综合能源服务商作为售电公司和负荷聚合商等角色参与电力交易
王勇 中国电科院电力自动化研究所副主任
(相关资料图)
说起综合能源服务商可能首先想到的像比如说电能、热能利用能源的互相转化，为用户做一个节能增效的作用，但是随着市场化改革，现在综合能源服务商业务范围已经逐步扩大，逐步地开始参与电力市场交易。
主要是三大块的内容，一是首先介绍一下综合能源服务商他能够参与哪一些电力市场的交易。第二块这些交易具体的交易业务流程。第三块是为了完成这些交易业务，需要有什么样的技术支持系统，这些技术支持系统的功能，包括部署的情况。
首先第一个因为市场交易这块还是受政策影响比较大，所以我们先简要回顾一下现在政策的背景。
这里面列了几个主要的，当然最主要的就是2015年我们电改9号文开启了新一轮的电改，逐步放开了售电市场。像以前一些综合能源服务商也开始慢慢进入售电市场领域开始代理用户进行中长期的购售电，但是这个阶段购售电的功能相对比较简单，主要是以年度的供售电为主。
到2017年，国家开始推动电力现货试点改革，各个地方开始建立现货市场，当然现货市场主要从单边慢慢向多边开展，现在已经有一些省市开始进行双边的现货市场，用户侧也慢慢开始参与现货。
第三到了2021年，我们国家发布了新版的两个细则，老版的两个细则大家都清楚，主要是针对发电侧怎么参与辅助服务，新版是将辅助服务的主体扩展到了包括新型储能、负荷聚合商以及虚拟电场等荷侧资源。
2021年10月份，我们发改委发布了1439号文，要求所有的工商用户全部进入电力市场，极大的推动了售电侧市场的发展，像这种综合能源服务商面临着用户剧增，以及技术难度加大面对的问题，所以我们综合能源服务商实际上除了传统用能提升，他还具备像一些售电商、负荷聚合商，甚至虚拟电场这样的角色，他可以参与现在中长期的购售电，以及现货的市场，并且能够针对内部不同资源进行优化配置，参与辅助服务市场，这是综合能源服务商参与市场的主要的政策背景。
综合能源服务商参与哪一些电力交易？我们总结综合了一下，可能有几大块。一是组基本的购售电交易，这里面包括中长期，首先是年度，还有月度的交易。第二块现货，带领用户参与现货。第三块还有很多地方做绿电，像我们这些综合能源服务商内部可能有分布式光伏，或者这些风电之类的资源，他可以带着这些资源去参与省级的绿电交易，这是第一块。
第二块是辅助服务，也分两个，一是我们常说的调峰、备用、调频辅助服务市场，这是常态化开展的。另外还有一个就是用户侧的需求响应，这块根据按需，如果电网发生了一些电不够用的情况，这个时候会按需开展一些需求响应，这个也是可以参与的，这个是综合能源服务商对外的一些交易。内部还有两块功能，一块是在线决策，主要也是为了支撑我们参与电力交易的一些功能。比如说购电空间的分析，这个主要是要在我们参与年度或者月度，甚至现货市场之前，要大概能够分析出我们这个服务商需要购多少电，在这个基础上我们开展一些竞价决策，怎么去报价和怎么报量。在交易完成之后可能还涉及我们一些复杂分析，对历史的报价情况进行一个复盘，以便下一次能够更好地报价。这块是能效管理，也是像综合能源服务商的增值服务，最基础的我们要根据用户的一些历史用电信息，包括他的生产计划，对用户的用电情况做一个预测，所以这也是为了综合能源服务商去参与市场交易做的一个技术支撑和技术储备。在这个基础上，还是可以对用户的用电特性他的一些特点进行分析，能够更好指导或者帮助用户来进行分时段的用电，能够帮用户节约电费。这是一个主要的功能。
