喬松博, 龔建榮, 程杰, 王偉, 孫靜靜

(1.浙江電力交易中心有限公司, 杭州 310020; 2.浙江華云信息科技有限公司, 杭州 310051)

自中國的“雙碳”目標(biāo)在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上被提出,中國開始積極推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型,深化電力體制改革,加速構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)[1]。綠色電力是指利用特定的發(fā)電設(shè)備將風(fēng)能、太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化成電能,在生產(chǎn)過程中不消耗化石能源,對環(huán)境污染較小或不污染環(huán)境的電力能源[2]。綠色電力在環(huán)境權(quán)益、電能全域、補(bǔ)貼權(quán)益方面與傳統(tǒng)化石能源電力具有較大的差異性。綠色電力是環(huán)境友好型能源,不占用能源雙控指標(biāo),而傳統(tǒng)化石能源電力(以下簡稱灰色電力)在生產(chǎn)過程中可能源造成環(huán)境污染,占用能源雙控指標(biāo)。綠色電力的電能權(quán)益包括電能量價(jià)值和環(huán)境權(quán)益價(jià)值,灰色電力僅包括電能量價(jià)值。綠色電力項(xiàng)目多數(shù)可享有財(cái)政補(bǔ)貼,而灰色電力項(xiàng)目多數(shù)不享受財(cái)政補(bǔ)貼。2021年9月,隨著《綠色電力交易試點(diǎn)工作方案》的正式批復(fù),各地陸續(xù)出臺綠色電力交易規(guī)則細(xì)則,并組織開展綠色電力交易試點(diǎn),綠色電力市場化交易規(guī)模逐步擴(kuò)大。

在可再生能源市場消納方面,國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了許多研究。文獻(xiàn)[3]深入分析了有關(guān)國外可再生能源參與市場的交易模式和研究成果,并對中國可再生能源發(fā)展政策、市場組織模式以及未來研究方向提出了展望。文獻(xiàn)[4]針對中國電力市場發(fā)展現(xiàn)狀,提出近期和中遠(yuǎn)期促進(jìn)清潔能源消納的市場機(jī)制設(shè)計(jì)以及相關(guān)政策建議。文獻(xiàn)[5]總結(jié)歸納了競爭性電力市場環(huán)境下促進(jìn)可再生能源發(fā)電的典型價(jià)格體系,并對各體系的適用性進(jìn)行分析。文獻(xiàn)[6]對新能源發(fā)電廠商參與電力市場交易的偏差結(jié)算機(jī)制設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致探討,創(chuàng)新性地提出替代利益補(bǔ)償方式。文獻(xiàn)[7]提出了現(xiàn)有電力市場運(yùn)行模式下自備電廠與新能源電廠的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的交易模式。文獻(xiàn)[8]探討了富余可再生能源跨區(qū)電力現(xiàn)貨交易的市場模式和機(jī)制,驗(yàn)證了以市場化手段促進(jìn)可再生能源消納的必要性。文獻(xiàn)[9]基于全國電網(wǎng)互聯(lián)互通的環(huán)境,提出可再生能源增量現(xiàn)貨市場跨地區(qū)、跨省區(qū)的交易制度、組織模式以及即使支撐制度設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[10]指出棄風(fēng)棄光問題的關(guān)鍵影響因素,在總結(jié)中國新能源消納情況的基礎(chǔ)上,對解決新能源消納問題提出系統(tǒng)性措施?；谏鲜龅难芯?可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有文獻(xiàn)缺乏對綠色電力交易市場的框架進(jìn)行綜合性分析,僅從可再生能源消納的市場機(jī)制的角度進(jìn)行分析,具有較大的局限性,有關(guān)綠色電力市場績效評價(jià)的研究也一直處于空白。

現(xiàn)首先分析國外綠色電力交易開展較早的美國、澳大利亞、英國3個(gè)國家的綠色電力交易開展情況,并對比分析國內(nèi)國網(wǎng)區(qū)域和南網(wǎng)區(qū)域的綠色電力交易組織實(shí)施現(xiàn)狀,進(jìn)行綠色電力交易框架分析。然后基于論述結(jié)果,提出一套省級綠色電力交易成效的評價(jià)指標(biāo)體系,利用基于博弈論的組合賦權(quán)法的灰色關(guān)聯(lián)度-改進(jìn)逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)模型進(jìn)行評價(jià),并選取多組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例分析。

