2023年7月11日下午召开的中央全面深化改革委员会第二次会议，审议通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》等文件。会议指出，要深化电力体制改革，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，更好推动能源生产和消费革命，保障国家能源安全。会议强调，要科学合理设计新型电力系统建设路径，在新能源安全可靠替代的基础上，有计划分步骤逐步降低传统能源比重。要健全适应新型电力系统的体制机制，推动加强电力技术创新、市场机制创新、商业模式创新。要推动有效市场同有为政府更好结合，不断完善政策体系，做好电力基本公共服务供给。

新型电力系统所面临的挑战

在能源清洁低碳转型进程中，风电、光伏发电等新能源的大规模接入给电力系统运行与控制带来重大挑战。新能源的随机性、波动性使电力系统规划和运行中的功率平衡问题呈现概率化，在一定程度上降低了供电可靠性，并且传统电力系统单一的“源随荷动”（即根据负荷变动情况调节发电功率）模式将转变为“源荷互动”的友好互动模式。电力系统受扰后的稳定特性由传统机电模式主导向机电-电磁多模式耦合交互影响演化，系统稳定分析与控制问题受到广泛关注。电源侧低惯性和低短路比特征突出，安全稳定支撑能力不断被削弱；负荷侧动态特性越来越复杂；电网侧交直流、多直流间耦合更加紧密。近年来，国外发生了几起电网设备故障诱发的大停电事故，引起激烈讨论。2016年9月28日，澳大利亚南澳电网发生了历时50个小时的全州大停电事故。2019年8月9日，英国发生大面积停电事故，约有100万人受到影响。2021年2月15―19日，美国得克萨斯州发生大面积停电事故，最多影响了450万人，该州电网进入三级紧急状态，最大切负荷2000万千瓦，实时市场价格超过9000美元/兆瓦时（约合人民币64732.5元/兆瓦时）。由此可见，为确保电力安全可靠供应，在相当长一段时间内，传统能源依然需要起到支撑性、调节性电源的作用。能源转型不可能一蹴而就，只能有计划分步骤逐步降低传统能源比重。

在双碳目标下，随着高比例可再生能源的接入，需要健全适应新型电力系统的体制机制。在传统的基于实时电价理论的电力批发市场设计中，风电、光伏发电具有的近零边际成本特点，使得市场出清价格降低，甚至出现负值，将传统火电、核电在以边际成本为准的竞价交易中挤出，因此，火电、核电难以生存，导致电源结构失衡，并降低了电力系统的安全性和灵活性。同时，风电和光伏发电的随机性、波动性给电力系统的运行和控制带来重大挑战，对于系统灵活性的需求急剧增加，需要为灵活性资源提供足够的经济激励。双碳目标下，设计正确体现不同品质电能价值的新市场机制十分关键。在新型电力系统中，作为“源荷互动”运行模式的立脚点，柔性负荷、虚拟电厂等新技术和商业模式受到了广泛关注。柔性负荷包含具备需求韧性的可调节负荷或可转移负荷，具备双向调节能力的电动汽车、储能、蓄能及分布式电源、微电网等，其用电行为可对价格信号作出灵活响应，是电力系统灵活性的重要来源。在供电无法满足用电需求增长的大城市，柔性负荷的削峰填谷作用还可对保障电网的安全运行起到关键作用。随着电力市场改革的推进，柔性负荷和虚拟电厂参与电力现货市场和辅助服务市场的条件逐步具备，商业模式逐渐形成。

电力系统的经济性和安全性是一体两面，而经济性建立在安全性的基础上，离开了安全性，电力系统的经济性就无从谈起。长期以来，我国电力系统坚持安全第一，对经济性则重视不够，电网运行保留了很高的安全裕度，且存在为了安全过度投资的现象。电力市场改革体现出中共中央、国务院对电力系统效率和经济性的高度重视，为我国电力工业发展翻开了崭新的一页，也带来前所未有的机遇，但这不意味着可以忽视安全性。在电力市场设计、运营和监管中，仍需时时将电力系统安全性作为考虑的前提。在电力市场中的非商业性环节，应充分重视计划方式（包括政府干预和电网的计划管理）的作用，让计划这只“看得见的手”和市场这只“看不见的手”分工协作，取长补短，充分发挥我国电力行业公有制为主体和社会主义市场经济体制的优越性。具体来说，在安全性占主导的场合、自然垄断和公共服务环节，适合引入计划管理；在经济性占主导（效率优先）的场合，则适合采用市场调节；有些环节处于两者之间，应依具体情况而定。有效市场和有为政府应明确各自的合理边界。只有让政府管理做好公共服务、确保电网安全，才能让市场交易更加自由和流畅，在资源配置中真正起决定性作用。

