推广 热搜: 采购方式  滤芯  带式称重给煤机  甲带  气动隔膜泵  减速机型号  无级变速机  链式给煤机  履带  减速机 

电力交易|电价预测|虚拟电厂国内外核心研究综述报告(2023—2026)

   日期:2026-04-30 08:41:07     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
电力交易|电价预测|虚拟电厂国内外核心研究综述报告(2023—2026)

去三年,电力交易领域正在经历技术与市场的双重跃迁

  • 国内:中国电力现货市场加速扩围,2025年底前已实现省级基本全覆盖;VPP国家级政策(发改能源〔2025〕357号)出台,标志着虚拟电厂进入规模化发展新阶段;AI大模型开始渗透电力交易、功率预测、需求侧管理等核心环节。
  • 国际:深度强化学习(DRL)已成为电力市场竞价策略研究的主流范式;Transformer架构全面替代LSTM成为电价预测的最优模型;VPP优化正从单目标转向多目标协同,多智能体系统(MARL)与LLM融合成为前沿。
  • 交叉方向:LLM+电力市场仿真、AI Agent自动竞价、绿电-碳市场-现货三市联动成为2024—2026年最热研究方向。

核心判断:AI电力交易大模型具备显著产业价值,技术路径清晰,市场窗口正在打开。

一、中国电力市场:政策与市场格局(2023—2026)

1.1 现货市场建设全面提速

政策信号:2025年底前发电企业需全面参与省间现货购电,2026年研究售电公司、用户直接参与机制。

1.2 绿电与绿证市场快速扩容
  • 截至2024年底,全国累计核发绿证 49.55亿个,同比大幅增长
  • 2025年3月,国家能源局明确将从价格、时间、空间、品类四个维度优化绿证市场
  • 目标:2027年绿证市场交易制度基本完善,建立全国统一绿证价格指数
  • 绿电交易采用电能量+绿证双交易、分开结算模式,溢价机制逐渐形成

1.3 VPP政策里程碑

2025年4月11日,国家发改委、国家能源局联合发布《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》(发改能源〔2025〕357号)——这是VPP领域迄今最重要的国家级顶层文件。

核心要点:

  • VPP可按独立主体身份参与中长期市场、现货市场及辅助服务市场
  • 聚合的分散资源在VPP聚合期间不得同时独立参与市场
  • 健全支持VPP发展的政策和市场体系
  • 鼓励民营企业等各类社会资本参与VPP建设运营

二、电价预测(Electricity Price Prediction):方法演进

2.1 研究全景

电价预测是电力市场参与者制定竞价策略、风险管理的核心工具。近三年,深度学习方法全面主导,Transformer架构成为新标杆

方法分类(来源:清华大学分布式能源期刊2024综述、中国电力2025综述)

2.2 重点论文速览

① 基于机器学习方法的现货电价预测研究综述

来源:《中国电力》2025年第2期
核心贡献:系统梳理全国统一电力市场下现货电价特点,构建"预测机制-模型类别-评价体系"三层框架
关键发现:多源数据融合(气象+负荷+可再生出力)可提升预测精度15%—25%

② Deep Learning for Electricity Price Forecasting: A Review

来源:arXiv 2602.10071,2026年2月
核心贡献:最新深度学习电价预测全景综述,涵盖LSTM、Transformer、图神经网络等主流架构
关键发现:Transformer类模型在日前市场(Day-Ahead)预测中MAE普遍优于LSTM 10%—20%

③ Enhanced Transformer-BiLSTM Deep Learning Framework for Day-Ahead Electricity Price Forecasting

来源:IEEE,2025年8月
核心贡献:提出Transformer+双向LSTM混合框架,在日前市场竞价决策中实现最优精度
实测指标:MAPE < 3.5%,在西班牙OMIE市场验证

④ A Transformer Approach for Electricity Price Forecasting

来源:arXiv 2403.16108,2024年3月(斯坦福/麻省理工联合)
核心贡献:首次系统验证纯Transformer架构在电价预测中的优越性,无需RNN辅助
关键结论:自注意力机制能有效捕捉电价的"尖峰+价格跳跃"非线性特征