1 國外綠色電力交易實(shí)施情況

為促進(jìn)綠色電力市場化消納,各國根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏κ袌鼋Y(jié)構(gòu)和電力體制設(shè)計(jì)了綠色電力參與市場交易的市場機(jī)制,美國、澳大利亞和英國促進(jìn)綠色電力消納的市場機(jī)制如表1所示。

表1 國外電力市場促進(jìn)綠色電力消納的機(jī)制

美國的綠色電力主要參與中長期市場、現(xiàn)貨電能量市場和輔助服務(wù)市場[11]。美國綠色電力市場主要分為基于可再生能源配額制的強(qiáng)制市場和自愿交易市場[12-13]。在強(qiáng)制市場方面,美國沒有聯(lián)邦全國性的強(qiáng)制綠色電力或可再生能源的要求,各州基于各自電力市場配額制定強(qiáng)制目標(biāo)。自愿交易市場的交易模式較為靈活,用戶可以通過自愿購電協(xié)議、非捆綁綠證等方式參與綠色電力交易[14],綠色電力參與中長期市場主要有3種方法分別為傳統(tǒng)購售電合同(power purchase agreement, PPA)、虛擬購售電合同(synthetic PPA)、純商業(yè)模式(merchant model),綠色發(fā)電企業(yè)通過發(fā)電獲得與發(fā)電量對應(yīng)的綠色證書,供電或售電企業(yè)可通過捆綁式和非捆綁式的方式獲得綠色證書[15]。

澳大利亞電力市場為單一電能量市場[16],包含綠色電力在內(nèi)的所有電力必須通過現(xiàn)貨市場或金融市場完成交易。澳大利亞設(shè)立強(qiáng)制可再生能源發(fā)展目標(biāo),要求配額主體上繳足量發(fā)電證書來完成配額指標(biāo),綠色電力發(fā)電商除了在電力市場中獲得電能量收益外可以根據(jù)自身發(fā)電機(jī)組申領(lǐng)大型可再生能源發(fā)電證書和小規(guī)模技術(shù)證書,通過向配額制主體銷售兩種證書獲得額外的收益。同時(shí)為了保證小型綠色電力發(fā)電企業(yè)的收益,澳大利亞出臺了固定上網(wǎng)電價(jià)政策鎖定戶用光伏的余電上網(wǎng)收益[17-18]。

英國綠色電力可以參與電力中長期市場和現(xiàn)貨市場[19-22]。大型綠色電力發(fā)電企業(yè)通過和用戶簽訂差價(jià)合約[23]來規(guī)避電力現(xiàn)貨市場價(jià)格的風(fēng)險(xiǎn)[24-26],差價(jià)合約的合同價(jià)格為現(xiàn)貨市場中可再生能源機(jī)組日前出清價(jià)格的加權(quán)平均值,當(dāng)市場價(jià)格低于合同價(jià)格時(shí),發(fā)電商按照合同價(jià)格進(jìn)行結(jié)算,當(dāng)市場價(jià)格高于合同價(jià)格時(shí),綠色電力發(fā)電商償還差額收益,當(dāng)市場價(jià)格低于合同價(jià)格時(shí),發(fā)電商按照合同價(jià)格進(jìn)行結(jié)算[26]。英國《可再生能源義務(wù)法令》規(guī)定綠色電力發(fā)電企業(yè)每發(fā)1 MW·h的綠色電力可以獲得一個(gè)可再生能源義務(wù)證書,要求售電公司提供的一定可再生能源或者可再生能源義務(wù)證書,因此發(fā)電企業(yè)通過銷售可再生能源義務(wù)證書來獲得綠色電力環(huán)境權(quán)益屬性的收益。

2 國內(nèi)綠色電力交易試點(diǎn)機(jī)制分析

如圖1所示,近年來有關(guān)可再生能源發(fā)展和綠色電力交易的政策逐步完善,國內(nèi)綠色電力交易試點(diǎn)實(shí)施區(qū)域主要分為國網(wǎng)區(qū)域和南網(wǎng)區(qū)域,其中國網(wǎng)區(qū)域的綠色電力交易規(guī)則主要依托于2022年5月北京電力交易中心發(fā)布的《北京電力交易中心綠色電力交易實(shí)施細(xì)則》,南網(wǎng)區(qū)域的綠色電力交易規(guī)則主要依托于2022年1月發(fā)布的《南方區(qū)域綠色電力交易規(guī)則(試行)》。試點(diǎn)區(qū)域綠色電力交易市場框架如圖2所示。

