中國電力市場的演進軌跡和核心前沿：商業模式為研究軌跡中連接最多的節點，商業模式的探索例如規模化分布式儲能提供輔助服務的自盈利模式等。輔助服務為近五年突現強度最高的關鍵詞，其交易品種中廣泛應用的有深度調峰，在此環節加強以需求響應為代表的靈活性資源的主動參與市場。主動配電網是中介中心性最高的關鍵詞，借助區塊鏈的存儲技術優化交易策略；魯棒優化等算法的應用場景應考慮規劃與運行相結合的優化配置；高比例可再生能源的電力市場，應更多考慮以電動汽車為代表的產消者參與能量交易市場的商業模式。

圖1 國內電力市場演化路徑

1 國內電力市場的演進軌跡

本節以“主題SU =（批發+零售+中長期+現貨），文獻來源：（SCI，EI及北大核心期刊），時間跨度=2011-2020”等組配索引式，基于中國知網CNKI中電力市場相關的總共1495篇文章，對國內電力市場的研究演進軌跡進行梳理。依據一年時間間隔內的數據構成每個單獨的時間切片網絡，整合這些獨立的網絡形成隨時間推移的演變軌跡。單個時間切片的網絡結構見表1。

以2020年的單個切片網絡為例，2020年515篇表征影響力的g-index指數為12以上的代表性文獻集合，組成81個節點、132條連線的單年切片網絡。

表1 電力市場切片網絡結構

整合單個的時間網絡形成國內近十年電力市場研究的關鍵詞演化路徑。從時間維度表示知識演進的視圖，勾畫聚類之間的關系和某個聚類的歷史跨度，展示了知識群體之間的更新和相互影響。其中，橫軸為研究時間，縱軸為依次排列劃分后的知識集群。每個集群的變化軌跡通過包含時間線的演化路徑來顯示。本節得出了17個聚類集群，并采用1.3節提及的對數似然比算法，提取群體的標簽詞，在集群序號之后加以顯示。選取0~4號進行展示，如圖1所示。

知識圖譜中，劃分后的集群結構的特征量綱包括規模、輪廓值、代表年份以及標簽詞。以集群規模較大的0~8號分析集群結構特征，如圖2所示。關鍵詞集群內成員較多的，表示集群規模較大，比較具備代表性。聚類輪廓值接近于1，說明聚類相似度高。從圖2中可以看出，集群的規模超過20個，集群具有代表性；僅有6號集群輪廓值較低，其余集群輪廓值都接近于1，表明同一關鍵詞集群的同質程度高，相似度高。

圖2 集群結構特征

接下來，以1集群（調峰輔助服務）為例對演化路徑的時間線進行解讀，其演進軌跡如圖3所示。按年份對應到集群中的節點，依次遞進解讀節點。關鍵詞節點中包含篩選后最相關的文獻數據，以此展現研究軌跡的演變。

圖3 1號集群演進軌跡

應用場景：探索促進新能源消納的市場機制，例如去中心化的市場機制可充分反映成員之間的良性競爭；泛在電力物聯網下有更多的挑戰，例如“邊緣-云”計算架構、區塊鏈去中心化等。

市場主體：參與主體由分布式能源轉變到多能源耦合。對于分布式能源的管理涉及虛擬電廠、微電網等多種主體的管理方式，商業虛擬電廠的運營機制是目前的研究難點，可考慮其加入輔助服務等交易品種；電儲熱與風電場聯動參與調峰輔助服務，促進消納棄風；發展到現今考慮控制因素的交互能源機制，從而實現系統能源互動，同時利用分布式調度彌補信息不對稱的缺陷。此外，調峰輔助服務市場應發揮火電等傳統發電商的深度調峰效益，刺激具備靈活穩定性的市場成員主動參與調峰。

技術連接未來形狀，藍點網絡，抽象背景，藍色背景，網絡概念Technological

政策機制：商業模式節點同時連接1號集群內市場機制、分布式能源、泛在電力物聯網等多個節點，推動市場改革歸根于商業模式的摸索。例如規模化分布式儲能提供輔助服務的自盈利模式以及協同共贏的共享儲能模式等；從北歐及美國市場機制建設中吸取先進的經驗，在能源轉型的階段結合國情因地制宜建設中國特色電力市場的頂層設計，同時調峰輔助服務也是中國特色的交易品種。

