中国电力市场的演进轨迹和核心前沿：商业模式为研究轨迹中连接最多的节点，商业模式的探索例如规模化分布式储能提供辅助服务的自盈利模式等。辅助服务为近五年突现强度最高的关键词，其交易品种中广泛应用的有深度调峰，在此环节加强以需求响应为代表的灵活性资源的主动参与市场。主动配电网是中介中心性最高的关键词，借助区块链的存储技术优化交易策略；鲁棒优化等算法的应用场景应考虑规划与运行相结合的优化配置；高比例可再生能源的电力市场，应更多考虑以电动汽车为代表的产消者参与能量交易市场的商业模式。

图1 国内电力市场演化路径

1 国内电力市场的演进轨迹

本节以“主题SU =（批发+零售+中长期+现货），文献来源：（SCI，EI及北大核心期刊），时间跨度=2011-2020”等组配索引式，基于中国知网CNKI中电力市场相关的总共1495篇文章，对国内电力市场的研究演进轨迹进行梳理。依据一年时间间隔内的数据构成每个单独的时间切片网络，整合这些独立的网络形成随时间推移的演变轨迹。单个时间切片的网络结构见表1。

以2020年的单个切片网络为例，2020年515篇表征影响力的g-index指数为12以上的代表性文献集合，组成81个节点、132条连线的单年切片网络。

表1 电力市场切片网络结构

整合单个的时间网络形成国内近十年电力市场研究的关键词演化路径。从时间维度表示知识演进的视图，勾画聚类之间的关系和某个聚类的历史跨度，展示了知识群体之间的更新和相互影响。其中，横轴为研究时间，纵轴为依次排列划分后的知识集群。每个集群的变化轨迹通过包含时间线的演化路径来显示。本节得出了17个聚类集群，并采用1.3节提及的对数似然比算法，提取群体的标签词，在集群序号之后加以显示。选取0~4号进行展示，如图1所示。

知识图谱中，划分后的集群结构的特征量纲包括规模、轮廓值、代表年份以及标签词。以集群规模较大的0~8号分析集群结构特征，如图2所示。关键词集群内成员较多的，表示集群规模较大，比较具备代表性。聚类轮廓值接近于1，说明聚类相似度高。从图2中可以看出，集群的规模超过20个，集群具有代表性；仅有6号集群轮廓值较低，其余集群轮廓值都接近于1，表明同一关键词集群的同质程度高，相似度高。

图2 集群结构特征

接下来，以1集群（调峰辅助服务）为例对演化路径的时间线进行解读，其演进轨迹如图3所示。按年份对应到集群中的节点，依次递进解读节点。关键词节点中包含筛选后最相关的文献数据，以此展现研究轨迹的演变。

图3 1号集群演进轨迹

应用场景：探索促进新能源消纳的市场机制，例如去中心化的市场机制可充分反映成员之间的良性竞争；泛在电力物联网下有更多的挑战，例如“边缘-云”计算架构、区块链去中心化等。

市场主体：参与主体由分布式能源转变到多能源耦合。对于分布式能源的管理涉及虚拟电厂、微电网等多种主体的管理方式，商业虚拟电厂的运营机制是目前的研究难点，可考虑其加入辅助服务等交易品种；电储热与风电场联动参与调峰辅助服务，促进消纳弃风；发展到现今考虑控制因素的交互能源机制，从而实现系统能源互动，同时利用分布式调度弥补信息不对称的缺陷。此外，调峰辅助服务市场应发挥火电等传统发电商的深度调峰效益，刺激具备灵活稳定性的市场成员主动参与调峰。

技术连接未来形状，蓝点网络，抽象背景，蓝色背景，网络概念Technological

政策机制：商业模式节点同时连接1号集群内市场机制、分布式能源、泛在电力物联网等多个节点，推动市场改革归根于商业模式的摸索。例如规模化分布式储能提供辅助服务的自盈利模式以及协同共赢的共享储能模式等；从北欧及美国市场机制建设中吸取先进的经验，在能源转型的阶段结合国情因地制宜建设中国特色电力市场的顶层设计，同时调峰辅助服务也是中国特色的交易品种。