总体流程，按照时序递进的过程，首先是年度，年度大概11月份的时候就要开展售电年度交易，这个时候就要跟我们的售电用户签订年度合约，这个用户在下一年需要购多少电，把这个电会初步按照他的历史情况分解到每个月，综合能源服务商他会根据他所有用户的总的用电需求再去跟电场进行双面协商购电，并且把这些电量逐步分解到月、日、时段。
第二块是月度交易，因为这一两年才慢慢开展，以前基本上是年度交易。月度交易分三块，按照顺序开展，一个是月度的双边协商，结束之后是集中竞价，最后是挂牌摘牌交易，这也是根据每个月的用度需求在月度市场进行购电，甚至如果我们这个月觉得自己电量有多余，还可以开展电量转让的交易。
第三块是现货，根据次日的用电需求，在我们日前现货市场进行申报，参与现货初期最后得到电量，这个就是根据现货与中长期的电价差价综合能源服务商可能能够获得一些收益。
第四块是辅助服务交易，这块主要是像综合能源服务商他内部可能会有一些响应电网能力的负荷资源，包括互动调峰、备用调频等辅助服务，这个一般在日前申报出清、日内执行的方式，从这个当中获取辅助服务的收益。这个是综合能源服务商参与市场电力市场交易的总体业务的功能。
现在我们来看一下每一块交易具体的大概的业务流程。
这块是综合能源服务商参与中长期，中长期刚才说了包括年度、月度，年度主要是包括几大块，一是首先要有一个零售套餐，这个就像移动套餐一样的，给用户制定了一个零售用电套餐，售电用户选择一个套餐之后，再跟我们的售电公司或者综合能源服务商签订售电合约，约定年度需要购买的电量，大致分解，总电量可以分解到年度和月度，一般的年度会占大头一点，比如说年度电量是70%，因为年度电量价格是比较固定的，但月度价格可能会有一些波动，签订售电合约。在接下来的12月当中基本上按照售电的计划，用户去用电。到了每月，还有一个用电计划的管理，用户可以对用电偏差进行一个调整，因为这样也方便更好地执行后面的一些计划。
在月度交易里面，如果还有购电需求，顺序开展月度交易，开展双边协商，之后再分析一下还需要买多少电，开展竞价，再顺序开展挂牌，是这样的一个流程。
这些都完了之后，最后就是一个零售结算，零售结算现在分成了月度结算和年度结算，每一个月会有一个结算。月度市场开展之后，每个月会推送用户的用电的情况，根据他的一些套餐情况，跟用户进行一个零售结算，并且把零售账单推送给用户，用户一般是通过向售电公司开放网上营业厅，在上面去查询电费账单，收取进行电费结算。
中长期里面针对售电公司来讲有一些技术含量事情，一是用户的用电量的预测，这块如果预测准确的话，能够很好的帮助售电公司在年度市场，或者月度市场来决定他的电量的采购量，能够实现精准的控制。如果量大，双边协商的价格也会有所降低。
第二块因为月度市场开展之后，技术难度是加大的，现在怎么样在年度交易、月度交易之间开展衔接，一个持续递进的过程。
第三个是刚才说的月度购电空间分析，这块实际上是挺重要的，能够指导售电公司或者综合能源服务商在售电月度市场到底需要买多少电，不至于买得太多，最后用不完，造成偏差。最后还有一块中长期和现货的衔接，后面介绍现货的时候会做一个介绍。
刚才是中长期，中长期再往前递进到了每天，根据这个需求参与现货市场，这个图上大概列了现货市场的总体流程，上面是我们的省级调度，现货实际上包含两个部门，一个是调控中心，二是交易中心。现货的核心还是在调控中心，在现货系统这块，在这个里面根据发电和用户的一些申报情况，根据我们现在的一些电网短期负荷预测，包括外来电的情况，外来电在里面是动不了的，包括新能源预测情况，新能源预测目前来说我们也是当做一个固定值来处理，不会对他做一个改变。
