前言

能源是國民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是城市生產(chǎn)和生活不可缺少的動力系統(tǒng)，而以煤炭為主的一次性能源，具有環(huán)保性不高、資源有限等弊端，因此，需要使用清潔能源發(fā)電，以降低和彌補(bǔ)由常規(guī)能源發(fā)電產(chǎn)生的一系列問題。然而，以風(fēng)、光為主的清潔能源出力具有不確定性，會引起系統(tǒng)頻率的較大波動，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。因此，為了保證新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須研究清潔能源發(fā)電的發(fā)展模型，并為其設(shè)計一定的政策機(jī)制，進(jìn)而發(fā)揮清潔能源在降低煤炭使用量、優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展等方面的重要作用。

為了增強(qiáng)清潔能源發(fā)電的科學(xué)性和合理性，促進(jìn)清潔能源全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，充分利用高等院校能源科研機(jī)構(gòu)和平臺，匯聚國內(nèi)外能源行業(yè)的專家資源和信息資源，北京市教育委員會和北京市哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃辦公室組織有關(guān)專家，經(jīng)過全面的考核和嚴(yán)格的評審，于2006年11月1日正式批準(zhǔn)在華北電力大學(xué)設(shè)立“北京能源發(fā)展研究基地”（以下簡稱“能源基地”），并于2007年1月26日正式授牌。

能源基地成立后，堅持“聚能會源，咨政立言”的發(fā)展理念，與國務(wù)院和北京市政府能源管理部門及相關(guān)職能部門緊密配合，為國家制定能源戰(zhàn)略、能源規(guī)劃、能源政策和能源法規(guī)提供理論研究成果和專家智力支持，努力建成以科學(xué)研究、學(xué)術(shù)隊伍建設(shè)為重點(diǎn)，注重高層次人才引進(jìn)和人才培養(yǎng)，開展高端學(xué)術(shù)交流，集科研、咨詢、教學(xué)和培訓(xùn)于一體，具有學(xué)術(shù)原創(chuàng)力和特色競爭力的能源科研機(jī)構(gòu)。

針對我國目前清潔能源發(fā)電過程中存在的重大問題，北京能源發(fā)展研究基地組織科研人員開展重點(diǎn)研究并積極建言獻(xiàn)策，形成了專題研究成果，形成了本書。本書共分十一章。

第一章為促進(jìn)清潔能源發(fā)展的電力體制改革政策分析。該部分重點(diǎn)對我國有關(guān)清潔能源發(fā)電發(fā)展的政策性文件進(jìn)行梳理和分析，首先，從立法扶持、助力消納和引導(dǎo)消費(fèi)三個階段詳細(xì)梳理我國可再生能源政策；其次，從北京、天津、河北地區(qū)重點(diǎn)分析我國清潔能源綱領(lǐng)性政策文件；再次，從綠色證書交易制度和碳交易等清潔能源綠色政策角度梳理國內(nèi)外能源政策的發(fā)展，總結(jié)國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)；最后，總結(jié)京津冀電力市場改革的關(guān)鍵。

第二章為國內(nèi)外清潔能源發(fā)電發(fā)展的現(xiàn)狀分析。該部分首先從國內(nèi)和國外兩個角度分析清潔能源發(fā)電的基本情況；其次，基于對發(fā)展現(xiàn)狀的研究，指出目前清潔能源發(fā)電存在的問題；最后，以北京市為例，研究其清潔能源的發(fā)展目標(biāo)，以確定目標(biāo)與清潔能源發(fā)電的發(fā)展實(shí)際之間存在的差距，進(jìn)而進(jìn)行有針對性的改進(jìn)。

第三章為清潔能源集成虛擬電廠運(yùn)營優(yōu)化模型。該部分以虛擬電廠為依托，構(gòu)建虛擬電廠調(diào)度優(yōu)化模型，重點(diǎn)研究虛擬電廠在促進(jìn)清潔能源發(fā)電消納等方面的重要作用。

第四章為清潔能源集中電采暖運(yùn)營優(yōu)化與價格測算模型。該部分重點(diǎn)研究電采暖促進(jìn)清潔能源消納的積極作用。首先，對電采暖技術(shù)和其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，構(gòu)建以京津冀為例的電采暖優(yōu)化模型；其次，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建電采暖價格上限和下限測算模型；最后，設(shè)計多場景，對電采暖效益進(jìn)行模擬分析。

第五章為清潔能源替代傳統(tǒng)發(fā)電模型。該部分首先梳理京津冀地區(qū)清潔能源的發(fā)展現(xiàn)狀；其次，提出太陽能電能替代和風(fēng)力電能的途徑；最后，分析聯(lián)合儲能系統(tǒng)參與的電能替代路徑，并進(jìn)行對應(yīng)的算例分析，以驗(yàn)證模型的適應(yīng)性和有效性。

第六章為計及資源互補(bǔ)特性的風(fēng)光水儲耦合系統(tǒng)運(yùn)行模型。該部分首先介紹了耦合系統(tǒng)；其次，提出耦合系統(tǒng)多目標(biāo)調(diào)度模型，并提出多目標(biāo)模型的求解算法；最后對風(fēng)光水儲耦合系統(tǒng)進(jìn)行算例分析，驗(yàn)證所提模型的有效性和適用性。

第七章為基于CVaR的能源互補(bǔ)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化配置模型。該部分首先構(gòu)建了含風(fēng)、光、水、儲的發(fā)電系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了風(fēng)險評估模型；其次，建立了含風(fēng)電和光伏的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型，并進(jìn)行了算例分析，驗(yàn)證了所提模型的有效性和適用性。

第八章為京津冀電網(wǎng)輔助服務(wù)市場建設(shè)分析。該部分首先分析了國內(nèi)外輔助服務(wù)市場的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了國際市場化輔助服務(wù)市場的借鑒機(jī)制；其次，重點(diǎn)分析總結(jié)了京津冀電網(wǎng)輔助服務(wù)的現(xiàn)狀；最后，基于京津冀發(fā)展的實(shí)際，提出地區(qū)輔助服務(wù)市場發(fā)展的相關(guān)建議。

第九章為京津冀電力市場放開的規(guī)則設(shè)計。該部分首先設(shè)計了京津冀地區(qū)計劃電量偏差考核機(jī)制；其次，提出了京津冀地區(qū)市場放開下優(yōu)先電量核算的基本原則；最后，設(shè)計了京津冀電力市場平穩(wěn)過渡的相關(guān)規(guī)則。

第十章為京津冀發(fā)電計劃管理模式設(shè)計。該部分首先對京津冀電網(wǎng)供應(yīng)特征進(jìn)行了梳理；其次，提出了京津冀電網(wǎng)發(fā)電計劃編制的基本原則；最后，提出了適應(yīng)新電改形式的京津冀電網(wǎng)發(fā)電計劃編制方案。

第十一章為京津冀清潔能源電力交易機(jī)制與平臺設(shè)計建議。該部分從電采暖消納清潔能源發(fā)電角度出發(fā)，首先假設(shè)了京津冀電采暖消納風(fēng)電電力交易機(jī)制；其次構(gòu)建了京津冀電采暖消納棄風(fēng)交易平臺；最后設(shè)計了京津冀電采暖消納風(fēng)電輔助機(jī)制和政策制度。