圖1 國內(nèi)綠色電力關(guān)鍵政策

圖2 試點(diǎn)區(qū)域綠色電力交易市場框架

2.1 綠色電力交易市場主體

綠色電力交易的售電主體主要為集中式光伏和集中式風(fēng)電,國網(wǎng)區(qū)域規(guī)定分布式綠色電力可以通過聚合的方式參與綠色電力交易,但目前僅有浙江省開展了分布式綠色電力交易試點(diǎn)工作。國網(wǎng)區(qū)域的購電主體主要為電力用戶和售電公司,并逐步引入電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等新型主體,南網(wǎng)區(qū)域的售電主體為電力用戶、售電公司和電網(wǎng)企業(yè)。

2.2 綠色電力交易方式

綠色電力交易包括直接交易和認(rèn)購交易兩種,直接交易是指電力用戶或售電公司直接與發(fā)電企業(yè)依據(jù)規(guī)則開展綠色電力交易,認(rèn)購交易是指由電網(wǎng)企業(yè)代理購電的電力用戶在綠色電力供應(yīng)范圍內(nèi)、通過電網(wǎng)企業(yè)供電或代理購電的方式、與發(fā)電企業(yè)建立認(rèn)購關(guān)系獲得綠色電力,國網(wǎng)區(qū)域僅采用直接交易,而南網(wǎng)區(qū)域則分別開展直接交易和認(rèn)購交易。

2.3 綠色電力價(jià)格機(jī)制

綠色電力交易價(jià)格通過雙邊協(xié)商、掛牌、集中競價(jià)市場化方式形成,價(jià)格成分包含綠色電力的電能量價(jià)值和環(huán)境權(quán)益價(jià)值,南網(wǎng)區(qū)域認(rèn)購交易過程中電能量價(jià)格默認(rèn)為電力用戶所在省區(qū)電網(wǎng)企業(yè)代理購電價(jià)格,環(huán)境溢價(jià)由市場交易決定。

2.4 綠色電力結(jié)算機(jī)制

綠色電力交易合同優(yōu)先結(jié)算、取小結(jié)算,當(dāng)發(fā)用雙方的電量均大于合同電量時(shí),以合同供電量為準(zhǔn)結(jié)算,當(dāng)有一方電量低于合同電量時(shí),取交易雙方電量較低一方的實(shí)際電量結(jié)算,但在結(jié)算周期方面國網(wǎng)區(qū)域采用的是月結(jié)月清,南網(wǎng)區(qū)域采用的是月結(jié)年清。

2.5 綠色電力憑證核發(fā)、劃轉(zhuǎn)

綠證由國家可再生能源信息管理中心依據(jù)發(fā)電量核發(fā)給新能源發(fā)電企業(yè),電力交易中心依據(jù)發(fā)電企業(yè)、售電公司(批發(fā)用戶)的結(jié)算電量、綠色電力交易合同,進(jìn)行綠色電力電量匹配,完成綠證劃轉(zhuǎn),暫時(shí)不具備綠證核發(fā)條件的綠色電力發(fā)電企業(yè),可對應(yīng)頒發(fā)電力交易中心出具的綠色電力消費(fèi)憑證。

全國典型區(qū)域綠色電力交易實(shí)施情況如表2所示。

表2 各區(qū)域綠色電力交易實(shí)施情況分析

3 綠色電力交易差異化需求分析

3.1 分布式電源參與綠色電力交易

多個(gè)政策指出分布式新能源可通過聚合的方式參與綠色電力交易,分布式綠色電力發(fā)電量較小,單獨(dú)參與市場交易的競爭力不足[27],交易組織難度大,因此大部分綠色電力交易試點(diǎn)區(qū)域并未安排分布式綠色電力參與市場交易。除此以外,分布式電源參與綠色電力交易將面臨綠色電力憑證核發(fā)問題,目前綠證的核發(fā)標(biāo)準(zhǔn)為單個(gè)機(jī)組的每兆瓦時(shí)電量,但單個(gè)戶號分布式電源的裝機(jī)容量較小,采用月結(jié)月清[28]的方式結(jié)算時(shí),存在單個(gè)戶號分布式發(fā)電單元月度上網(wǎng)電量不足1 MW·h情況,無法核發(fā)綠證及綠色電力消費(fèi)憑證。