⑤ 电力市场价格预测的综述与展

来源:清华大学《分布式能源》2024年12月
核心贡献:国内最权威综述之一,系统对比国内外24种预测方法
关键发现:中国现货市场价格受政策干预影响显著,纯数据驱动模型需引入政策特征工程

2.3 技术趋势判断

2023 ──→ LSTM+集成学习主流2024 ──→ Transformer架构崛起,图神经网络入场2025 ──→ LLM融入市场情绪分析,多模态预测2026+ ──→ LLM Agent自动竞价,闭环决策系统
关键技术挑战(仍未解决):
  • 极端电价事件(价格尖峰/暴跌)预测精度仍低
  • 跨省价格联动机制建模不足
  • 中国特有政策变量的量化嵌入难度大
  • 模型可解释性与监管合规性矛盾

三、电力交易竞价策略:强化学习的主战场

3.1 研究核心问题

电力市场竞价策略研究关注:给定市场出清机制,如何最大化收益的同时规避风险?这本质上是一个不完全信息动态博弈问题

3.2 深度强化学习(DRL)成为主流范式

代表性论文(2024—2026):

3.3 LLM进入竞价策略研究(前沿突破)

①Large Language Model-Based Bidding Behavior Agent and Market Sentiment Agent-Assisted Electricity Price Prediction

来源:IEEE,2024年12月
方法:微调预训练LLM,构建竞价行为Agent(预测他方报价)+市场情绪Agent(解读政策文本)
意义:首次将LLM引入电力市场竞价全链路,日前电价预测精度显著提升

②Leveraging Large Language Model Based Agent for Automated Electricity Market Modelling and Simulation

来源:Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 2025年11月
贡献:提出LLM驱动的电力市场自动化仿真框架,可生成市场参与者行为模型

③LLM-Enhanced Multi-Agent Reinforcement Learning for Real-Time P2P Energy Trading

来源:arXiv 2507.14995,2025年7月
方法:LLM-MARL融合框架,用于P2P实时能源交易
关键:LLM负责高层次策略推理,MARL负责实时执行,分工协作
3.4 竞价策略研究趋势
传统优化(线性规划/动态规划)       ↓启发式算法(遗传算法/粒子群)       ↓深度学习(LSTM竞价预测)       ↓DRL(单Agent自主竞价)← 当前主流       ↓MARL(多主体博弈)← 研究前沿       ↓LLM+MARL(语义理解+策略执行)← 最新方向
四、虚拟电厂(VPP):从技术研究到规模化商业

4.1 全球研究热度空前

VPP是过去三年国际能源领域论文增速最快的细分方向之一。主要原因:

  • 可再生能源渗透率上升带来的灵活性缺口
  • 电力市场开放为VPP提供商业化路径
  • 人工智能技术成熟使聚合控制成为可能

4.2 核心综述文献

① AI-Driven Virtual Power Plants: A Comprehensive Review

来源:Energies(MDPI),2026年1月
核心贡献:从方法论、功能、架构三维度梳理VPP从规则控制到智能自主的演进路径
分类:监督学习→强化学习→多智能体→LLM驱动,构成完整技术演进谱系

② Review on Virtual Power Plants/Virtual Aggregators: Concepts, Models, Technologies

来源:Renewable & Sustainable Energy Reviews,2025年4月
核心贡献:分析VPP与辅助服务市场、能量市场的交互机制,给出全球市场进入策略对比
关键数据:欧洲VPP聚合装机规模2024年突破100GW,中国VPP可调节资源约50GW

③ A Systematic Review of Virtual Power Plant Configurations and Optimization

来源:Renewable & Sustainable Energy Reviews,2026年
核心贡献:最新系统综述,聚焦市场交互、优化技术、实际实施
发现:三阶段优化(资源预测→竞价决策→实时调度)正在成为行业标准框架