有这些电网边界条件之后再考虑网络约束，生成我们的优化模型，再经过优化计算和安全交合，如果安全交合不满足再回去进行优化计算，反复几次之后，最后生成一个发电侧和用户侧的结果，发电侧主要是机组的组合，哪一些要开机，哪一些要停机？包括发电机最后的处理计划，还有一个每个发电机的节点电价，因为可能涉及电网阻塞，每一个发电机的电价有可能是不一样的。
符合侧这块，目前来说符合侧还是作为我们现在现货里面的价格接受者，他并不参与价格的竞争，他最后得到的分区的加权电价。交易系统主要是前后两块，一是接受申报，最后促进结果的发布。对应到我们综合能源服务商，他要做的事情我们把第二天要报的电量发送到交易系统，并且出新完了之后，接收交易系统的出新结果，对符合出新的结果进行分配，等到T+2或者T+3的时间段的时候，再对这一天的现货用电量进行结算。目前符合侧还是作为一个价格接受者报量、报价，而且每天分大概30分钟一个时段，共报80个时段。
这边是我们参与现货的一些包括申报、出清以及价格机制。这边是分了三个时期，市场初期我们是单边的，不考虑负荷的，负荷是作为一个固定值，现在我们已经现货到了第二阶段，有一些省市已经开展售电公司大用户，采取报量不报价的形式进行申报，刚才在前面说的那种流程模式。等到真正市场成熟以后，我们到了第三个阶段，用户侧还是采用报量报价分段报价的，像右边这个图逐级递减的一个模式，还参与报价，这个时候用户侧的报价就会真正对市场价格造成影响。
包括他的出清价格，我们可以看到他实际上是一个发电侧加权平均电价，比如如果有两个发电节点，A节点的价格乘以电量加上B节点的价格乘以电量，再除以A节点+B节点的电量，最后得到一个加权平均值，这个就是最后负荷侧现货的价格。包括结算，结算是三段式的，刚才说的中长期签的分解到日的电量，还是按照中长期的价格进行结算，中长期的电量跟现货出清的偏差不是按日前的现货市场的价格结算，日前出清跟这个用户实时运行电量的偏差是按现货的实时价格去结算。这是现货的一个流程
然后是辅助服务，辅助服务是综合能源服务商他去聚合他里面具备一些快速响应能力的这些用户去参与辅助服务市场，不是所有的用户都能够参与，而且不同的用户他能够参与的市场类型也一样。首先要对他的响应能力进行一个评估，这个用户他能有多快的响应能力，一个指令下去是能很快的执行这个指令？还是说要很长时间？所以按照这个响应特性，实际上可以把负荷按照响应速度，包括他的持续时间，我们现在大致可以分成小时级、分钟级和秒级，相当于是逐级递进的过程，不同的负荷类型参与的市场是不一样的。
像小时级，可能有一些大的工商业用户，还有一些电动汽车，这种响应能力比较慢的，但是他具有一些特征，他是可以参与电网互动调峰的，这个也是目前我们综合能源服务商下面比较现实的能够参与市场的一些用户资源。
剩下的到了分钟级、秒级，在目前的一些现状下面，不再具备分钟级和秒级的这种响应资源，这种可能要有一些储能，还有像一些能够快速调节的像工商业空调这样的，这种资源他就能够参与像备用和调频。备用正常是要求在半小时内能够完成电网的调度指令，调频要求就更高了，大概以分钟级的，几分钟之内就要执行到位，执行电网的运行指令，所以这是相当于在我们参加辅助服务市场之前要针对不同的用户或者负荷构建一个响应的资源池，对他的响应特性进行一个分类。
这是参与辅助服务的一个市场业务流程，这张图主要列出了我们参与互动调峰，因为现在互动调峰相对比较应用广泛，或者相对成熟一点的负荷侧参与辅助服务的一个交易方式。
