一文读懂电力市场联合出清

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你可能听说过“电能量市场”“调频辅助服务”，也大概知道它们是分开交易的。但在浙江，这两个市场被“绑”在一起算账。

为什么非要绑？绑了之后到底省了多少钱？这背后又动了谁的奶酪？

我们从一次真实的电网调度决策讲起。

一、一个让调度员头疼的“二选一”

假设现在浙江电网的调度员小王面临这样一个局面：下午两点，光伏大发，系统频率有点波动，需要预留300兆瓦的向上调频容量（也就是随时能多发的备用能力）。同时，全省用电负荷还需要1000兆瓦的电能量。

手头有两类机组可用：

- A机组：一台超超临界百万千瓦煤机。发电报价很低，只要0.32元/千瓦时。但它已经带满了900兆瓦负荷，离上限只剩100兆瓦的空间。如果要它提供调频，必须先把发电负荷降到850兆瓦，腾出150兆瓦来响应调频指令。

- B机组：一台9H型燃气机组。发电报价稍高，0.42元/千瓦时。目前只带了400兆瓦，离上限还有600兆瓦的裕度，而且燃机的爬坡速度更快，调频性能更好。

如果按照传统的“顺序出清”做法（先买电，再买调频），系统会先让A机组多发便宜的电，甚至让它发到950兆瓦（接近极限），然后发现调频容量不够了，只好去找B机组高价买。最后算账：电能量成本是低了，但调频成本上去了，而且B机组为了调频，发电出力被迫抬高，把部分便宜煤电挤掉了——总体账单反而更高。

小王需要的是一个能同时看两笔账的工具：到底是让A机组少发一点电、腾出调频空间更划算，还是让B机组多发一点电、同时承担调频任务更划算？

这就是联合出清要回答的问题。

二、联合出清

联合出清定义是：在一个统一的优化模型中，同时决策电能量的机组出力计划和调频辅助服务的容量分配，以两者总成本最小为目标。

但这里面有一个物理硬约束：任何一台发电机，在同一时刻，它的“发电功率”加上“承诺提供的向上调频容量”不能超过它的最大出力上限。

这个约束听起来像废话，其实是联合出清的精髓。它强迫系统去回答一个经济学问题：你让这台机组多发一度电，代价是它失去了多少调频能力？这个失去的调频能力又需要花多少钱从别处补回来？

举个例子。假设在某个15分钟的时段里，现货电价预期会涨到0.8元/千瓦时（比如晚高峰）。此时一台燃气机组如果提供10兆瓦的向上调频容量，它就必须预留出10兆瓦的发电能力（不能发满）。那这10兆瓦如果拿去发电，按0.8元/千瓦时算，每小时能赚800元。所以它提供调频的报价绝不会低于800元/兆瓦·小时——这就是机会成本。

联合出清模型会自动识别这种机会成本，并在全局最优解中决定：是接受这个高价调频，还是调整其他机组的发电计划来避免这个高价。

没有联合出清，调频价格往往拍脑袋估算；有了联合出清，调频价格就是“被挤出的电能量收益”的真实反映。

三、顺序出清 vs 联合出清

为了看清差距，我们不妨把顺序出清和联合出清放在一起比一比。

顺序出清（老办法）：

1. 先跑电能量市场，不管调频需求。目标：发电成本最低。2. 得到一份机组发电计划后，再看哪些机组还有剩余容量，从中挑选便宜的来提供调频。

毛病出在哪？第一步就错了。因为第一步决策时完全没考虑调频的“预留”需求，导致第二步可选资源要么贵、要么远、要么慢。更糟的是，第一步可能已经把某些性能好的机组推到了满发状态，导致它们彻底失去调频资格——系统被迫去调用更差的资源。

联合出清（浙江现在的做法）：

1. 把电能量报价和调频报价同时输入一个数学模型。2. 模型包含两类关键约束：功率平衡约束（发电=用电）、调频容量约束（预留的总调频能力≥系统需求）、以及每台机组的“发电+调频≤最大出力”约束。3. 模型输出：每台机组发多少电、提供多少调频容量，以及两者的边际价格。

本质上，联合出清是在计算替代效应：用一部分相对便宜的电能量去“置换”昂贵的调频容量，直到两者的边际替代成本相等。用经济学的语言说，最后出清的节点边际电价，已经内生了调频的机会成本。