④ Advances in Virtual Power Plant Operations: A Review of Optimization Models

来源:IEEE,2025年7月
核心贡献:梳理VPP优化模型最新进展,重点分析不确定性处理方法
关键方法对比:鲁棒优化 vs. 随机优化 vs. 分布鲁棒优化

⑤ 市场环境下灵活性资源虚拟电厂聚合调控关键技术综述

来源:中国电机工程学会,2024年12月
核心贡献:国内最权威VPP技术综述,覆盖VPP全链路运营技术挑战
重点:聚合控制→竞价策略→市场结算→绩效评估全流程梳理

4.3 VPP控制架构演进

国内VPP市场参与架构(典型):
上层:参与电力交易中心  ├── 中长期合约市场(基础电量)  ├── 日前现货市场(竞价)  └── 辅助服务市场(调频/备用)下层:实时控制层  ├── 工商业可调负荷  ├── 分布式光伏/储能  └── 充电桩/电动汽车

4.4 VPP优化关键技术

① 多目标协同优化(主流方向)

目标:经济收益 ↑ + 碳排放 ↓ + 电网调节贡献 ↑
代表:Deep Reinforcement Learning-Based Multi-Objective Optimization(MDPI Processes,2025)
方法:深度强化学习驱动的集成优化框架

② 分布式鲁棒优化(抗不确定性)

代表:Distributed Robust Optimization for Multi-Energy VPP Clusters(Nature Scientific Reports,2025)
场景:高海拔/极端气候地区,双范数不确定集合建模

③ 三阶段优化框架

代表:Enhancing VPP Efficiency: Three-Stage Optimization(Energy Informatics,2025)
阶段:预测层(Forecasting)→ 调度层(Scheduling)→ 控制层(Control)

④ 多智能体强化学习(MARL)竞价

代表:Optimal Bidding Strategy for Price-Maker VPP using MATD3(Energy,2024)
算法:多智能体孪生延迟深度确定性策略梯度(MATD3),日前市场价格制定者博弈

4.5 中国VPP现状与挑战

已取得进展:

全国已有多省份开展VPP参与电力市场试点(上海、浙江、广东、山西等)
邀约型VPP向市场化VPP转型加速,部分省份已实现现货竞价
国家级政策体系基本确立(2025年357号文件)

核心挑战(学术界共识):

  • 资源聚合异质性:光伏、储能、负荷响应时间尺度差异大,统一建模困难
  • 预测不确定性:新能源出力与用电负荷双端不确定性,影响竞价精度
  • 市场规则适配:现货价格结算周期(15分钟/5分钟)与VPP调度能力的匹配
  • 数据孤岛:资源侧数据标准不统一,实时数据获取成本高
  • 盈利模式单一:主要依赖辅助服务收入,现货套利机制尚不成熟

五、AI大模型与电力行业的融合(2024—2026最热前沿)

5.1 应用场景矩阵

5.2 国内电力大模型进展

根据2025年公开信息:

国家电网、南方电网:已部署内部电力大模型,覆盖调度、营销、客服
能源AI初创公司(兰木达、清能互联、朗新研究院等):专注功率预测+电力交易垂类
学术前沿:《基于大语言模型的电力系统预测技术研究综述》(中国电机工程学报,2025年10月)系统梳理LLM在负荷预测、新能源预测、电价预测三大场景的应用

国内产业判断(央广网2025年9月):"未来将深化大模型在功率预测、电力交易、虚拟电厂等场景的应用,依托技术优势,在新能源信息化服务市场保持领先,把握政策红利与行业机遇。"

5.3 LLM在电力领域的独特价值

与通用预测模型相比,LLM提供三种额外能力:

  • 政策文本解读:将政策文件量化为竞价参数调整信号
  • 多模态融合:同时处理数值数据、文本报告、天气预警
  • 少样本学习:新省份现货市场启动初期数据稀少时仍可工作

