電力現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)爭對(duì)廣東電力碳排放的影響何祥針鄭建平左劍楊韻楊誠潮鑄包博 （廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心，廣州510220） DOI：10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2023.09.006  發(fā)電側(cè)降碳減排是我國構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵所在，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行對(duì)發(fā)電行業(yè)碳排放影響的本質(zhì)是通過對(duì)發(fā)電結(jié)構(gòu)的影響實(shí)現(xiàn)。根據(jù)機(jī)組發(fā)電的邊際成本構(gòu)建了發(fā)電的理論優(yōu)序曲線，通過經(jīng)濟(jì)調(diào)度與真實(shí)調(diào)度發(fā)電成本及碳排放進(jìn)行對(duì)比，采用多元線性回歸方法分析了現(xiàn)貨市場(chǎng)對(duì)發(fā)電成本效率和碳排放的影響。研究結(jié)果表明，廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行期間，發(fā)電總成本明顯下降，但電力碳排放總量也會(huì)產(chǎn)生變化。因此，建議一方面加快推進(jìn)現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)入正式運(yùn)行，另一方需要進(jìn)一步開展電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)相結(jié)合。 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)；理論優(yōu)序曲線；電力碳排放；調(diào)度成本；經(jīng)濟(jì)調(diào)度0 引言1 理論模型及研究思路
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 | （1） |
為燃料成本；
為碳成本；上標(biāo)
為日期。
1.2 電力現(xiàn)貨試運(yùn)行期間發(fā)電結(jié)構(gòu)分析 1.3 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)對(duì)碳排放的影響測(cè)算后，對(duì)其進(jìn)行多元線性回歸分析，測(cè)算現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行是否通過優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)降低了碳排放?；貧w分析的自變量包括現(xiàn)貨試運(yùn)行月份（啞變量）、電力需求、清潔能源供電、燃煤價(jià)格、燃?xì)鈨r(jià)格以及碳價(jià)格等。 2.1 經(jīng)濟(jì)調(diào)度與真實(shí)調(diào)度成本對(duì)比日經(jīng)濟(jì)調(diào)度發(fā)電成本。 | （2） |
表示經(jīng)濟(jì)調(diào)度（economic dispatch）；下標(biāo)表示每15 min的時(shí)間顆粒度；為機(jī)組在日的可變成本；為機(jī)組在日時(shí)段的經(jīng)濟(jì)調(diào)度下的出力。。 | （3） |
為機(jī)組在日時(shí)段的真實(shí)調(diào)度下的出力；上標(biāo)表示真實(shí)調(diào)度（actual dispatch）。與總真實(shí)調(diào)度成本。表1展示了廣東省2020和2021年各月份真實(shí)調(diào)度的成本和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的成本以及兩者間的差值和比例（表格中粗體部分為廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行月份）。可以看出，2020年8月的真實(shí)調(diào)度成本與經(jīng)濟(jì)調(diào)度成本的比值為1.27，2021年5月為1.12，11月和12月的比值分別是1.23和1.15。表1 各月份經(jīng)濟(jì)調(diào)度與真實(shí)調(diào)度成本對(duì)比Tab. 1 Cost comparison of economic dispatch and actual dispatch by months ( 億元 )
2.2 現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行對(duì)發(fā)電成本效率的影響研究和進(jìn)行累計(jì)，得到每日的發(fā)電成本效率數(shù)值：和。并計(jì)算出兩個(gè)關(guān)鍵性的被解釋變量：和。：表示每日真實(shí)調(diào)度成本與每日經(jīng)濟(jì)調(diào)度成本之差，反映了每日發(fā)電真實(shí)調(diào)度相對(duì)于經(jīng)濟(jì)調(diào)度產(chǎn)生的額外成本；：表示每日真實(shí)調(diào)度成本與每日經(jīng)濟(jì)調(diào)度成本之比，反映了每日真實(shí)調(diào)度相對(duì)于經(jīng)濟(jì)調(diào)度產(chǎn)生的成本的比值大小。之間的關(guān)系。
之間的差異?？梢钥闯觯瑑蓚€(gè)變量之間并非單純的線性關(guān)系，因此，在后續(xù)的分析中可以加入剩余需求的二次項(xiàng)作為回歸分析的變量，以便更好地反映每日剩余需求與真實(shí)調(diào)度相對(duì)于經(jīng)濟(jì)調(diào)度產(chǎn)生的成本的比值之間的關(guān)系。
