中國(guó)電力市場(chǎng)的演進(jìn)軌跡和核心前沿：商業(yè)模式為研究軌跡中連接最多的節(jié)點(diǎn)，商業(yè)模式的探索例如規(guī)模化分布式儲(chǔ)能提供輔助服務(wù)的自盈利模式等。輔助服務(wù)為近五年突現(xiàn)強(qiáng)度最高的關(guān)鍵詞，其交易品種中廣泛應(yīng)用的有深度調(diào)峰，在此環(huán)節(jié)加強(qiáng)以需求響應(yīng)為代表的靈活性資源的主動(dòng)參與市場(chǎng)。主動(dòng)配電網(wǎng)是中介中心性最高的關(guān)鍵詞，借助區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)技術(shù)優(yōu)化交易策略；魯棒優(yōu)化等算法的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)考慮規(guī)劃與運(yùn)行相結(jié)合的優(yōu)化配置；高比例可再生能源的電力市場(chǎng)，應(yīng)更多考慮以電動(dòng)汽車為代表的產(chǎn)消者參與能量交易市場(chǎng)的商業(yè)模式。

圖1 國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)演化路徑

1 國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)的演進(jìn)軌跡

本節(jié)以“主題SU =（批發(fā)+零售+中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨），文獻(xiàn)來(lái)源：（SCI，EI及北大核心期刊），時(shí)間跨度=2011-2020”等組配索引式，基于中國(guó)知網(wǎng)CNKI中電力市場(chǎng)相關(guān)的總共1495篇文章，對(duì)國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)的研究演進(jìn)軌跡進(jìn)行梳理。依據(jù)一年時(shí)間間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)構(gòu)成每個(gè)單獨(dú)的時(shí)間切片網(wǎng)絡(luò)，整合這些獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)形成隨時(shí)間推移的演變軌跡。單個(gè)時(shí)間切片的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

以2020年的單個(gè)切片網(wǎng)絡(luò)為例，2020年515篇表征影響力的g-index指數(shù)為12以上的代表性文獻(xiàn)集合，組成81個(gè)節(jié)點(diǎn)、132條連線的單年切片網(wǎng)絡(luò)。

表1 電力市場(chǎng)切片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

整合單個(gè)的時(shí)間網(wǎng)絡(luò)形成國(guó)內(nèi)近十年電力市場(chǎng)研究的關(guān)鍵詞演化路徑。從時(shí)間維度表示知識(shí)演進(jìn)的視圖，勾畫聚類之間的關(guān)系和某個(gè)聚類的歷史跨度，展示了知識(shí)群體之間的更新和相互影響。其中，橫軸為研究時(shí)間，縱軸為依次排列劃分后的知識(shí)集群。每個(gè)集群的變化軌跡通過(guò)包含時(shí)間線的演化路徑來(lái)顯示。本節(jié)得出了17個(gè)聚類集群，并采用1.3節(jié)提及的對(duì)數(shù)似然比算法，提取群體的標(biāo)簽詞，在集群序號(hào)之后加以顯示。選取0~4號(hào)進(jìn)行展示，如圖1所示。

知識(shí)圖譜中，劃分后的集群結(jié)構(gòu)的特征量綱包括規(guī)模、輪廓值、代表年份以及標(biāo)簽詞。以集群規(guī)模較大的0~8號(hào)分析集群結(jié)構(gòu)特征，如圖2所示。關(guān)鍵詞集群內(nèi)成員較多的，表示集群規(guī)模較大，比較具備代表性。聚類輪廓值接近于1，說(shuō)明聚類相似度高。從圖2中可以看出，集群的規(guī)模超過(guò)20個(gè)，集群具有代表性；僅有6號(hào)集群輪廓值較低，其余集群輪廓值都接近于1，表明同一關(guān)鍵詞集群的同質(zhì)程度高，相似度高。

圖2 集群結(jié)構(gòu)特征

接下來(lái)，以1集群（調(diào)峰輔助服務(wù)）為例對(duì)演化路徑的時(shí)間線進(jìn)行解讀，其演進(jìn)軌跡如圖3所示。按年份對(duì)應(yīng)到集群中的節(jié)點(diǎn)，依次遞進(jìn)解讀節(jié)點(diǎn)。關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)中包含篩選后最相關(guān)的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，以此展現(xiàn)研究軌跡的演變。

