前言

能源是国民经济快速稳定发展和社会经济系统正常运转的重要物质基础，是城市生产和生活不可缺少的动力系统，而以煤炭为主的一次性能源，具有环保性不高、资源有限等弊端，因此，需要使用清洁能源发电，以降低和弥补由常规能源发电产生的一系列问题。然而，以风、光为主的清洁能源出力具有不确定性，会引起系统频率的较大波动，严重影响电能质量。因此，为了保证新能源电力系统的稳定运行，必须研究清洁能源发电的发展模型，并为其设计一定的政策机制，进而发挥清洁能源在降低煤炭使用量、优化用电结构、保护环境以及可持续发展等方面的重要作用。

为了增强清洁能源发电的科学性和合理性，促进清洁能源全面、协调、可持续发展，充分利用高等院校能源科研机构和平台，汇聚国内外能源行业的专家资源和信息资源，北京市教育委员会和北京市哲学社会科学规划办公室组织有关专家，经过全面的考核和严格的评审，于2006年11月1日正式批准在华北电力大学设立“北京能源发展研究基地”（以下简称“能源基地”），并于2007年1月26日正式授牌。

能源基地成立后，坚持“聚能会源，咨政立言”的发展理念，与国务院和北京市政府能源管理部门及相关职能部门紧密配合，为国家制定能源战略、能源规划、能源政策和能源法规提供理论研究成果和专家智力支持，努力建成以科学研究、学术队伍建设为重点，注重高层次人才引进和人才培养，开展高端学术交流，集科研、咨询、教学和培训于一体，具有学术原创力和特色竞争力的能源科研机构。

针对我国目前清洁能源发电过程中存在的重大问题，北京能源发展研究基地组织科研人员开展重点研究并积极建言献策，形成了专题研究成果，形成了本书。本书共分十一章。

第一章为促进清洁能源发展的电力体制改革政策分析。该部分重点对我国有关清洁能源发电发展的政策性文件进行梳理和分析，首先，从立法扶持、助力消纳和引导消费三个阶段详细梳理我国可再生能源政策；其次，从北京、天津、河北地区重点分析我国清洁能源纲领性政策文件；再次，从绿色证书交易制度和碳交易等清洁能源绿色政策角度梳理国内外能源政策的发展，总结国外的先进经验；最后，总结京津冀电力市场改革的关键。

第二章为国内外清洁能源发电发展的现状分析。该部分首先从国内和国外两个角度分析清洁能源发电的基本情况；其次，基于对发展现状的研究，指出目前清洁能源发电存在的问题；最后，以北京市为例，研究其清洁能源的发展目标，以确定目标与清洁能源发电的发展实际之间存在的差距，进而进行有针对性的改进。

第三章为清洁能源集成虚拟电厂运营优化模型。该部分以虚拟电厂为依托，构建虚拟电厂调度优化模型，重点研究虚拟电厂在促进清洁能源发电消纳等方面的重要作用。

第四章为清洁能源集中电采暖运营优化与价格测算模型。该部分重点研究电采暖促进清洁能源消纳的积极作用。首先，对电采暖技术和其发展现状进行分析，构建以京津冀为例的电采暖优化模型；其次，在此基础上，构建电采暖价格上限和下限测算模型；最后，设计多场景，对电采暖效益进行模拟分析。

第五章为清洁能源替代传统发电模型。该部分首先梳理京津冀地区清洁能源的发展现状；其次，提出太阳能电能替代和风力电能的途径；最后，分析联合储能系统参与的电能替代路径，并进行对应的算例分析，以验证模型的适应性和有效性。

第六章为计及资源互补特性的风光水储耦合系统运行模型。该部分首先介绍了耦合系统；其次，提出耦合系统多目标调度模型，并提出多目标模型的求解算法；最后对风光水储耦合系统进行算例分析，验证所提模型的有效性和适用性。

第七章为基于CVaR的能源互补联合系统优化配置模型。该部分首先构建了含风、光、水、储的发电系统，在此基础上构建了风险评估模型；其次，建立了含风电和光伏的电力系统优化调度模型，并进行了算例分析，验证了所提模型的有效性和适用性。

第八章为京津冀电网辅助服务市场建设分析。该部分首先分析了国内外辅助服务市场的发展现状，总结了国际市场化辅助服务市场的借鉴机制；其次，重点分析总结了京津冀电网辅助服务的现状；最后，基于京津冀发展的实际，提出地区辅助服务市场发展的相关建议。

第九章为京津冀电力市场放开的规则设计。该部分首先设计了京津冀地区计划电量偏差考核机制；其次，提出了京津冀地区市场放开下优先电量核算的基本原则；最后，设计了京津冀电力市场平稳过渡的相关规则。

第十章为京津冀发电计划管理模式设计。该部分首先对京津冀电网供应特征进行了梳理；其次，提出了京津冀电网发电计划编制的基本原则；最后，提出了适应新电改形式的京津冀电网发电计划编制方案。

第十一章为京津冀清洁能源电力交易机制与平台设计建议。该部分从电采暖消纳清洁能源发电角度出发，首先假设了京津冀电采暖消纳风电电力交易机制；其次构建了京津冀电采暖消纳弃风交易平台；最后设计了京津冀电采暖消纳风电辅助机制和政策制度。