2 国内电力市场的核心前沿

本节数据来源于中国知网CNKI中近五年电力市场相关的文献，总计896篇。结合图谱剪枝，对生成的单年网络或综合网络选择寻径网络算法或者最小生成树算法进行裁剪简化，结果见表2。对比四种方式的综合聚类效果可知，采用寻径网络算法裁剪单年网络的效果最佳。

表2 不同聚类裁剪算法效果对比

1）关键词网络图谱

图谱剪枝后，优化的关键词网络图谱如图4所示。节点叠加成的树环大小表示每年的被引频次，出现频次较高的热点关键词有现货市场、辅助服务以及需求响应等。以现货市场节点为例加以说明，梳理该节点及其连接关系。

图4 关键词网络图谱

现货市场节点以及连接如图5所示，从其连接关系中可以看出，目前现货市场中存在不平衡费用、与中长期市场的衔接以及串谋竞价等问题。这些问题归根结底在于市场机制的不成熟，而市场机制中的重要环节之一是电价的机制设计。

其大致可分为两种思路：①采用新方法的传统定价模式，如利用多智能体强化学习确定节点边际电价；②采用新的定价模式仍处于摸索阶段，如凸包定价模式。此外，新兴的交易品种有金融输电权，金融产品的衍生能够更加还原电力的商品属性。

图5 现货市场节点

由此看来，在知识图谱中可以选择任意感兴趣的节点并加以剖析，这种方式较为主观，当节点众多、连接复杂时难以把握整个图谱最核心的部分。接下来从节点的权重角度，探测出图谱的关键核心节点，以此捕捉电力市场相关的核心前沿。

2）关键核心节点

结合节点权重计算，以突现性和中介中心性作为衡量，探测出关键节点，并在图谱中反映出关键节点。知识图谱中，突现性表现为节点中心的红色引用环，中介中心性表现为节点最外围的粉色引用环。

1）突现节点

以最小持续时间1年，寻找到12个突现词，结果见表3。黑色方块对应时间轴2016~2020年中的突现年份。

表3 关键节点-突现词表

由表3可知，能源互联网与电力市场改革属于研究背景的突现。在此背景下，针对综合能源系统的能源市场的推行，服务商参与市场的行为决策以及多能源耦合的网络阻塞管理等问题仍在研究中。同时，电力市场改革突现的时间点与中央发布《进一步深化电力体制改革的（中发[2015]9号）文件》的时间相吻合。此外，突现性还体现在市场主体、交易品种以及应用场景等。

以辅助服务为代表的交易品种是近五年突现强度最高的关键词，其包含的交易品种调频与深度调峰持续突现3年，这表明目前电力市场还在探索辅助服务相关的研究。因此，以此节点为例，回溯至网络图谱并加以解析，图谱如图6所示。

图6 辅助服务节点

从网络图谱中辅助服务节点及其连接关系可以看出，分布式电源凭借灵活调节的优势成为辅助服务市场的核心成员，如何整合其灵活性挖掘潜在市场力仍需进一步探索。交易品种中广泛应用的是深度调峰，在此环节中需求响应的参与越来越受到重视，要加强需求响应主动参与市场，如利用强化学习等算法得出其最优决策。

2）中介中心节点

从高到低排列节点的中介中心性，选取前8个中介中心性词，结果见表4。寻找的中介中心性词中，市场主体相关的最多，研究对象因更多考虑的为主动配电网、电动汽车等。同时，应用场景中最新颖的是商业模式。主动配电网是中介中心性最高的关键词，接下来以此节点为例解析。

表4 关键节点-中介中心词表

主动配电网节点及其连接如图7所示。首先，主动配电网融合了多个领域内的研究，例如可再生能源、电动汽车等，目前研究借助区块链的存储技术优化交易策略，以此作为智能合约的基础。

图7 主动配电网节点

其次，与鲁棒优化节点相连接，而鲁棒优化应用场景应考虑规划与运行相结合的优化配置。同时，高比例可再生能源的电力市场，应更多地考虑以电动汽车为代表的产消者参与能量交易市场的商业模式。

本文编自2022年第11期《电工技术学报》，论文标题为“基于知识图谱的国内外电力市场研究综述”。本课题得到了国家自然科学基金和上海市科学技术委员会资助项目的支持。