圖3 1號(hào)集群演進(jìn)軌跡

應(yīng)用場(chǎng)景：探索促進(jìn)新能源消納的市場(chǎng)機(jī)制，例如去中心化的市場(chǎng)機(jī)制可充分反映成員之間的良性競(jìng)爭(zhēng)；泛在電力物聯(lián)網(wǎng)下有更多的挑戰(zhàn)，例如“邊緣-云”計(jì)算架構(gòu)、區(qū)塊鏈去中心化等。

市場(chǎng)主體：參與主體由分布式能源轉(zhuǎn)變到多能源耦合。對(duì)于分布式能源的管理涉及虛擬電廠、微電網(wǎng)等多種主體的管理方式，商業(yè)虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)機(jī)制是目前的研究難點(diǎn)，可考慮其加入輔助服務(wù)等交易品種；電儲(chǔ)熱與風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)動(dòng)參與調(diào)峰輔助服務(wù)，促進(jìn)消納棄風(fēng)；發(fā)展到現(xiàn)今考慮控制因素的交互能源機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能源互動(dòng)，同時(shí)利用分布式調(diào)度彌補(bǔ)信息不對(duì)稱的缺陷。此外，調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)應(yīng)發(fā)揮火電等傳統(tǒng)發(fā)電商的深度調(diào)峰效益，刺激具備靈活穩(wěn)定性的市場(chǎng)成員主動(dòng)參與調(diào)峰。

技術(shù)連接未來(lái)形狀，藍(lán)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，抽象背景，藍(lán)色背景，網(wǎng)絡(luò)概念Technological

政策機(jī)制：商業(yè)模式節(jié)點(diǎn)同時(shí)連接1號(hào)集群內(nèi)市場(chǎng)機(jī)制、分布式能源、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)節(jié)點(diǎn)，推動(dòng)市場(chǎng)改革歸根于商業(yè)模式的摸索。例如規(guī)模化分布式儲(chǔ)能提供輔助服務(wù)的自盈利模式以及協(xié)同共贏的共享儲(chǔ)能模式等；從北歐及美國(guó)市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)中吸取先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，在能源轉(zhuǎn)型的階段結(jié)合國(guó)情因地制宜建設(shè)中國(guó)特色電力市場(chǎng)的頂層設(shè)計(jì)，同時(shí)調(diào)峰輔助服務(wù)也是中國(guó)特色的交易品種。

2 國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)的核心前沿

本節(jié)數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)知網(wǎng)CNKI中近五年電力市場(chǎng)相關(guān)的文獻(xiàn)，總計(jì)896篇。結(jié)合圖譜剪枝，對(duì)生成的單年網(wǎng)絡(luò)或綜合網(wǎng)絡(luò)選擇尋徑網(wǎng)絡(luò)算法或者最小生成樹(shù)算法進(jìn)行裁剪簡(jiǎn)化，結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)比四種方式的綜合聚類效果可知，采用尋徑網(wǎng)絡(luò)算法裁剪單年網(wǎng)絡(luò)的效果最佳。

表2 不同聚類裁剪算法效果對(duì)比

1）關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖譜剪枝后，優(yōu)化的關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖4所示。節(jié)點(diǎn)疊加成的樹(shù)環(huán)大小表示每年的被引頻次，出現(xiàn)頻次較高的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞有現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)以及需求響應(yīng)等。以現(xiàn)貨市場(chǎng)節(jié)點(diǎn)為例加以說(shuō)明，梳理該節(jié)點(diǎn)及其連接關(guān)系。

圖4 關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜

現(xiàn)貨市場(chǎng)節(jié)點(diǎn)以及連接如圖5所示，從其連接關(guān)系中可以看出，目前現(xiàn)貨市場(chǎng)中存在不平衡費(fèi)用、與中長(zhǎng)期市場(chǎng)的銜接以及串謀競(jìng)價(jià)等問(wèn)題。這些問(wèn)題歸根結(jié)底在于市場(chǎng)機(jī)制的不成熟，而市場(chǎng)機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)之一是電價(jià)的機(jī)制設(shè)計(jì)。

其大致可分為兩種思路：①采用新方法的傳統(tǒng)定價(jià)模式，如利用多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)確定節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)；②采用新的定價(jià)模式仍處于摸索階段，如凸包定價(jià)模式。此外，新興的交易品種有金融輸電權(quán)，金融產(chǎn)品的衍生能夠更加還原電力的商品屬性。

圖5 現(xiàn)貨市場(chǎng)節(jié)點(diǎn)

由此看來(lái)，在知識(shí)圖譜中可以選擇任意感興趣的節(jié)點(diǎn)并加以剖析，這種方式較為主觀，當(dāng)節(jié)點(diǎn)眾多、連接復(fù)雜時(shí)難以把握整個(gè)圖譜最核心的部分。接下來(lái)從節(jié)點(diǎn)的權(quán)重角度，探測(cè)出圖譜的關(guān)鍵核心節(jié)點(diǎn)，以此捕捉電力市場(chǎng)相關(guān)的核心前沿。

