网络首发时间：2022-07-2810：26：30网络首发地址：htps:kns.cnki.net/kcms/detail31.1466.U.20220727.1247.001.html上海交通大学学报JOURNAL OF SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY碳中和背景下分布式光伏渗透与售电市场耦合机制分析张晗1，韩冬1，刘坦2，黄燕2(1.上海理工大学机械工程学院，上海200093：2.国网合肥供电公司，合肥230061)摘要：为评估碳中和背景下，售电商随分布式光伏的高水平渗透而面临“死亡螺旋”运营窘境的可能性，分析可能导致“死亡螺旋”的关键影响因素，采用系统动力学方法进行建模分析.首先建立销售电价等市场条件引导下的用户侧分布式光伏渗透模型，其次根据分布式光伏渗透水平与售电商盈余之间的负反馈关系，建立售电商盈余模型，算例分析从中长朗视角，评估了分布式光伏发电量、批发电价等因素对售电商盈余的灵敏度影响.结果表明：售电商盈余在中长期时间内呈缓慢下降趋势，若输配电量、批发电价、运维成本等多重影响因素同时发生较大变化，所形成的极端场景可能引起售电商运营的“死亡螺旋”，关键词：碳中和：分布式光伏；系统动力学：死亡螺旋中图分类号：TK01文献标志码：AAnalysis of Market Coupling Mechanism Between DistributedPhotovoltaic Penetration and Electricity Market Under theBackground of Carbon NeutralityZHANG Han',HAN Dong',LIU Tan2,HUANG Yan?(1.College of Mechanical Engineering,Shanghai University of Technology,Shanghai 200093,China;2.State Grid Hefei Power Supply Company,Hefei 230061,China)Abstract:In order to evaluate the possibility of the 'death spiral'operation dilemma faced by the electricitysellers with the high level penetration of distributed photovoltaic(PV)under the background of carbonneutrality,and to analyze the key factors that may lead to the 'death spiral',the system dynamics(SD)approach is applied for modeling.First,the model of customer-side distributed PV penetration guided bymarket conditions such as sales tariff is established.Then,a model of surplus of retailers is establishedbased on the negative feedback relationship between distributed PV penetration level and the surplus ofretailers.The case study evaluates the sensitivity effects of factors such as the generation of distributedphotovoltaic and wholesale electricity prices on the surplus of retailers.The results show that the surplusof retailers tends to decrease slowly in the mid-long term.An extreme scenario may cause the 'deathspiral'of retailers in which multiple factors such as transmission and distribution volumes,wholesaletariffs,and maintenance costs change significantly at the same time.Key words:carbon neutrality;distributed photovoltaic (PV);system dynamics (SD);death spiral收稿日期：2021-12-16作者简介：张路(199心)，女，山东省济南市人，顾士生，从事电力市场研究通信作者：韩冬，男，讲师，电话(TeL):13918450100:E-mal:han_dong@usst.edu.cn.上海交通大学学报2020年9月，中国向世界宣布了“2030年前实现了不同市场条件对分布式光伏渗透的影响，通过现碳达峰、2060年前实现碳中和”的目标.清洁能源敏感度分析找出了对影响售电商盈余的多种因素，的大规模高效利用是实现碳抵消，进而实现碳中和为售电商避免陷入“死亡螺旋”运营窘境提供参考，战略目标的重要手段四，其中，用户侧分布式光伏作1为能源开发与利用的重要方式之一，因其就近发电、市场反馈机制就地消纳、低线损、使用寿命长等诸多优点被家庭用传统售电格局下，用户购电方式为电网企业统户广泛采用.购统销模式，售电商可根据自身的盈余情况提议电售电市场改革背景下，接入分布式光伏的用户价，由政府等监管部门审核批准，售电市场相对垄用电需求对销售电价具有价格弹性，即随着用户侧断).售电市场改革后，竞争性业务有序放开，电力分布式光伏的高水平渗透，用户减少向售电商购电，供应呈现多元化，用户侧分布式光伏可满足用户的售电商的收入下降：售电商为维持原有的收益水平，部分用电需求，用户购电需求开始对销售电价出现向监管部门提议提高电价，若电价提高，则更多的用价格弹性，从而影响着用户和售电商的购售电决策户选择接人分布式光伏：这是一个正反馈回路，若不行为.随着售电市场的逐步放开，在理想的售电市场加以干预，售电商盈余会随着分布式光伏的高水平环境下，分布式光伏、用户、售电商以及监管部门将渗透而持续降低，售电商收支失衡，存在陷入“死亡在电价等市场条件的引导下形成一个闭环反馈系螺旋”2]运营窘境的风险.特别是随着用户侧分布统，相互影响和制约1)，即随着用户侧分布式光伏式光伏装机成本的逐年下降司和储能系统的大规模渗透水平的提高，用户的购电需求降低，售电商盈余部署)，售电商将面临更为严峻的售电环境.此外，减少，售电商向监管部门提议提高电价，监管部门根输配电价改革后，回收电网准许成本和获得合理收据市场在资源配置中起决定性作用、电价机制适应益成为售电商的主要利润来源)，由于政府核定的市场要求的原则确定新的销售电价，新的销售电价输配电价往往低于以往的售电商购销价差)，售电引导新的分布式光伏渗透水平.建立销售电价影响商的输配电收入随之降低.文献[9]量化分析了售电下的分布式光伏渗透水平与售电商盈余形成的市场市场环境下浙江海宁市光伏发电量对售电商利润的反馈机制，如图1所示.其中，“十”代表正反馈关系，影响，并预测2019年海宁市售电商的售电利润将减“一”代表负反馈关系，少1.29亿元.加之受化石燃料成本上升和维护日益老化的输配电基础设施的影响，售电商的固定成本售电商盈余提议电价监管部门逐年增加]，盈余日益下降.因此，评估售电商“死亡螺旋”发生的可能性，分析可能导致“死亡螺旋”的执行电价关键影响因素，能够为售电商及时有效地做出应对提供参考，对保证售电商的可持续运营、促进电力系统的低碳运行具有重要的现实意义，文献[11]表明用户购电需求分布式光伏售电市场的放开对售电商利润、现金流、增值服务收图1光伏渗透与售电商运营的市场反馈机制益等均有影响：文献[12]考虑在售电侧放开背景下Fig.1 Market feedback mechanism for PV penetration实施需求响应，合理分配用户电量以增加售电商的and retailers'operation售电收益，现有研究缺少对售电商“死亡螺旋”运营窘境的前瞻性分析，未能揭示“死亡螺旋”的发生建立SD模型机理，针对电力市场环境中，售电商的经济运营与分2.1SD对分布式光伏渗透与售电市场耦合机制分布式光伏渗透规模、用户的技术采纳程度以及多种析的适用性说明市场因素之间具有复杂的耦合关系)，且多主体、SD的基本思想是系统的行为模式与特性主要多因素随时间不断变化的特性，本文采用系统动力取决于系统内部的结构，系统内部各因素之间相互学(System Dynamics,SD)模型，综合考虑分布式作用和制约，随着时间的推移，系统处在不断的动态光伏渗透与售电商之间的市场耦合关系，模拟碳中变化中，从中可以得到目标因素随时间变化而展现和背景下分布式光伏随时间演变下的渗透过程和售的特性，SD采用定性与定量相结合、系统综合推理电侧放开背景下售电商的经济运营情况，清晰地展的方法，在构建出合理因果关系的基础上，建立严谨