3.2 綠色電力電量偏差處理

目前綠色電力交易試點(diǎn)區(qū)域僅支持采用月內(nèi)交易的方式進(jìn)行綠色電力月度合同電量調(diào)整,綠色電力合同電量調(diào)整靈活性不足。由于綠色電力自身存在隨機(jī)性和間歇性,按照中長期交易規(guī)則以月清月結(jié)的方式進(jìn)行綠色電力合同偏差結(jié)算,難以避免產(chǎn)生偏差費(fèi)用,導(dǎo)致合同方綠色電力環(huán)境權(quán)益受損。如發(fā)電側(cè)月度綠色電力欠發(fā),導(dǎo)致用戶側(cè)無法獲取足額綠證或綠色電力消費(fèi)憑證,造成用戶側(cè)綠色電力環(huán)境權(quán)益受損。

3.3 綠色電力中長期交易曲線的形成

為滿足現(xiàn)貨市場開展的邊界條件,電力中長期交易必須形成交易曲線以保障現(xiàn)貨市場交易結(jié)算試運(yùn)行有效開展。不同于傳統(tǒng)電力交易通過預(yù)測用戶負(fù)荷形成帶負(fù)荷的電力中長期交易曲線,綠色電力中長期交易曲線形成的方式有兩種,一種是將綠色電力按照交易合同分解方法形成運(yùn)行日負(fù)荷曲線,另一種是通過適用的中長期市場交易方式形成交易曲線。

3.3.1 綠色電力曲線分解

由于綠色電力與綠色電力證書掛鉤,交易電量必須物理消納執(zhí)行,與中國現(xiàn)行的現(xiàn)貨市場+中長期金融合約模式下的金融結(jié)算方式不銜接。考慮到綠色電力的環(huán)境屬性,可在用戶側(cè)將綠色電力合同電量按典型曲線進(jìn)行分解,一般有兩種形成方式,一是采用風(fēng)電、光伏發(fā)電的典型曲線形狀將綠色電力電量分解到各個(gè)時(shí)段;二是采用用戶用電典型曲線形狀將綠色電力交易電量分解到各個(gè)時(shí)段。郭鴻業(yè)等[29]以規(guī)范化的金融交割曲線為基礎(chǔ),提出了有助于現(xiàn)貨市場與中長期市場兼容協(xié)調(diào)運(yùn)行的中長期交易電量執(zhí)行、分解與結(jié)算方式;張琛等[30]分析研究差價(jià)合約分解算法在現(xiàn)貨市場集中行情下對市場作用力抑制效果的影響;吳天瞳等[31]提出了中長期合同電量分解算法,兼顧了不同類型機(jī)組出力特性和現(xiàn)貨市場作用力的抑制效果;劉軍等[32]提出了考慮風(fēng)電不確定性的中長期合同電量分解算法,兼顧了發(fā)電成、電量偏移和碳排放。這些研究在現(xiàn)貨市場環(huán)境中積極探索中長期合約電力的分解,但由于綠色電力機(jī)組出力的不可控性,在中長期交易前需約定好曲線的分解方式,否則會(huì)損害發(fā)用雙方的利益。

3.3.2 綠色電力曲線交易

由于風(fēng)、光電源出力的不確定性,綠色電力曲線交易存在綠色電力典型出力曲線與用戶實(shí)際用電曲線形狀不匹配的問題。若根據(jù)電源輸出功率情況形成曲線,勢必導(dǎo)致用戶因購買綠色電力而使常規(guī)中長期交易合同部分偏差增大;若根據(jù)用戶負(fù)荷形成交易曲線,由于光伏晚上無法出力,風(fēng)機(jī)白天出力水平不足,其出力均具有較大的波動(dòng)性和間歇性,無法滿足用戶的用電需求。目前綠色電力曲線交易主要包括分時(shí)競價(jià)、分段競價(jià)和混合競價(jià)。其中,分時(shí)競價(jià)采用逐時(shí)段競價(jià)以形成實(shí)時(shí)電價(jià)[33]。分段競價(jià)模式通過將負(fù)荷曲線分為若干持續(xù)的電力段來進(jìn)行拍賣競價(jià),王錫凡[34]提出了分段競價(jià)機(jī)制,反映電力生產(chǎn)消費(fèi)持續(xù)運(yùn)行的特點(diǎn)?；诜謺r(shí)競價(jià)和分段競價(jià)的特點(diǎn),王建學(xué)等[35]提出了一種混合競價(jià)模型,但是帶來分時(shí)市場和分段市場邊界劃分難的問題,一定程度上增加了市場運(yùn)行復(fù)雜度。上述的市場交易模式均可以實(shí)現(xiàn)中長期交易曲線的確定,但如何針對綠色電力特點(diǎn),在綠色電力交易的過程中形成交易曲線成為目前需要解決的問題。