六、国际前沿:关键结论汇总

6.1 方法论层面

6.2 市场应用层面

  • 欧洲:VPP商业化最成熟,Next Kraftwerke等企业聚合规模超10GW
  • 美国:P2P交易与DR(需求响应)研究领先,FERC Order 2222推动VPP入市
  • 中国:制度建设最快,2025—2026年是VPP商业化关键窗口期
  • 澳大利亚:Tesla Virtual Power Plant等商业项目验证了住宅VPP可行性

七、研究空白与机会方向

基于文献分析,以下方向存在显著研究空白或产业机会

7.1 技术空白

  • 中国特色现货市场价格预测:国内现货市场价格受政策干预、输电阻塞、省间壁垒等因素影响,现有国际模型迁移效果差,需专门建模
  • 多市场联动优化:现货+辅助服务+碳市场+绿证四市场联动套利策略,研究极少
  • 极端价格事件预测:负电价、限价清零等极端情形建模方法缺失
  • VPP聚合异质资源统一建模:光储充放+可调负荷的实时状态估计仍是难题

7.2 产业机会


参考文献索引

国内期刊/政策文件

  1. 《基于机器学习方法的现货电价预测研究综述》,《中国电力》,2025年2月,DOI: 10.12204/j.issn.1000-7229.2025.02.014
  2. 《电力市场价格预测的综述与展望》,《分布式能源》清华大学,2024年12月,DOI: 10.16513/j.2096-2185.DE.24090727
  3. 《市场环境下灵活性资源虚拟电厂聚合调控关键技术综述》,中国电机工程学会,2024年12月
  4. 《新型电力系统中的虚拟电厂研究综述》,《电力工程技术》,2025年6月
  5. 《基于大语言模型的电力系统预测技术研究综述》,中国电机工程学报,2025年10月,DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.24152
  6. 《大模型在电力行业的应用与挑战》,《电网技术》,2025年6月
  7. 《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》,发改能源〔2025〕357号,2025年4月11日
  8. 《关于全面加快电力现货市场建设工作的通知》,国家发改委/国家能源局,2025年4月
  9. 《2024年度中国电力市场发展报告》,国家能源局/电规总院,2025年7月

国际期刊

  1. "Deep Learning for Electricity Price Forecasting: A Review," arXiv:2602.10071, Feb. 2026
  2. "Enhanced Transformer-BiLSTM Deep Learning Framework for Day-Ahead Electricity Price Forecasting," IEEE, Aug. 2025
  3. "A Transformer Approach for Electricity Price Forecasting," arXiv:2403.16108, Mar. 2024
  4. "Large Language Model-Based Bidding Behavior Agent and Market Sentiment Agent-Assisted Electricity Price Prediction," IEEE, Dec. 2024
  5. "Leveraging Large Language Model Based Agent for Automated Electricity Market Modelling," J. Modern Power Systems Clean Energy, Nov. 2025
  6. "LLM-Enhanced Multi-Agent Reinforcement Learning for Real-Time P2P Energy Trading," arXiv:2507.14995, Jul. 2025
  7. "Deep Reinforcement Learning-Based Strategic Bidding in Electricity Markets," Engineering Applications of AI, Dec. 2025
  8. "Deep Reinforcement Learning-Based Bidding Strategies for VPP," IEEE Trans., 2026
  9. "AI-Driven Virtual Power Plants: A Comprehensive Review," Energies (MDPI), Jan. 2026
  10. "Review on Virtual Power Plants/Virtual Aggregators," Renewable & Sustainable Energy Reviews, Apr. 2025
  11. "A Systematic Review of Virtual Power Plant Configurations and Optimization," Renewable & Sustainable Energy Reviews, Jan. 2026
  12. "Advances in Virtual Power Plant Operations: A Review of Optimization Models," IEEE, Jul. 2025
  13. "Optimal Bidding Strategy for Price-Maker VPP using MATD3," Energy, 2024
  14. "Distributed Robust Optimization for Multi-Energy VPP Clusters," Nature Scientific Reports, Dec. 2025
 
打赏
 
更多>同类资讯
0相关评论

推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报  |  皖ICP备20008326号-18
Powered By DESTOON