新型电力系统的“能量-信息-价值”三层网络架构

市场化后的能源电力系统成为复杂的“工程-经济”耦合系统，也是目前世界上规模最庞大、因素最复杂、资金和技术最密集的人造系统。市场元素的加入使得原本就已十分复杂的能源电力系统变得更加复杂，各种关系交织在一起，难以厘清，需要寻求有效的分析方法。不同于其他的商品市场，能源的生产、储运、配售、消费往往需要通过各种类型的网络（电网、热网、燃气网等）来进行。因生产、生活所需要的都是这些网络传递的能量，可将之统称为能量网络。由于信息通信技术（ICT）的飞速发展，在物理层面的能量网络的基础上，又可建立基于传统自动化、互联网技术和“大云物移智链”等新兴技术的信息网络，以对能源生产、储运和利用设备进行调控。而能源与电力商品的交易及价值传递则形成价值网络，它是能源与电力价格体系的基础，且受能量网络的物理规律和信息网络的优化模型制约。因此，新型能源体系将形成“能量-信息-价值”三层网络架构，它们是紧密耦合、相互关联的。

能量网络中存在多种能量形式，不同类型的能量网络之间必然存在通过能量转换设备（燃气轮机、发电机、空调等）进行的不同能量形式的转换，且遵循严格的物理学规律。在能量网络层面，需要关注能量品位问题，即网络中不同能源形态传递、转换和利用过程中的能量品质变化。能量品位也称为能量质量，是衡量能源转换效率和效果的一个重要指标。它基于热力学的第二定律，强调不同形态能源之间在转换过程中存在的能量损失和效率问题。在能量网络层面，通过电能、热能、化学能等多种能量形式的转换与协同优化，可提高能源利用效率、减少能源消耗和环境影响。

除传统有线、无线通信技术外，近年来，随着5G、WiFi 6、LPWAN（低功耗广域网）、HPLC（高速电力线载波通信）等新型通信技术的普及，在物理层面的能量网络之上，新型电力系统又建立了可实现信息处理、运行优化和实时控制的信息网络。由于可再生能源的大规模接入，电源侧的随机性、波动性日益增强，储能和需求侧响应的广泛参与成为新型电力系统运行的必要手段，也使得新型电力系统更趋复杂。新型电力系统所包含的种类繁多的分布式资源的协同控制离不开高可靠性、高效率的信息网络的支持。

传统电力系统中，大型集中式发电厂生产电能并经由多级变压器与输配电线路进行输送。与之对应的是相对简单的电力产业链形态，即传统发电商集合竞价、购电商批发购电（或由电网统购统销）、用户按合同（或相关规定）缴纳电费。然而，随着可再生能源的不断接入、分布式储能的建设与投运，在新型电力系统中，传统的集中化交易的市场将逐步转变为多层级耦合、多交易品种协同的复杂开放性市场，并与供热市场、一次能源市场相耦合。新型电力系统的价值传递将从原来的简单流向变得复杂多样，由价值规律主导的价值网络是新型电力系统得以蓬勃发展的关键因素。

在新型电力系统中，风电、光伏发电等可再生清洁能源将处处存在，意味着电源将遍布于整个电力系统，电力系统形态结构将发生重大变化。余贻鑫院士等 1 提出了新的电网体系结构，即“将系统分解为群集（clusters）的层次结构和全局协调”和“每个集群（cluster）都保持自己的净功率平衡和局部自优化”。具有这种结构特征的电力系统可称为“分层集群的新型电力系统”，也将呈现出“能量-信息-价值”三层网络架构。通过对能量网络、信息网络和价值网络的多学科交叉研究，可调动各类资源深度参与电网运行控制与灵活调节，提升大电网安全稳定水平，为分层集群的新型电力系统建设和可再生能源的大规模开发利用提供关键技术支撑和体制机制保障。