4 綠色電力交易差異化需求實(shí)踐探索

4.1 分布式綠色電力聚合交易分析探索

為解決分布式綠色電力參與綠色電力市場交易問題,綠色電力交易中可以采用聚合交易模式,具體交易框架如圖3所示。分布式綠色電力與聚合商簽署代理售電協(xié)議,由綠色電力聚合商代理參與綠色電力交易,依據(jù)交易結(jié)果簽訂綠色電力交易合同。由電網(wǎng)公司承擔(dān)費(fèi)用結(jié)算職責(zé),按戶結(jié)算分布式綠色電力收益,并支付綠色電力聚合商代理服務(wù)費(fèi)用。分布式綠色電力發(fā)電商收益為

圖3 分布式綠色電力參與綠色電力市場的交易組織框架

EDG=EQ-CD-EDGO

(1)

式(1)中:EDG為分布式綠色電力收益;EQ為分布式綠色電力電能量結(jié)算費(fèi)用;CD為分布式綠色電力偏差考核費(fèi)用;EDGO為綠色電力聚合商代理服務(wù)費(fèi)。

在綠色電力消費(fèi)憑證發(fā)放方面,設(shè)置兆瓦時(shí)級綠色電力消費(fèi)憑證。支持對分布式綠色電力機(jī)組按照每1 kW·h電量申領(lǐng)1 kW·h綠色電力消費(fèi)憑證。綠證發(fā)放方面,當(dāng)分布式綠色電力機(jī)組次月剩余綠色電力合同電量大于本月單個(gè)綠證核發(fā)電量缺口時(shí),將分布式機(jī)組本月不足1 MW·h的電量,滾動(dòng)至下個(gè)周期進(jìn)行綠證核發(fā)。

4.2 綠色電力電量偏差調(diào)整方法分析

綠色電力交易組織應(yīng)在可在年度綠色電力交易的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增加交易頻次,擴(kuò)大綠色電力參與交易的范圍至月度或季度交易,實(shí)現(xiàn)綠色電力交易常態(tài)化開展,增加綠色電力的流通性。同時(shí)在組織月內(nèi)綠色電力交易的基礎(chǔ)上,增加合同置換和合同轉(zhuǎn)讓交易,允許市場主體在月度結(jié)算前通過合同置換和合同轉(zhuǎn)讓主動(dòng)調(diào)整合同電量偏差。過渡期間,在保持綠色電力優(yōu)先中長期結(jié)算的前提下,實(shí)現(xiàn)月內(nèi)靈活性滾動(dòng)調(diào)整方案,批發(fā)合同月度結(jié)算用戶側(cè)未完成部分不滾動(dòng)結(jié)算,發(fā)電側(cè)小于用戶側(cè)結(jié)算部分滾動(dòng)次月完成,以此逐步擴(kuò)大綠色電力市場規(guī)模,保證綠色電力環(huán)境權(quán)益平衡。

4.3 帶曲線的綠色電力交易模式探索

為了更好地實(shí)現(xiàn)綠色電力中長期與現(xiàn)貨市場銜接,發(fā)用雙方可以在交易的過程中形成交易曲線,避免因曲線分解方式不同影響合同雙方的利益。形成交易曲線的方法有分段交易和分時(shí)交易,如圖4所示。

圖4 綠色電力市場框架設(shè)計(jì)探索

4.3.1 分段交易

分段交易將負(fù)荷粗略地分為峰段、平段和谷段分別競價(jià),并隨市場的推進(jìn)按負(fù)荷持續(xù)時(shí)間進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)負(fù)荷段(能量塊),競價(jià)交易根據(jù)不同的負(fù)荷斷進(jìn)行集中交易。綠色電力機(jī)組出力與風(fēng)速、溫度、光照等因素有關(guān)[36-37],具有一定的隨機(jī)性,難以追蹤用戶負(fù)荷曲線。因此引入綠色電力中長期帶曲線交易,即綠色電力發(fā)電商在進(jìn)行中長期交易時(shí)可直接申報(bào)單一價(jià)格和不同時(shí)段的電量,即“曲線+一口價(jià)”模式[38-39]。在出清過程中整體出清或整體不出清,交易出清后交易雙方簽訂綠色電力合同,以綠色電力發(fā)電商申報(bào)的電力曲線作為中長期合同的結(jié)算曲線。