这也是为什么在联合出清的市场里，你经常看到现货电价和调频价格呈现此消彼长的关系——不是因为它们故意联动，而是因为优化算法在每一分钟都在做边际权衡。

四、浙江的实践：为什么是调频，不是备用？

有人会问：辅助服务有很多种（调频、备用、无功、黑启动等），为什么浙江联合出清先拿调频“开刀”？

答案藏在新能源的波动特性里。

2025年，浙江的风光装机容量已经超过6500万千瓦，占全省发电总装机的接近四成。但光伏的分钟级波动率可以达到装机容量的15%以上——一个晴天午后飘来一片云，3分钟内可能掉下去100万千瓦出力。

这种快速波动，只能用调频（响应时间几秒到几十秒）来平抑，不能用旋转备用（响应时间5-15分钟）。调频成了新能源高渗透率下最稀缺、最昂贵的辅助服务。

浙江的交易规则里，调频市场设计得很有意思：它采用“容量+里程”双重结算。你承诺提供10兆瓦调频容量，系统先给你容量费；你实际响应了多少调频指令（比如上下调节了200兆瓦的里程），再给你里程费。联合出清模型里同时优化了容量和里程的机会成本，比单纯优化容量更精细。

数据可以说明效果。浙江电力交易中心在2024年试运行期间做过一次对比（内部模拟）：在同样的负荷曲线和新能源出力场景下，顺序出清的系统总成本（电能量+调频）约为2.38亿元/日，而联合出清降到了2.21亿元/日，节省了约7.1%。其中调频成本下降了将近22%，电能量成本反而微增了1.8%——因为部分便宜煤电被“让位”给了燃气机组。但总盘子是省的，这就够了。

五、联合出清给谁带来了实惠？

从上面这个数据也能看出，联合出清不是“所有人都在同一个方向上受益”。它本质上是一次利益的重新分配。

煤电企业：日子没那么舒服了。以前靠超低发电报价就能锁定高负荷率，现在不行了。因为调度会在高调频需求的时段，强制让你少发甚至停机，腾出调频空间给别人。煤电的利用小时数可能下降，但调频补偿收入上升——如果你机组性能好、响应快的话。所以在联合出清规则下，煤电企业开始抢着搞灵活性改造，不是为了多发电，而是为了多卖调频。

燃气机组：最大的赢家。燃机天生爬坡快（每分钟5%-10%额定容量），联合出清里它的调频机会成本比煤电低得多。很多燃气机组甚至主动压低发电报价，就为了被调度选上，然后靠调频容量费赚钱。业内有个玩笑：燃气电站的利润表，以后得把“辅助服务收入”单独列一行了。

新能源场站：表面看没直接参与调频（目前多数省份不强制新能源提供调频），但联合出清降低了整体系统的调频采购成本，从而间接降低了新能源消纳的“系统平衡成本”。换句话说，电网公司不再需要为调频单独备一大笔高价预算，这部分节省会传导到新能源的弃电率上——弃电更少了。

用户：最终受益者。7%的系统总成本下降，一部分会体现在现货市场平均电价的稳定上。浙江2025年入夏以来的数据显示，联合出清运行后，尖峰时段现货电价波动率比去年同期下降了约12%。不是因为电价低了，而是因为价格信号更合理了，不再出现调频资源紧缺时电价突然跳涨几十倍的“尖刺”。

六、为什么不是所有市场都搞联合出清？

联合出清听起来像“万能解药”，但它也有门槛和代价。国内到现在也只有广东、山西、浙江等少数省份真正实现了电能量与调频的联合出清（而且是15分钟级的滚动优化）。

七、未来的演化：从“电+调频”到“电+调频+备用+爬坡”

浙江的联合出清目前还只绑定了电能量和调频。但下一个该绑谁？业内共识是：爬坡辅助服务。

爬坡（ramping）和调频不同。调频是秒级响应、小幅度、高频次的调节；爬坡是分钟级到小时级、大幅度、方向性的功率变化。新能源的“晚高峰快速爬坡”（太阳落山时光伏骤降，需要燃气机组快速顶上）就是一个典型场景。

美国CAISO（加州独立系统运营商）已经在2023年实现了“电能量+调频+爬坡”的三重联合出清。国内山东也在探索。预计浙江在2026-2027年会跟进。到时候的模型会更复杂——因为爬坡约束要同时看前后几个时段，机组的爬坡速率成为关键变量。

再往后，储能、虚拟电厂、甚至电动汽车都会作为双向调节资源参与联合出清。一台储能电站可以同时申报：充电（负电能量）、放电（正电能量）、提供向上调频、提供向下调频。四种模式共享同一个功率上限，联合出清模型会帮它决定每一刻钟应该处于哪种状态最划算。

到那个时候，“联合出清”就不再是调度员后台的算法，而是整个电力系统的操作系统内核。

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