者的收益模式，以确保其在多市场环境下的公平竞争。

本文的研究还强调了DPRC市场对电力系统稳定性的影响。在可再生能源渗透率较高的情况下，电力系统的稳定性面临更大挑战，因此需要通过DPRC市场的引入，确保煤电机组的灵活性。DPRC市场能够为煤电机组提供新的市场参与机会，从而增强其对可再生能源波动的响应能力。此外，DPRC市场的引入还能够提高电力系统的运行效率，减少不必要的能源浪费。

在实际应用中，DPRC市场的运行还需要考虑市场参与者的成本结构和收益模式。例如，大容量煤电机组可以通过提高输出水平实现煤耗的降低，而小容量煤电机组则可以通过参与辅助服务市场实现更高的收益。因此，政策制定者需要根据不同的机组类型和市场规则，设计合理的市场机制，以确保其在多市场环境下的公平竞争和有效参与。

此外，本文还指出，DPRC市场的引入需要与现有的市场机制进行深度融合。例如，在能源市场和辅助服务市场的基础上，DPRC市场能够为煤电机组提供新的市场参与机会，从而提高其在多市场环境下的竞争力。通过合理的市场机制设计，可以确保不同市场之间的协调运行，从而提高整体电力系统的运行效率。

综上所述，本文的研究为煤电机组在多市场环境下的优化运行提供了新的思路和方法。通过构建一个双层模型，探讨了不同技术特征的煤电机组在DPRC市场、能源市场和辅助服务市场中的最优竞价策略。同时，分析了可再生能源渗透率变化对煤电机组决策行为和市场均衡结果的影响，为政策制定者提供了重要的决策依据。此外，本文还强调了DPRC市场对电力系统稳定性、经济性和环境效益的重要性，指出其在实现电力系统低碳转型中的关键作用。通过合理的市场机制设计，可以确保煤电机组在多市场环境下的可持续发展，同时促进可再生能源的平稳接入。