4.3.2 分時(shí)交易

分時(shí)交易式將綠色電力合約按小時(shí)切分的做法,將1 d分為24個(gè)交易時(shí)段,以每個(gè)時(shí)段的電量為交易標(biāo)的,組織綠色電力發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)按各時(shí)段分別開展中長期交易,各市場主體根據(jù)自身需求自由確定各時(shí)段交易電量,由各時(shí)段的交易結(jié)果組合形成各市場主體的中長期合同曲線[40]。中長期綠色電力分時(shí)段交易可按多月、月度、月內(nèi)和日滾動(dòng)交易分別組織。多月、月度和月內(nèi)交易均按各時(shí)段分別組織,每個(gè)時(shí)段的成交合同電量按照標(biāo)的時(shí)期的日歷天數(shù)平均分解至每日相應(yīng)時(shí)段。月內(nèi)交易可按旬開展;日滾動(dòng)交易逐日(D-2)滾動(dòng)組織,交易標(biāo)的為D～D+2各時(shí)段的電量[41]。市場主體某一日某個(gè)時(shí)段的中長期合同電量為相應(yīng)時(shí)段多月交易分解電量、月度交易分解電量、旬交易分解電量及日滾動(dòng)交易結(jié)果之和。

5 省級綠色電力交易績效評價(jià)指標(biāo)與方法

針對上述分析和綠色電力市場框架設(shè)計(jì),構(gòu)建省級綠色電力交易績效評價(jià)指標(biāo)體系,然后采用序關(guān)系分析法和熵權(quán)法分別獲得指標(biāo)體系的兩種主觀權(quán)重,進(jìn)而利用博弈論組合賦權(quán)法計(jì)算組合權(quán)重,最后采用灰色關(guān)聯(lián)度改進(jìn)TOPSIS評價(jià)模型完成最終評價(jià)。

5.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

依據(jù)國內(nèi)浙江省的綠色電力交易實(shí)例結(jié)合專家的意見,綜合考慮市場結(jié)構(gòu)、市場交易、市場風(fēng)險(xiǎn)和綜合效益4個(gè)方面構(gòu)建了省級綠色電力交易績效評價(jià)指標(biāo)體系,具體指標(biāo)體系如表3所示。

表3 省級綠色電力交易績效評價(jià)指標(biāo)體系

5.2 評價(jià)模型構(gòu)建

5.2.1 指標(biāo)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

對于含有m個(gè)樣本,n個(gè)評價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù),指標(biāo)值標(biāo)記為dij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),構(gòu)建評價(jià)矩陣D=(dij)m×n為

(2)

不同的指標(biāo)數(shù)值的性質(zhì)、數(shù)量級、單位均有差異,不能直接將數(shù)據(jù)輸入模型進(jìn)行計(jì)算,因此為了精確比較各樣本之間的優(yōu)劣,需要對樣本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,公式為

(3)

式(3)中:μj為第j個(gè)指標(biāo)的均值;σj為第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。通過式(3)可得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣X=(xij)m×n。

5.2.2 指標(biāo)權(quán)重確認(rèn)

1)序關(guān)系分析法

對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算是對各個(gè)指標(biāo)影響的重要程度進(jìn)行排序的過程,序關(guān)系分析法通過對指標(biāo)進(jìn)行定性排序和對相鄰指標(biāo)的重要程度之比進(jìn)行判斷來對指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)[42]。具體步驟如下。

(4)

(3)求解指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)指標(biāo)重要性程度之比Ri和權(quán)重總和為1的要求確定指標(biāo)的主觀權(quán)重uai,具體公式為

(5)

ωai-1=Riuai

(6)

2)熵權(quán)法

主觀權(quán)重可能會(huì)由于主觀性對評價(jià)結(jié)果產(chǎn)生干擾,無法體現(xiàn)評價(jià)結(jié)果的客觀性,因此需要通過熵權(quán)法計(jì)算客觀權(quán)重,以提高評價(jià)結(jié)果的精確性[43]。熵權(quán)法計(jì)算客觀權(quán)重的核心是根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)的熵值來衡量信息量的大小。指標(biāo)值的信息量與決策作用呈正比關(guān)系,因此需要通過計(jì)算熵值來得出客觀權(quán)重,以提高權(quán)重的合理性。計(jì)算步驟如下。

(1)計(jì)算指標(biāo)的信息熵,得到熵權(quán)ei。

(7)