建立集中式与分布式有机融合的新型电力市场体系

电力市场形态与电力系统结构形态之间存在密切的关系。这种关系体现在电力系统的技术特征、运行机制和发展趋势对电力市场模式、交易机制和价格形成等的直接影响上。电力市场的设计和运营需要紧密结合电力系统的实际情况，以确保市场的有效性和电力系统的稳定性。

电力系统的一个基本特征是电力供需必须实时平衡，这对电力市场的设计提出了特殊要求。因此，电力市场需要具备快速响应的现货交易机制（包括日前、日内和实时市场等），以适应电力生产和消费的即时变化及确保电网稳定运行，现货市场设计与电力系统的调度运行模式密切相关。传统电力系统都是采用自上而下的统一调度模式，它反映了电力系统规划、运行的集中化特征。在这种调度模式中，电力的生产、传输和分配是由调度控制中心通过一个集中的调度系统来管理的。与之相适应，传统电力现货市场也是采取在各级电力交易中心集中交易的方式进行。

随着可再生能源，特别是风能和太阳能在电力系统中的比重逐渐增加，它们的随机性、波动性给电力系统运行带来了新的挑战。电力市场需要适应这些特性，通过灵活的交易机制、需求响应和储能等手段来消纳和利用这些能源。分布式能源资源（DERs）的发展改变了电力系统的形态，由传统的集中式发电转向更加分散和去中心化的结构。电力市场同样需要创新，以便让这些小规模且分布广泛的资源有效参与市场交易，如通过端对端交易、虚拟电厂等方式。

电力市场形态与电力系统结构形态之间的密切关联，要求市场设计者和运营者深入理解电力系统的运行机制和发展趋势，以便设计出既能够促进经济效益最大化，又可以保证电力系统安全、稳定运行的市场机制。针对新型电力系统海量分布式资源参与交易的场景,如果沿用集中式市场模式，所有交易将在统一集中市场中撮合和确认。集中式交易市场难以承载大规模、随机、高并发的交易请求，这对中心化交易系统要求极大且难以实现。因此，可考虑引入基于区块链等技术的端对端交易模式和聚合商等新型市场主体。

需要研究建立含多聚合商的分布式交易市场模式。根据分布式资源的调峰、调频、调压、备用、阻塞消除等辅助服务和电能量交易等不同交易品种的需求，研究多聚合商的集中式、分散式、分布式模式相结合，包含多种交易机制的分布式交易市场模式，多聚合商之间、聚合商内部资源之间相互协调的分布式交易市场。

需要研究建立聚合商内分布式资源的点对点交易机制。针对分布式交易频次高、主体多元的特点，基于博弈论、机制设计理论、行为经济学等理论，研究分布式资源相互协调互补的点对点交易机制。综合电网容量、线路阻塞、电气距离等网络参数与交易主体、交易场景相适应的过网费动态计算方法，保障交易效率与激励相容性，合理分摊运行成本。

需要研究建立多聚合商参与电力市场的交易方式。根据电力系统运行状况及电能量、辅助服务等市场交易需求，研究多聚合商参与电能量与辅助服务市场等交易机制与策略。研究考虑碳市场影响的聚合商参与电力市场交易策略，探索分布式资源的电碳协同机制。考虑碳排放因素，实现多聚合商参与电力市场的经济最优、顶层分布式交易与底层集中式交易的整体协调，提升多方参与者的整体社会福利，保障激励相容性。

在区块链技术方面，考虑利用多链/侧链结构设计、跨链通信技术解决开放环境下区块链网络实时性差的问题，实现聚合商之间，以及资源所有者之间弱中心化的快速可信交易。分布式交易具有数据海量、请求高并发、主体多元化等特点，如何在保证多元交易主体平等交易、协同互动的基础上保证交易实时响应，设计适用于分布式交易的区块链结构，实现分布式交易的海量数据高并发处理，缩短交易共识时间，是需要解决的关键技术难题。

在新能源多层级、大规模接入的背景下，未来电力市场体系必定是分区聚合、分层调度、集中式与分布式有机融合的新型电力市场体系，需要加强市场机制创新和商业模式创新，为“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”的新型电力系统的发展提供体制机制保障。