第1章　清洁能源基本情况和发展形势
　　1.1　清洁能源基本特性
　　能源互联网环境下，深入挖掘新能源高占比、间歇性和波动性（随机性）特性，有助于对新能源进行深度感知，为市场机制体系提供基础支撑。
　　1.1.1　发展迅速
　　中国是全球新能源发电发展最快的国家，新能源呈现快速增长态势。本节统计2009～2021年新能源装机增长情况，如图1-1和图1-2所示。截至2021年底，中国新能源装机容量达6.4亿kW，排名世界第一。2009～2021年，中国新能源装机年均增长41.0%，高于美国22.4个百分点，高于欧洲26.5个百分点，对世界新能源增长的贡献率为41.3%。其中，中国太阳能装机呈爆发式增长，年均增长80.8%。
　　1.1.2　占比高
　　在国家能源政策驱动下，新能源的高占比、高渗透率特性越来越明显。以新能源装机占比较高的西北电网为例，如图1-3所示，2012～2021年西北电网新能源装机容量占系统总装机容量的比例由13%增长至42%，新能源发电量占系统总发电量的比例由5%增长至21%，新能源发电量占系统用电量的比例由5%增长至27%，风电装机渗透率（风电最大出力/风电装机容量）提升到50%左右，风电负荷渗透率（风电最大出力/电网最大负荷）由9%增长至34%，太阳能装机渗透率（太阳能最大出力/太阳能发电装机容量）高达60%左右，太阳能负荷渗透率（太阳能最大出力/电网最大负荷）由2%增长至35%。新能源占比不断提高，对电力市场结构、电力交易模式和电力交易方式提出新的要求。目前，新能源装机发电占比不断升高，以西北电网为例，如图1-4所示，西北电网新能源装机容量占总装机容量的比例达42%，高出全国水平15个百分点，新能源发电量占总发电量的比例达21%，高出全国水平9个百分点，新能源发电量占总用电量的比例达28%，高出全国水平16个百分点。西北电网新能源最大出力占最大负荷（渗透率）的42%，部分省份如甘肃、青海、宁夏占比高达70%以上，如图1-5所示。新能源高占比和高渗透率的特征非常明显。
　　1.1.3　间歇性
　　风力发电受气候、地形、气温、季节等多因素影响，存在一定的间歇性，太阳能发电受光照和气温影响，存在明显的间歇性（主要发电时间为8：00～18：00）。
　　太阳能电站出力的间歇性模型为
　　（1-1）
　　（1-2）
　　式中，为太阳能电站的额定容量；为某晴朗无云时间段的最大晴空因子；和为与晴空因子相关的系数；为太阳光到倾斜面的入射角；为太阳高度角；为太阳能电源的修正系数；为大气层外太阳辐射强度；为额定条件下太阳能组件的最大输出功率。
　　根据太阳能间歇性模型和西北电网太阳能大数据分析太阳能间歇特性，如图1-6和图1-7所示。
　　由图1-6和图1-7可知，短周期（周）内，新能源发电时段和最大出力存在一定的不定期性，长周期（年）中，新能源出力间歇时段呈现出明显的规律性。基于此，在短期交易中通过灵活交易消除间歇性尖峰，中长期交易中合理开展互济交易解决间歇性问题。
　　1.1.4　波动性（随机性）
　　新能源发电波动性较为明显，以西北电网为例，如图1-8和图1-9所示。以年度为周期，西北电网新能源日最大可用电量为7.62亿kW h，日均可用电量为4.18亿kW h，逐日、三日内、一周内新能源可用电量最大波动幅度分别达到3.74亿kW h、5.32亿kW h和6.08亿kW h。全年相邻日电量波动超过1亿kW h的时间占比近40%，即全年40%的时间里，需要8台600MW火电机启停调峰来适应新能源相邻日的电量波动，新能源波动性问题突出。
　　新能源发电受风况影响，表现出较强的随机性，以西北电网为例，某典型日，新能源最大发电出力2759万kW，发生在11：45，最小发电出力552万kW，发生在2：45，单日新能源波动达2207万kW，给电网调峰和安全运行带来了严峻考验。

目录
“智能电网技术与装备丛书”序
前言
第1章　清洁能源基本情况和发展形势　1
1.1　清洁能源基本特性　1
1.1.1　发展迅速　1
1.1.2　占比高　2
1.1.3　间歇性　4
1.1.4　波动性(随机性)　5
1.1.5　电网峰谷特性　6
1.2　清洁能源消纳调度措施　7
1.2.1　新能源发展成效　7
1.2.2　新阶段新能源消纳存在的困难问题　7
1.2.3　典型措施　10
1.3　清洁能源消纳电力交易措施　11
1.4　能源互联网下新能源消纳市场机制生产模拟　15
1.4.1　目标函数　15
1.4.2　约束条件　15
1.4.3　生产模拟测算分析　19
第2章　能源互联网市场体系构建　21
2.1　能源互联网定义　23
2.2　能源互联网发展目标　23
2.3　能源互联网结构　24
2.3.1　功能划分　24
2.3.2　规模划分　25