2）關(guān)鍵核心節(jié)點(diǎn)

結(jié)合節(jié)點(diǎn)權(quán)重計(jì)算，以突現(xiàn)性和中介中心性作為衡量，探測(cè)出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并在圖譜中反映出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。知識(shí)圖譜中，突現(xiàn)性表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)中心的紅色引用環(huán)，中介中心性表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)最外圍的粉色引用環(huán)。

1）突現(xiàn)節(jié)點(diǎn)

以最小持續(xù)時(shí)間1年，尋找到12個(gè)突現(xiàn)詞，結(jié)果見(jiàn)表3。黑色方塊對(duì)應(yīng)時(shí)間軸2016~2020年中的突現(xiàn)年份。

表3 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)-突現(xiàn)詞表

由表3可知，能源互聯(lián)網(wǎng)與電力市場(chǎng)改革屬于研究背景的突現(xiàn)。在此背景下，針對(duì)綜合能源系統(tǒng)的能源市場(chǎng)的推行，服務(wù)商參與市場(chǎng)的行為決策以及多能源耦合的網(wǎng)絡(luò)阻塞管理等問(wèn)題仍在研究中。同時(shí)，電力市場(chǎng)改革突現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)與中央發(fā)布《進(jìn)一步深化電力體制改革的（中發(fā)[2015]9號(hào)）文件》的時(shí)間相吻合。此外，突現(xiàn)性還體現(xiàn)在市場(chǎng)主體、交易品種以及應(yīng)用場(chǎng)景等。

以輔助服務(wù)為代表的交易品種是近五年突現(xiàn)強(qiáng)度最高的關(guān)鍵詞，其包含的交易品種調(diào)頻與深度調(diào)峰持續(xù)突現(xiàn)3年，這表明目前電力市場(chǎng)還在探索輔助服務(wù)相關(guān)的研究。因此，以此節(jié)點(diǎn)為例，回溯至網(wǎng)絡(luò)圖譜并加以解析，圖譜如圖6所示。

圖6 輔助服務(wù)節(jié)點(diǎn)

從網(wǎng)絡(luò)圖譜中輔助服務(wù)節(jié)點(diǎn)及其連接關(guān)系可以看出，分布式電源憑借靈活調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)成為輔助服務(wù)市場(chǎng)的核心成員，如何整合其靈活性挖掘潛在市場(chǎng)力仍需進(jìn)一步探索。交易品種中廣泛應(yīng)用的是深度調(diào)峰，在此環(huán)節(jié)中需求響應(yīng)的參與越來(lái)越受到重視，要加強(qiáng)需求響應(yīng)主動(dòng)參與市場(chǎng)，如利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)等算法得出其最優(yōu)決策。

2）中介中心節(jié)點(diǎn)

從高到低排列節(jié)點(diǎn)的中介中心性，選取前8個(gè)中介中心性詞，結(jié)果見(jiàn)表4。尋找的中介中心性詞中，市場(chǎng)主體相關(guān)的最多，研究對(duì)象因更多考慮的為主動(dòng)配電網(wǎng)、電動(dòng)汽車等。同時(shí)，應(yīng)用場(chǎng)景中最新穎的是商業(yè)模式。主動(dòng)配電網(wǎng)是中介中心性最高的關(guān)鍵詞，接下來(lái)以此節(jié)點(diǎn)為例解析。

表4 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)-中介中心詞表

主動(dòng)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及其連接如圖7所示。首先，主動(dòng)配電網(wǎng)融合了多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的研究，例如可再生能源、電動(dòng)汽車等，目前研究借助區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)技術(shù)優(yōu)化交易策略，以此作為智能合約的基礎(chǔ)。

圖7 主動(dòng)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)

其次，與魯棒優(yōu)化節(jié)點(diǎn)相連接，而魯棒優(yōu)化應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)考慮規(guī)劃與運(yùn)行相結(jié)合的優(yōu)化配置。同時(shí)，高比例可再生能源的電力市場(chǎng)，應(yīng)更多地考慮以電動(dòng)汽車為代表的產(chǎn)消者參與能量交易市場(chǎng)的商業(yè)模式。

本文編自2022年第11期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“基于知識(shí)圖譜的國(guó)內(nèi)外電力市場(chǎng)研究綜述”。本課題得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)資助項(xiàng)目的支持。