| （4） |
為因變量，即被解釋變量，為或者；為自變量，表示當(dāng)日是否開展現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行；包含了電力剩余需求、剩余需求的平方、燃煤價(jià)格、燃?xì)鈨r(jià)格、碳交易價(jià)格以及年份、月份、周份啞變量等控制變量。的回歸結(jié)果，場(chǎng)景（Ⅲ）、（Ⅳ）是對(duì)于因變量的回歸結(jié)果，其中場(chǎng)景（Ⅰ）、（Ⅲ）與場(chǎng)景（Ⅱ）、（Ⅳ）主要區(qū)別為是否有時(shí)間啞變量。所有的控制變量都在不同的回歸模型中對(duì)被解釋變量有顯著影響，且時(shí)間啞變量對(duì)回歸結(jié)果有較強(qiáng)的影響。的結(jié)果表明解釋變量能夠涵蓋被解釋變量80%以上的變化。表2 2020—2021年現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行對(duì)廣東電力行業(yè)發(fā)電效率影響的回歸分析Tab. 2 Regression analysis the impact of spot market trial run on the generation efficiency of Guangdong power industry in 2020-2021
注：*表示在5%的水平上顯著；**表示在1%的水平上顯著；***表示在0.1%的水平上顯著。
3.1 經(jīng)濟(jì)調(diào)度與真實(shí)調(diào)度碳排放對(duì)比。根據(jù)真實(shí)調(diào)度數(shù)據(jù)，可測(cè)算出每15 min廣東發(fā)電行業(yè)的真實(shí)碳排放總量，記作。表3為2020—2021年各月經(jīng)濟(jì)調(diào)度與真實(shí)調(diào)度碳排放對(duì)比。表3 2020—2021年各月經(jīng)濟(jì)調(diào)度與真實(shí)調(diào)度碳排放對(duì)比Tab. 3 Comparison of carbon emission between economic dispatch and actual dispatch by month of 2020—2021 ( 萬噸 )
和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的碳排放總量，以及兩者間的差值和比值，圖6和圖7為表3中數(shù)據(jù)的圖示形式。
，；但是，當(dāng)電力需求較高且發(fā)電行業(yè)碳排放總量較高時(shí)（例如2021年5—9月，此時(shí)電力剩余需求也高），經(jīng)濟(jì)調(diào)度的碳排放通常高于真實(shí)調(diào)度的碳排放，即，；因此電力剩余需求與真實(shí)調(diào)度和與經(jīng)濟(jì)調(diào)度碳排放差值之間存在負(fù)相關(guān)性。 3.2 現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行期間發(fā)電行業(yè)碳排放差異分析和相加，得出每日的發(fā)電行業(yè)碳排放總量數(shù)據(jù)：和。同樣計(jì)算得出兩個(gè)被解釋變量和。其中反映了每日發(fā)電真實(shí)調(diào)度相對(duì)于經(jīng)濟(jì)調(diào)度產(chǎn)生的額外碳排放，則反映了每日真實(shí)調(diào)度相對(duì)于經(jīng)濟(jì)調(diào)度產(chǎn)生的碳排放的比值大小。之間的關(guān)系。
呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，數(shù)據(jù)大多集中在剩余需求介于1.3 TWh~1.5 TWh之間，處于0值附近，其中有部分異常值分布在電力剩余需求等于1.2 TWh~1.4 TWh之間。之間的關(guān)系，可以看出，電力剩余需求與呈非線性關(guān)系。因此在接下來的回歸分析中加入剩余需求的二次項(xiàng)能更好地反映兩個(gè)變量之間的關(guān)系。
為或者兩者其一，其余自變量不變，可以得到現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行期間廣東電力行業(yè)碳排放的回歸結(jié)果，如表4所示。表4 2020—2021年現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行對(duì)廣東電力行業(yè)碳排放影響的回歸分析Tab. 4 Regression analysis the impact of spot market trial run on carbon emissions of Guangdongpower industry in 2020—2021
注：*表示在5%的水平上顯著；**表示在1%的水平上顯著；***表示在0.1%的水平上顯著。
的回歸結(jié)果；回歸場(chǎng)景（Ⅶ）、（Ⅷ）是對(duì)于碳排放比值的回歸結(jié)果。所有回歸結(jié)果都表明，現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行期間，廣東發(fā)電行業(yè)真實(shí)調(diào)度下相較于經(jīng)濟(jì)調(diào)度的碳排放有所增加。其中回歸場(chǎng)景（Ⅵ）的結(jié)果表示，現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行期間，平均增加了2.965萬噸CO2的額外碳排放；回歸場(chǎng)景（Ⅷ）的結(jié)果表示相較于經(jīng)濟(jì)調(diào)度現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行期間廣東發(fā)電碳排放總量平均增長了7.3%。此外，在回歸場(chǎng)景（Ⅴ）—（Ⅷ）中，所有的控制變量都在不同的回歸模型中對(duì)被解釋變量有顯著影響，且時(shí)間啞變量對(duì)回歸結(jié)果有較強(qiáng)的影響。[1] 馬輝， 陳雨果， 陳曄， 等. 南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)［J］. 南方電網(wǎng)技術(shù)， 2018， 12（12）： 42-48.