2.4　能源互联网特征　28
2.5　能源互联网市场　29
2.5.1　能源互联网市场的初步定义和建设目标　29
2.5.2　传统单一能源市场与能源互联网市场　30
2.5.3　能源互联网市场体系设计　32
第3章　灵活调节容量市场构建　39
3.1　研究背景　39
3.1.1　必要性和意义　39
3.1.2　国内研究情况与*新进展　40
3.1.3　国外研究情况与*新进展　40
3.1.4　主要解决的问题　41
3.2　研究内容和方法　41
3.2.1　基础数据支撑　41
3.2.2　主要研究内容　42
3.2.3　研究的思路和方法　55
3.2.4　研究的难点　56
3.2.5　研究的创新点　57
3.3　研究结论和建议　57
3.3.1　研究结论　57
3.3.2　对相关工作的建议　59
3.4　应用情况及前景　59
3.4.1　应用情况　59
3.4.2　应用前景　60
第4章　新能源电量库交易机制　61
4.1　西北电网新能源电量库交易概述　61
4.1.1　西北电网新能源电量库概念　61
4.1.2　市场成员及成员职责　62
4.1.3　交易品种　63
4.1.4　交易组织　64
4.2　西北新能源电量库电价机制　69
4.2.1　有限偏差范围内的不平衡电量交易价格　69
4.2.2　有限偏差范围外的不平衡电量交易价格　70
4.2.3　交易结算　70
4.3　电量库交易价值实际算例分析　71
4.3.1　主控区置换电量库价值测算　71
4.3.2　援疆电量库价值测算　75
第5章　能源互联网典型案例　78
5.1　案例1：青海电网全清洁能源供电　78
5.1.1　引言　78
5.1.2　青海电网结构和特征　78
5.1.3　全清洁能源供电运行特性　81
5.1.4　结论　85
5.2　案例2：利用华中抽蓄电站消纳西北清洁能源　85
5.2.1　实施背景　85
5.2.2　实施成果　88
5.2.3　存在的问题　91
5.2.4　相关建议　93
5.3　案例3：电力援疆疆电新能源外送市场化尝试　94
5.3.1　实施背景　94
5.3.2　具体措施　96
5.3.3　实施效果　101
5.4　案例4：清洁供暖市场化交易机制　102
5.4.1　背景与基本情况　102
5.4.2　存在的主要问题　103
5.4.3　主要问题成因及分析　103
5.4.4　主要做法或对策建议　105
5.4.5　启示　110
5.5　案例5：西北电网清洁能源与火电跨省跨区发电权交易机制　111
5.5.1　引言　111
5.5.2　背景　112
5.5.3　内涵　113
5.5.4　理论基础　113
5.5.5　主要做法　116
5.5.6　实施效果　126
5.6　案例6：储能等可调度电力负荷参与系统调峰的市场运营机制研究　127
5.6.1　储能资源　128
5.6.2　热电解耦资源　130
5.6.3　可中断负荷　130
5.6.4　现有电力系统调峰补偿机制分析　131
5.6.5　西北区域调峰缺口分析　134
5.6.6　西北区域调峰补偿机制的有效性分析　144
5.7　案例7：新疆南疆三地州储能和新能源发电试点　152
5.7.1　实施背景和政策依据　152
5.7.2　具体措施　153
5.7.3　实施效果　155
5.8　案例8：基于区块链的双边协商交易社区　157
5.8.1　项目建设目标　158
5.8.2　项目主要建设内容　158
5.8.3　系统业务结构　158
5.8.4　系统架构　159
5.8.5　在线双边协商交易流程　160
5.8.6　系统成效　161
5.8.7　展望　162
5.9　案例9：阿勒泰多能互补联合调度促进新能源消纳　163
5.9.1　实施背景　163
5.9.2　具体措施　165
5.9.3　实施效果　166
5.10　案例10：清洁能源和常规能源打捆交易实践　168
5.10.1　研究思路　168
5.10.2　研究特点　168
5.10.3　打捆比例配置　170
5.10.4　打捆交易方式　171
5.10.5　甘肃典型案例　174
5.10.6　成果实施效果和价值　175
5.10.7　成果推广前景　175
5.11　案例11：青豫直流外送交易机制　176
5.11.1　青豫直流基本情况　176
5.11.2　青海电网基本情况　180
5.11.3　青豫直流投产后电力电量平衡情况　182
5.11.4　青豫直流打捆外送机制典型案例　183
5.11.5　交易价格　185
5.12　案例12：以宁夏电网为例的基于泛在物联网的源网荷储研究　186
5.12.1　引言　186
5.12.2　实施背景　187
5.12.3　主要做法　188
5.12.4　实施效果评价　196
参考文献　199