(2)計(jì)算指標(biāo)客觀權(quán)重。

古村古鎮(zhèn)群的差異化旅游發(fā)展路徑的選擇，是為了能彰顯具體古村古鎮(zhèn)的個(gè)性化特色，贏得旅游者的認(rèn)可，保持穩(wěn)定的市場份額，共同構(gòu)建古村古鎮(zhèn)群整體形象。本文依據(jù)態(tài)度理論，基于旅游者認(rèn)知的古村古鎮(zhèn)個(gè)性特征，進(jìn)一步疊加情感評價(jià)確定個(gè)性標(biāo)簽的層級，以此確定客源市場偏好行為類型，這便是特定古村古鎮(zhèn)發(fā)揮優(yōu)勢的差異化道路的表現(xiàn)。因此，結(jié)合個(gè)性特征分析與其情感分析結(jié)果，可確定懷化中部古村古鎮(zhèn)發(fā)展路徑為：文化建設(shè)型、生活體驗(yàn)型及田園娛樂型。

(8)

3)基于博弈論的組合賦權(quán)

博弈論可以幫助決策者從競爭性事物中進(jìn)行平衡配置,做出綜合最佳的理性決策,其中基于博弈論的組合賦權(quán)法可以有效組合出不同方法得出的指標(biāo)權(quán)重,優(yōu)化求解最優(yōu)解[44]。

(1)確定權(quán)重集合。使用序關(guān)系分析法和熵權(quán)法分別得綠色電力交易績效評價(jià)指標(biāo)的兩種主觀權(quán)重,構(gòu)成權(quán)重向量集合u=[ω1,ω2],其中ω1為序關(guān)系法獲得的主觀權(quán)重,ω2為層次分析法獲得的主觀權(quán)重。兩個(gè)權(quán)重向量的線性組合為

(9)

式(9)中:α1、α2為線性組合系數(shù)。

(2)優(yōu)化博弈組合。依據(jù)博弈論組合賦權(quán)的基本思想,以離差最小化為決策目標(biāo),對式(9)的兩個(gè)線性組合系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化的對策模型為

(10)

(3)求最優(yōu)組合系數(shù)αk。式(9)的最優(yōu)化一階導(dǎo)數(shù)條件可轉(zhuǎn)換為如下方程組,可以得出最優(yōu)的線性組合系數(shù)α1、α2。

(11)

(12)

5.2.3 灰色關(guān)聯(lián)度-改進(jìn)TOPSIS法

正理想解是理論上的最佳解決方案,其中每個(gè)指標(biāo)值都是最佳的。負(fù)理想解則完全相反,在綜合評價(jià)中,最佳方案是與理想解距離最近的方案,以距離的近遠(yuǎn)來判斷方案的優(yōu)劣。正理想解由正向指標(biāo)的最大值和負(fù)向指標(biāo)的最小值組成,稱為X+,負(fù)理想解則由正向指標(biāo)的最小值和負(fù)向指標(biāo)的最大值構(gòu)成,稱為X-。

X+={(max1≤i≤mxij∣j∈j+),

min1≤i≤mxij∣j∈j-)}

(13)

X-={(min1≤i≤mxij∣j∈j+),

max1≤i≤mxij∣j∈j-)}

(14)

式中:j+為正向指標(biāo)集;j-為負(fù)向指標(biāo)集。

2)計(jì)算樣本集灰色關(guān)聯(lián)度

基于改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度理論,通過規(guī)范化矩陣X分別計(jì)算第i個(gè)樣本與正理想解關(guān)于第j個(gè)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù),公式為

(15)

(16)

為精確體現(xiàn)不同指標(biāo)對于樣本與正理想解距離的影響程度,對灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣進(jìn)行加權(quán)處理,則第i個(gè)樣本與正理想解的加權(quán)關(guān)聯(lián)度為

(17)

通過規(guī)范化矩陣X分別計(jì)算第i個(gè)樣本與負(fù)理想解關(guān)于第j個(gè)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù),公式為

(18)

(19)

第i個(gè)樣本與負(fù)理想解的加權(quán)關(guān)聯(lián)度為

(20)

3)計(jì)算樣本集的加權(quán)歐式距離

(21)

(22)

4)對關(guān)聯(lián)度與歐式距離進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化

(23)

(24)

5)計(jì)算樣本集相對貼近度

(25)

(26)

(27)