首先，调控中心根据第二天的电网预警情况，包括发电的情况，包括负荷的情况，他提出调控需求，在哪一个时段负荷可能太高了，我们需要做一个削峰，或者哪一个时段负荷太低，我们需要加大负荷，做一个填谷的需求，提出来之后，由交易中心发布交易公告，向一些聚合商如果接收到交易公告之后，开始组织下面的大用户开始申报，哪一个大用户他能够响应多少容量，能够持续多长时间，这个报上来之后，再一级一级地报到交易中心，交易中心根据不同的聚合商报上来的容量做一个出清分解，最后确定每一个聚合商他的出清容量，聚合商得到一个总容量之后，他再按照他的一些分配原则或者分配策略，把这些出清容量分给大用户。这是预期日之前完成申报出清的工作。到了运行日，用户基本上按照响应的出清结果，结合他叠加上负荷因此第二天做的用电计划曲线，在这个基础上按照这个计划曲线执行。再运行之后正常应该在D+2或者D+3天的时候，把从营销系统把他的那一天的用电情况推送过来，推送到交易系统，交易系统出具结算依据，对这个削峰填谷的效果进行一个评估，最后确定削峰填谷的补偿收益，聚合商再把这个收益分配到每一个用户进行结算。
这块实际上是我们之前做的一个科技项目，当然这个还没有一个具体的应用，想在售电公司或者综合能源符合商在目前的计划已定的情况下面，因为内部有很多不同的用电特性的资源，怎么在资源之间进行他用电的分配，给每一个用户制定一个相对比较合理的用电计划，一方面能够更好的匹配用的用电特性的需求，让用户的用电费用最省。同时，他作为一个聚合商或者售电公司，他整个的用电费用也能够达到最省，实现双赢的目的。这里面会考虑一些风电、光伏以及负荷，包括储能的优化模型，考虑一些约束条件，包括储能的充放电次数，包括电动汽车的一些充电容量，最后的目标还是使用户的用电费用最省。这个就是目前综合能源服务商参与各种不同类型的交易去做的一个具体的业务流程。
第三，技术支持系统。
如果光从一两年，前几年前年度售电交易，或者不参与现货或者不参与辅助服务的话，综合能源服务商的业务是相当简单的，基本上不需要一个专门的技术支持系统来支持，但是现在一个是用户数量的暴增，第二交易品种的复杂化，所以以前靠人工的一些方式已经不太能满足现在综合能源服务商参与市场交易的需求，所以需要一个技术支持系统。
这个支持系统主要包括几个部分，一个是参与的电力交易，就像刚才前面介绍的参与中长期年度、月度，包括辅助服务这样的电力交易所要支撑的功能。第二块是分析线决策，之前也提到了，包括负荷预测，包括购电的空间分析、竞价、交易复盘，这是提升综合能源服务商市场竞争力的一个模块。
第三个是跟系统集成，主要是跟我们省级电网的交易系统，包括营销系统，以及现货系统的数据集成，因为这里面涉及数据的一些实时的交互。
第四块是用户的入口，这里面会提供一些浏览器，像移动端，移动端手机端的APP去对这个系统进行一个访问。
中长期这块，主要是包括了一个是用户管理，这块对用户的一些信息，包括用户的一些变更去做一些管理，这块更多是一个信息管理的功能，但是因为用户数量的暴增，所以这块关键是要能够实现一些自动化的处理，能够减少运维业务人员工作量。再上面实际上我们刚才按照之前前面介绍的业务流程，包括我们购售电的合约，支撑用电的签约，这里面也是有一些大量的自动化的处理。包括自动生成和约，自动解析和约内容，生成相应的零售套餐的记录，包括零售套餐的典型套餐，以及自定义的套餐，包括用电计划、计划的跟踪、计划的调整以及计划的统计，包括月度以及零售结算，最后还有网上营业厅的这些功能。这是中长期的一个功能模块。
现货这块，比较关键的跟中长期市场衔接，我们得知道中长期签了多少电量，中长期的电量分解到我们每天每个时段是多少？在这个基础上我们才能根据第二天的用户负荷预测情况做一些市场申报，这块相当于做一个申报的基础，这也是提升综合能源服务商在现货市场里面的竞争力的一个比较有效的功能。
