第5期[一区论文代码]-日前 vs 实时市场:储能参与模式如何优化脱碳经济性?
- 2026-01-26 20:41:47
第5期[一区论文代码]-日前 vs 实时市场:储能参与模式如何优化脱碳经济性?
在 “双碳” 目标下，储能作为可再生能源消纳的 “缓冲器” 已成刚需，但市场化环境中，储能运营商追求利润最大化，如何让其行为贴合 “降本 + 脱碳” 的社会福利目标？Joule 最新研究给出了科学答案。 研究构建两阶段电力市场模型，完美还原北美主流市场架构，覆盖储能三种参与模式，是分析的核心基础（图 1）。 
图 1. 基于主体建模的储能市场参与模型总览（图片序号为论文中序号 1）模型核心：日前市场提前 24 小时调度机组，解决资源规划问题；实时市场应对供需波动，维持实时平衡。储能可选择单一市场或双市场参与，通过竞价决定充放电行为。该模型突破传统 “价格接受者” 假设，首次将储能竞价策略与系统级成本、排放直接挂钩，更贴近实际市场博弈。 通过 ISO 新英格兰系统仿真（76 台机组、3 种风电渗透率、5 种储能容量），得出核心结论： 
图 2. 不同风电渗透率下的系统成本与碳排放量 (A–C) Generation costs under (A) low, (B) medium, and (C) high wind penetrations. (D–F) Carbon emissions under (D) low, (E) medium, and (F) high wind penetrations. 低风电场景下，1GW 储能即可达最低成本；高风电场景需 3.75GW，超量后因充放电效率损耗，成本反而上升，这为储能规划提供了 “容量上限” 参考。 如何平衡 “便宜电” 与 “低碳电”？Pareto 前沿分析给出了精准比例（图 4）。 
图 4. 消费者支付成本与碳排放量的 Pareto 前沿高风电 + 5GW 储能场景下，83% 储能参与 DA+RT、17% 参与 RT 时，实现 $32.85/MWh 成本与 0.0922 吨 / MWh 排放的最优平衡；若追求 100% 脱碳导向，用户成本将飙升 52%。这一结论直接回应了 “脱碳不能以牺牲电价可负担性为代价” 的行业关切。 
图 5. 不同场景下三种参与模式的综合表现雷达图高风电 + 高储能场景中，DA+RT 模式在可持续性（减排）上领先，RT 模式在经济性和价格稳定上占优。雷达图直观呈现了不同模式的多维度表现，为不同目标导向的市场设计提供了清晰参考。
Qin X, Xu B, Lestas I, et al. The role of electricity market design for energy storage in cost-efficient decarbonization[J]. Joule, 2023, 7: 1–14. 开源代码链接：https://github.com/Huskyseen/Storage_Market 本文内容基于论文原文提炼，部分表述借助 AI 生成，仅供学术交流参考，具体技术细节请以原文为准。若涉及侵权或内容错误，请联系删除。实际工程应用中，需结合具体场景验证算法可行性。 欢迎业务合作交流，邮箱：power_journal_code@163.com 第4期[一区论文代码]-对抗储能不确定性！PPO 算法解锁弃风弃光 + 混合储能调度新方案 第3期[一区论文代码]-储能套利遇瓶颈？变充放电效率 + 电价不确定怎么破？解析 SDP 算法 1 秒求解 第2期[一区论文代码]-6 种电池技术 + 4 大应用场景！住宅 PV 储能系统盈利指南 第1期[一区论文代码]-储能套利还在靠规则？Rainbow 深度强化学习给微电网一个更“聪明”的选择
储能是电力系统脱碳核心，但市场化运营中利润导向与社会福利的契合度依赖市场设计。本文基于 ISO 新英格兰测试系统，构建两阶段（日前 + 实时）市场模型，对比三种储能参与模式，发现日前市场减排效果最优、实时市场降本效率最高，双市场参与（DA+RT）兼顾两者优势。通过 Pareto 前沿分析量化成本 - 减排权衡关系，提出最优参与比例，开源框架可为政策制定与项目运营提供支撑，填补了储能竞价策略与系统级分析的研究空白。
关键词：电力市场设计、储能、脱碳、成本优化、日前市场、实时市场
核心亮点
不对称效应精准破题：首次明确日前 / 实时市场的功能分化，解决 “储能参与市场如何兼顾降本与脱碳” 的行业核心痛点；
量化影响数据支撑：量化市场设计对用户成本（53%）和减排（16%）的影响幅度，为政策制定提供精准依据；
Pareto 前沿给出实操方案：通过调节储能参与比例，实现成本与减排的最优平衡，可直接指导储能项目运营。
一、模型框架：复刻真实市场运行逻辑
该模型的优势在于贴合市场化运行逻辑，避免了理想假设与实际脱节的问题，但仅覆盖北美池式市场设计，对欧洲日内市场等其他架构的适用性需进一步验证。
二、关键发现：三种模式各有专攻
1. 成本与排放的模式分化（图 2）
日前市场（DA）：减排 “王者”—— 通过替代火电机组，碳排降低最显著，但可能因实时调度峰荷机组导致成本上升；
实时市场（RT）：降本 “能手”—— 利用价格波动套利，系统成本最低，但减排效果有限，且容量超阈值后成本反弹；
双市场参与（DA+RT）：综合最优 —— 碳排最低且成本可控，是大规模储能的优选方案。
2. 容量饱和效应需警惕
该发现为储能项目规划提供了量化依据，但未考虑长时储能与短时储能的特性差异，不同技术类型的饱和阈值可能不同。
三、权衡之道：Pareto 前沿的量化答案
四、综合表现：多维度雷达图对比（图 5）
雷达图的多维度评价体系全面，但未纳入储能投资成本回收周期等长期指标，对项目全生命周期评估的支撑有待完善。
总结
核心结论
电力市场设计是储能实现 “降本 + 脱碳” 的关键，日前与实时市场功能不对称；
双市场参与模式综合最优，储能参与比例需根据风电渗透率动态调整；
市场设计对用户成本影响达 53%，减排影响达 16%，量化数据支撑政策优化。
应用前景
政策层面：指导电力市场改革（如加州储能市场规则优化），制定差异化激励政策；
项目层面：辅助储能项目选择参与模式，优化运营策略，提升收益与社会价值；
规划层面：支撑高比例可再生能源系统的储能容量配置与市场机制设计。
优缺点与未来方向
参考文献
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