6)樣本排序比選

根據(jù)式(27)對樣本按照δi值從大到小進(jìn)行排序,排名越靠前代表距離正理想解距離越短,評價(jià)結(jié)果越優(yōu)。反之則代表距離正理想解距離越長,評價(jià)結(jié)果越差。

5.3 算例分析

為驗(yàn)證所提指標(biāo)體系和模型的適用性,以浙江省2022年7—11月綠色電力交易數(shù)據(jù)為例。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后,然后采用基于博弈論的組合賦權(quán)法將由序關(guān)系法和熵權(quán)法分別得出的主觀權(quán)重與客觀權(quán)重進(jìn)行組合得出綜合權(quán)重。主觀權(quán)重、客觀權(quán)重以及綜合權(quán)重的計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)式(21)和式(22)可得出計(jì)算出每種賦權(quán)法的權(quán)重后與理想解之間的加權(quán)歐式距離。在對結(jié)果進(jìn)行去量綱操作后得到最后計(jì)算各個(gè)樣本與正理想解和負(fù)理想解距離計(jì)算相對貼近度δ,即為各個(gè)月份的最終的交易績效評價(jià)結(jié)果。利用組合賦權(quán)法、序關(guān)系分析法和熵權(quán)法計(jì)算出的結(jié)果如表5所示。

表5 省級綠色電力交易績效評價(jià)結(jié)果

根據(jù)評價(jià)結(jié)果可知,浙江省2022年7—11月中10月的交易績效最好,其次為9月和7月的最低。

集中式綠色電力裝機(jī)容量占比和分布式綠色電力裝機(jī)容量占比兩項(xiàng)指標(biāo)在評價(jià)過程中占了較大的比重。

為驗(yàn)證提出的綜合評價(jià)方法的合理性,分別運(yùn)用了不同賦權(quán)下采用改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS方法進(jìn)行評價(jià)。從表5結(jié)果可以看出,基于熵權(quán)的改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS、序關(guān)系分析法的改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS和基于組合權(quán)重的改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度-TOPSIS的評價(jià)結(jié)果大體一致,10月在3種評價(jià)方式中均處于最高分,但是3種方法的評價(jià)比例略有差異。熵權(quán)法過于依賴指標(biāo)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)差值過大會(huì)導(dǎo)致分配的權(quán)重存在差距大的現(xiàn)象,無法體現(xiàn)質(zhì)保之間的相對重要程度。序關(guān)系分析法依賴專家經(jīng)驗(yàn)對指標(biāo)的相對重要性排序,縮小了差異,但未能發(fā)掘出指標(biāo)內(nèi)在信息,具有一定的主觀性。而組合權(quán)重綜合了主、客觀賦權(quán)法的優(yōu)點(diǎn),平衡了指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)和內(nèi)在規(guī)律,讓權(quán)重更加合理,評價(jià)結(jié)構(gòu)更準(zhǔn)確。

6 結(jié)論

在對國內(nèi)外綠色電力交易機(jī)制和實(shí)施情況進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步從分布式綠色電力參與市場交易、綠色電力偏差調(diào)整和綠色電力曲線形成3個(gè)關(guān)鍵問題,進(jìn)行了綠色電力交易框架探索分析。最后針對性構(gòu)建了省級綠色電力交易的績效評價(jià)指標(biāo)體系,并以浙江省多月綠色電力交易市場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例分析,驗(yàn)證了評價(jià)指標(biāo)和評價(jià)模型對開展省級綠色電力市場績效評價(jià)的適用性,得到了以下結(jié)論。

(1)通過綠色電力聚合商的形式開展分布式綠色電力交易,可解決分布式綠色電力發(fā)電量較小,單獨(dú)參與市場交易的競爭力不足、組織困難的問題,通過電網(wǎng)公司進(jìn)行綠色電力聚合商代理服務(wù)費(fèi)用結(jié)算,可有效降低市場結(jié)算風(fēng)險(xiǎn)。

(2)綠色電力中長期交易曲線形成的包括曲線分解和曲線交易兩種方式,其中市場中可通過分段交易和分時(shí)交易兩種組織形式,促使綠色電力交易主體形成帶曲線的綠色電力交易結(jié)果。

(3)綠色電力交易成效評價(jià)指標(biāo)應(yīng)綜合考慮綠色電力交易市場的市場結(jié)構(gòu)、市場交易、市場風(fēng)險(xiǎn)和綜合效益,同時(shí)結(jié)合國家發(fā)展重點(diǎn),詳細(xì)考慮了綠色電力交易對碳排效益的等效轉(zhuǎn)換。