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HE XiangzhenZHENG JianpingZUO JianYANG YunYANG ChengCHAO ZhuBAO Bo
（Power Dispatching and Control Center of Guangdong Power Grid Co., Ltd., Guangzhou 510220, China）
Reducing carbon emissions on the power generation side is the key to building a new power system and achieving the“carbon peak and carbon neutrality”goal in China. The essence of the impact of electricity spot market operation on carbon emissions in the power generation industry is achieved through its impact on the power generation structure. A theoretical priority curve for power generation is constructed based on the marginal cost of generating units. By comparing the power generation cost and carbon emissions between economic dispatch and real dispatch, the impact of spot market on power generation cost efficiency and carbon emissions is analyzed using multiple linear regression method. The research results indicate that during the trial operation of the Guangdong spot electricity market, the total cost of power generation significantly decreases, but the total carbon emissions of electricity will also change. Therefore, it is recommended to accelerate the entry of the spot market into formal operation on the one hand, and further integrate the electricity market with the carbon market on the other hand.electricity spot market；theoretical priority curve；electric power carbon emission；dispatch cost；economic dispatch引用本文： 何祥針,鄭建平,左劍,等.電力現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)爭對(duì)廣東電力碳排放的影響[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2023,17(9):49-56.
(HE Xiangzhen,ZHENG Jianping,ZUO Jian,et al.Impact of Electricity Spot Market Competition on Guangdong Electric Power Carbon Emission[J].Southern Power System Technology,2023,17(9):49-56.)
作者簡介：何祥針（1984），男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)調(diào)度運(yùn)行管理與電力市場(chǎng)，154822966@qq.com；
作者簡介：鄭建平（1966），男，高級(jí)工程師（教授級(jí)），學(xué)士，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)分析運(yùn)行和電力系統(tǒng)智能技術(shù)；
通訊作者：左劍（1986），男，高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行分析與控制及電力市場(chǎng)，264406305@qq.com。
基金信息： 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目資助項(xiàng)目（036000KK52210048 （GDKJXM20212084））；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51777015）。
中圖分類號(hào)： X322； F426.61
文章編號(hào)：1674-0629（2023）09-0049-08
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
收稿日期：2022-07-15
出版日期：2023-09-20
網(wǎng)刊發(fā)布日期：2023-10-23
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1.1 理論優(yōu)序曲線
