内部电价如何协调分布式光伏共享储能中各参与主体的利益？——基于容量补偿与绿证定价政策的演化博弈分析

《Journal of Energy Storage》：How does the internal electricity price coordinate agents' interest in distributed PV-shared energy storage? An evolutionary game analysis based on capacity compensation and renewable energy certificate pricing policies

　　

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  补偿与可再生能源相关政策支持共享储能发展。
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  本研究探讨产消商、ESO与电网公司之间的利益协调关系。
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  CC与REC价格均是影响ESO对IEP立场的关键因素。
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  低CC价与高REC价会影响产消商与电网公司的策略。
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  ESO与产消商在IESP中的敏感性更高，而电网公司则表现为IEAP。

引言

在"十四五"期间，我国分布式光伏系统在新建工业园区和大型公共建筑中的渗透率已超过50% [1]、[2]。与此同时，产消商概念在终端用户中获得广泛认可 [3]。产消商可通过分布式光伏发电降低用电成本。然而，光伏出力具有显著的波动性和随机性，仅依靠光伏系统难以实现发电与消费的自平衡。因此，储能支撑必不可少。一方面，产消商可通过分布式光伏与储能一体化系统降低用电成本并缓解可再生能源出力波动 [4]、[5]；另一方面，这也有利于多余电量的消纳，并响应国家关于能源转型与能源安全的战略需求。然而，储能配置方案众多，且储能成本较高。此外，储能部署后相关主体之间的利益协调仍是一个主要挑战。因此，合理高效的储能配置模式对于保障光伏电量消纳以及实现各利益相关方的有序合作至关重要 [6]。

对于产消商而言，部署储能系统的方式有多种可选，包括自建、租赁以及第三方投资。相比之下，共享储能模式作为集体储能的解决方案日益受到关注 [7]、[8]。该模式可承担多种功能，包括容量租赁、参与电力现货市场、削峰以及调频辅助服务 [9]。中国各地区的典型收益组合见表1。各省政策因本地发展现状与路径而异，但均以容量租赁为基础叠加附加服务。具体而言，该模式为发电侧企业提供商用电充放电服务，实现容量与电量的共享。作为其基础功能，该机制目前已成为广西壮族自治区储能电站的主要盈利渠道。同时，该模式也为电网系统提供削峰、调频和容量支撑服务。关键在于，提供容量支撑可使储能设施获得相应的CC。设立这一机制旨在激励独立储能以确保系统容量充裕。此外，独立储能还可作为独立市场主体参与电力现货市场，向终端用户售电或收购多余的光伏电量。在此基础上，山东省是首个实施详细CC政策并允许独立储能参与电力现货市场的省级区域。因此，山东是采用容量租赁、电力现货交易与CC相结合的一体化收益模式的典型代表。浙江省也已引入CC机制，但其储能电站的收入来源仍以削峰服务为主。相比之下，河南省同样提供削峰服务，但针对储能电站的本地CC政策尚未有效实施。此外，广东省则优先考虑削峰与调频服务。各省差异化的收益模式恰恰反映出各地资源禀赋与电力系统需求的差异，从而为未来研究创造了更广阔的前景。总体而言，合理部署共享储能设备可使储能资源得到最大利用，并推动高比例可再生能源发电与储能系统之间的协同发展。

当分布式光伏企业租赁共享储能容量时，产消商与ESO之间建立合作关系。从根本上讲，成本与收益构成ESO合作决策的基础指标。在项目执行过程中，成本分摊方案对于应对各利益相关方之间的不对称性至关重要。中国已建立了政策驱动的成本疏导方案，如表2所示。具体而言，两部制电价主要适用于向电网公司购电的大型工商业（I&C）产消商，旨在缓解其高用电量对电网造成的影响。容量电价则主要由电力消费者支付给燃煤发电单元。该机制补偿燃煤机组因角色从主要供电单元转向备用机组而产生的收益损失，并体现了国家能源转型战略。山东省规定，CC机制适用于提供容量支持的独立储能设施，认可了储能单元在电力系统中的关键作用。此外，REC政策通过交易认证可再生能源并均衡发电成本。基于上述分析，我们发现山东省大力推进电力现货市场建设，实施CC机制，引入一系列成本分摊政策，并优先考虑国家绿色发展目标 [10]。因此，选择山东省的分布式光伏—共享储能作为研究场景，对实际应用具有重要的示范与引领价值。

本文结构如下：第2节为文献综述，第3节构建演化博弈模型，第4节考察各主体策略与系统的稳定性，第5节对IEP进行模型测试与基础仿真，第6节进一步讨论各主体的利益协调机制，第7节给出结论与政策建议。

章节片段

文献综述

本节将从多个维度展开文献综述，包括成本效益量化、成本分摊与收益分享机制，以及利益协调机制的研究视角、方法和涉及主体。

目前，利用储能的双源荷特性进行调节已被广泛认为是实现多能互补、推动电力系统低碳转型的关键 [11]。然而，由于储能成本较高——

问题描述

分布式光伏储能配置的形式多样，其中共享储能容量租赁凭借低成本和电量共享的优势，成为大型工商业产消商的主要选择 [6]、[33]。然而，储能部署后多余光伏电力的并网责任尚未明确，各主体之间的行为互动也亟需研究。本研究以山东省的收益模式作为研究背景——

稳定性分析

借助微分方程的稳定性定理，我们分析各主体的策略稳定性与演化路径。在讨论产消商策略稳态时，概率$x$需满足$F\left(x\right)=0$且$\mathit{dF}\left(x\right)/\mathit{dx}<0$。讨论ESO与电网公司时同样适用此原则。

仿真分析

本节通过对均衡状态E₈(1,1,1)与E₅(1,1,0)的实证分析，检验三方合作情形。我们推导了IEP的变化阈值，并分析IEP、CC与REC之间的协调关系。为使仿真模型更贴近实际，本研究纳入了中国山东省的真实数据和行业实际情况，并详细给出部分计算公式。

(1) ESO根据是否向产消商供电进行计算——

关键变量取值范围

(1) CC价格。

目前，平段CC基础价格为1.41 × 10^?5万元/kWh [44]。由于CC价值随放电时段不同而变化，需应用峰谷调节系数。深谷期系数设为0.1，尖峰期系数设为2.0。因此，调整后的CC单价分别为1.41 × 10^?6万元/kWh和2.82 × 10^?5万元/kWh [48]、[49]。以上分别作为CC低价与高价，我们进一步——

结论与政策启示

本研究基于中国分布式光伏企业租赁共享储能项目的发展现状，构建了包含产消商、ESO与电网公司的演化博弈模型。与现有博弈论研究假设被动消纳多余光伏电力且消纳路径固定的做法不同，本文通过考察三方主体的战略组合研究过剩电力消纳策略，包括合约售电等——

CRediT作者贡献声明

Yanmin Zhao：撰写——初稿、软件、方法设计、概念构思、形式化分析。Di Wang：概念构思、方法设计、撰写——审稿与编辑、指导、资金申请。Xiaolong Wang：软件、数据整理、验证。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争性经济利益或可能影响本文研究工作的个人关系。

致谢

本研究得到以下项目支持：国家社会科学基金［项目编号24FGLB149］；国家自然科学基金［项目编号71974191］；江苏省研究生科研与实践创新计划［项目编号KYCX24_2958］；中国高等教育学会教育科学研究"十四五"规划课题［项目编号CA262003003］；以及中央高校基本科研业务费［项目编号2026JCXKSK08］。

Yanmin Zhao|Di Wang|Xiaolong Wang