2 國內電力市場的核心前沿

本節數據來源于中國知網CNKI中近五年電力市場相關的文獻，總計896篇。結合圖譜剪枝，對生成的單年網絡或綜合網絡選擇尋徑網絡算法或者最小生成樹算法進行裁剪簡化，結果見表2。對比四種方式的綜合聚類效果可知，采用尋徑網絡算法裁剪單年網絡的效果最佳。

表2 不同聚類裁剪算法效果對比

1）關鍵詞網絡圖譜

圖譜剪枝后，優化的關鍵詞網絡圖譜如圖4所示。節點疊加成的樹環大小表示每年的被引頻次，出現頻次較高的熱點關鍵詞有現貨市場、輔助服務以及需求響應等。以現貨市場節點為例加以說明，梳理該節點及其連接關系。

圖4 關鍵詞網絡圖譜

現貨市場節點以及連接如圖5所示，從其連接關系中可以看出，目前現貨市場中存在不平衡費用、與中長期市場的銜接以及串謀競價等問題。這些問題歸根結底在于市場機制的不成熟，而市場機制中的重要環節之一是電價的機制設計。

其大致可分為兩種思路：①采用新方法的傳統定價模式，如利用多智能體強化學習確定節點邊際電價；②采用新的定價模式仍處于摸索階段，如凸包定價模式。此外，新興的交易品種有金融輸電權，金融產品的衍生能夠更加還原電力的商品屬性。

圖5 現貨市場節點

由此看來，在知識圖譜中可以選擇任意感興趣的節點并加以剖析，這種方式較為主觀，當節點眾多、連接復雜時難以把握整個圖譜最核心的部分。接下來從節點的權重角度，探測出圖譜的關鍵核心節點，以此捕捉電力市場相關的核心前沿。

2）關鍵核心節點

結合節點權重計算，以突現性和中介中心性作為衡量，探測出關鍵節點，并在圖譜中反映出關鍵節點。知識圖譜中，突現性表現為節點中心的紅色引用環，中介中心性表現為節點最外圍的粉色引用環。

1）突現節點

以最小持續時間1年，尋找到12個突現詞，結果見表3。黑色方塊對應時間軸2016~2020年中的突現年份。

表3 關鍵節點-突現詞表

由表3可知，能源互聯網與電力市場改革屬于研究背景的突現。在此背景下，針對綜合能源系統的能源市場的推行，服務商參與市場的行為決策以及多能源耦合的網絡阻塞管理等問題仍在研究中。同時，電力市場改革突現的時間點與中央發布《進一步深化電力體制改革的（中發[2015]9號）文件》的時間相吻合。此外，突現性還體現在市場主體、交易品種以及應用場景等。

以輔助服務為代表的交易品種是近五年突現強度最高的關鍵詞，其包含的交易品種調頻與深度調峰持續突現3年，這表明目前電力市場還在探索輔助服務相關的研究。因此，以此節點為例，回溯至網絡圖譜并加以解析，圖譜如圖6所示。

圖6 輔助服務節點

從網絡圖譜中輔助服務節點及其連接關系可以看出，分布式電源憑借靈活調節的優勢成為輔助服務市場的核心成員，如何整合其靈活性挖掘潛在市場力仍需進一步探索。交易品種中廣泛應用的是深度調峰，在此環節中需求響應的參與越來越受到重視，要加強需求響應主動參與市場，如利用強化學習等算法得出其最優決策。

2）中介中心節點

從高到低排列節點的中介中心性，選取前8個中介中心性詞，結果見表4。尋找的中介中心性詞中，市場主體相關的最多，研究對象因更多考慮的為主動配電網、電動汽車等。同時，應用場景中最新穎的是商業模式。主動配電網是中介中心性最高的關鍵詞，接下來以此節點為例解析。

表4 關鍵節點-中介中心詞表

主動配電網節點及其連接如圖7所示。首先，主動配電網融合了多個領域內的研究，例如可再生能源、電動汽車等，目前研究借助區塊鏈的存儲技術優化交易策略，以此作為智能合約的基礎。

圖7 主動配電網節點

其次，與魯棒優化節點相連接，而魯棒優化應用場景應考慮規劃與運行相結合的優化配置。同時，高比例可再生能源的電力市場，應更多地考慮以電動汽車為代表的產消者參與能量交易市場的商業模式。

本文編自2022年第11期《電工技術學報》，論文標題為“基于知識圖譜的國內外電力市場研究綜述”。本課題得到了國家自然科學基金和上海市科學技術委員會資助項目的支持。