上面就是我们的交易申报，交易申报现在我们还是一个报量不报价，但是作为一个技术支持系统，他实际上还是需要能够支撑未来成熟阶段的各种分段报价形式，包括最后的出清的分解以后最后现货的结算，这个都是按照我们之前介绍的现货的一些业务流程去开展。
还有一块是我们现货交易的分析，分析的统计功能，这个也是为了支撑综合能源服务商未来参与竞价的功能，会根据我们现在现货市场一些公开数据，去分析他中间的一些关联关系，在不同的场景下面，不同的电网的运行日下面价格的关联性，等到我们要在第二天市场竞价的时候，我们可以大致预测一下明天现货的价格可能会是什么样的，当然这个未必很准确，但是也能够给综合能源服务商提供一些竞价基础，如果觉得明天的现货价格太高，他可能从日前市场会少买一点。
辅助服务这块也是按照我们刚才介绍的业务流程，首先通过建立用户的响应模型，构建我们的响应资源池，把这些所有的响应按照不同的响应类型进行分类，最后形成了一个不同响应类型的资源池，有多少小时级的有多少分钟级的，有多少秒级的这样的资源，在这个基础上按照业务流程开展交易申报、出清分解，最后根据响应情况做一个响应的评估。这里面有几个构建不同的辅助服务市场里面的资源优化，像有些资源响应能力比较快，比如说储能响应速度很快，他可能能够参与备用，也能够参与调频，怎么把这些容量在备用和调频两个辅助市场当中进行分配，这个也是比较考验我们综合能源服务商竞价源的能力。还有在现货和辅助市场之间做一个协同和衔接，这是辅助服务市场交易的一个功能。
最后是我们系统的部署以及数据交互，因为按照国网公司安全防护要求，因为我们前面也说了我们需要综合能源服务商如果参与电力市场交易，要跟现货系统，还有交易系统、营销系统进行一个数据交互，现在目前我们省级的交易系统和营销系统一般都是部署在我们管理信息大区，或者叫做三区，但我们综合能源技术支持系统有两种部署方式，一种是公有云的部署方式，比如说租用我们像华为云、阿里云，在上面部署我们的业务功能，这个是部署在我们互联网上的。第二种是像私有云，私有云如果是国网体系内的，像综合能源公司会有自己的云环境，他们一般部署在我们互联网大区上，通过防火墙再跟互联网做一个交互，面临着这样的一个问题，对于国网安全规范来讲，从管理信息大区再到互联网大区，才能到互联网，就是这样的一个安全要求，所以我们的数据接口一般都是通过与交易中心营销系统，他位于互联网大区的对外数据接口，我们来跟他做一个对接，我们综合能源服务系统一般放在互联网大区或者互联网上面，这是一个部署方式。
数据交互，刚才也说了交易系统，交易系统主要是参与像中长期现货辅助服务都需要跟交易系统打交道，包括接收交易公告，发送申报数据，接收出清结果，还有最后的合同信息，还有结算的信息。
营销主要是一些用户基线数据，以及最后用户的用电数据。
调控系统目前需要跟调控数据交互的都是一些集中式的，具备直接调控能力的大用户，比如说主要是储能用户，以及调控直管的一些分布式的小水电这种光伏用户，正常我们工商业用户，除非跟调控系统签了协议，一般不会跟他进行数据交互。
下面是具体用户，比如说我们要接受他的申报数据，最后发送一个出清的结果和控制指令，并且接收用户的控制响应结果，这个是涉及一个数据交互的内容。
我今天的汇报就是这么多内容，感谢。
主持人：谢谢王老师的精彩分享，下面发言的嘉宾是国网（天津）综合能源服务公司市场经营部副经理杨延春老师，杨老师今天的演讲题目是新综合能源服务业务实践与探索。
杨老师国网天津市电力公司员工，获得国网公司青创赛铜匠，软科成果三等奖，天津公司科技进步一等奖、三等奖，专利一等奖，职工创新三等奖等多项奖项，发明专利授权5项，参与编写并出版综合能源服务技术与商业模式，综合能源服务解决方案及案例解析等多本著作。有请杨老师。
