考慮風(fēng)電消納的電供暖多方合作博弈研究

岳云力，李 倩，方 勇，劉忠華，李笑蓉，岳 昊，武冰清

（1.國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，北京 100038；2.北京化工大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100029）

0 引言

2015 年6 月國家能源局發(fā)布了《關(guān)于開展風(fēng)電清潔供暖工作的通知》，鼓勵推動風(fēng)電清潔供暖技術(shù)的應(yīng)用，促進風(fēng)電消納，同時緩解燃煤供暖帶來的大氣污染問題。風(fēng)電供暖作為近年來發(fā)展的新型供暖模式，不僅能提高北方風(fēng)能資源豐富地區(qū)消納風(fēng)電的能力，緩解北方地區(qū)冬季供暖期電力負荷低谷時段風(fēng)電并網(wǎng)運行困難，還能促進能源的清潔化利用，對改善北方地區(qū)冬季大氣環(huán)境、霧霾天氣有積極影響。在我國風(fēng)力資源豐富地區(qū)推進風(fēng)電供暖的發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

目前已有很多學(xué)者從風(fēng)電供暖的技術(shù)原理和經(jīng)濟性、風(fēng)電供暖實現(xiàn)路徑等方面進行了研究。在風(fēng)電供暖的技術(shù)原理方面，文獻[1]研究了風(fēng)電供熱的原理，并結(jié)合我國風(fēng)電供熱實踐特點，證明風(fēng)電供熱有利于提高低谷風(fēng)電的消納能力，緩解棄風(fēng)現(xiàn)象。風(fēng)電供暖有多種技術(shù)實現(xiàn)方式，文獻[2]比較了風(fēng)能-電鍋爐、風(fēng)能-地源熱泵、風(fēng)光電互補供熱系統(tǒng)、風(fēng)電光熱混合供熱系統(tǒng)4 種供熱系統(tǒng)的能源利用率、供熱能力、采暖價格等，其中風(fēng)能-電鍋爐技術(shù)較成熟且初始投資較低，在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用更為廣泛。風(fēng)電供暖的經(jīng)濟性直接影響其發(fā)展的可持續(xù)性，文獻[3]提出了“回歸電力、市場購電”的風(fēng)電供暖實現(xiàn)路徑和方式，即通過掛牌交易、優(yōu)先調(diào)度、差額收益返還等方式降低風(fēng)電供暖用戶的到戶電價，并提出供暖電量全部由超過保障小時數(shù)之外的電量提供、參與市場化交易風(fēng)電企業(yè)的調(diào)峰輔助服務(wù)分攤費用應(yīng)核減等政策建議，以促進風(fēng)電供暖的進一步推廣。文獻[4-5]提出電采暖負荷參與實時調(diào)峰輔助服務(wù)，構(gòu)建了輔助服務(wù)市場下電采暖消納棄風(fēng)經(jīng)濟模型，并通過算例證明：如果風(fēng)電采暖所需電量集中在負荷低谷時段，則能夠降低耗電運行成本；提高經(jīng)濟可行價格的范圍時，風(fēng)電供暖具有一定的競爭力，同時也具備一定的經(jīng)濟可行性。由于風(fēng)電供暖涉及到多個參與方，只有保障各方的利益才能推動電采暖的可持續(xù)發(fā)展，促進風(fēng)電的消納。文獻[6]通過量化風(fēng)電減排的經(jīng)濟效益，并運用合作博弈理論，分析在合作聯(lián)盟模式下風(fēng)電企業(yè)和電網(wǎng)公司的改進策略，計算合作雙方成本效益變動情況，進而提出了一種使風(fēng)電-電網(wǎng)聯(lián)盟的總收益達到最大值的風(fēng)電場容量規(guī)劃模型。通過上述文獻分析可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電供暖在技術(shù)上具有可行性，能促進風(fēng)電消納，但其成本高、經(jīng)濟可行性較差，電網(wǎng)公司和風(fēng)電企業(yè)的運營成本與經(jīng)營效益、供暖企業(yè)的投資建設(shè)成本、采暖用戶的期望電價等諸多因素都制約著風(fēng)電供暖的發(fā)展。

張家口是國務(wù)院批復(fù)設(shè)立的可再生能源示范區(qū)，風(fēng)力資源豐富，在2017 年前存在較為嚴重的棄風(fēng)現(xiàn)象。為了更好地推動風(fēng)電供暖發(fā)展，張家口于2017 年2 月首次提出建立“政府+電網(wǎng)+發(fā)電企業(yè)+用戶側(cè)”共同參與的四方協(xié)作機制，構(gòu)建了一種具有發(fā)展?jié)摿Φ碾姽┡L(fēng)電消納模式，該模式實施以來取得了很好的經(jīng)濟社會效益，對于風(fēng)力資源豐富的地區(qū)推動電采暖具有典型意義。本文針對風(fēng)電供暖中存在的參與方博弈問題，以張家口地區(qū)為例，從成本收益的角度構(gòu)建風(fēng)電供暖的合作博弈模型，分析電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)在實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電消納情境下的收益與成本，并提出風(fēng)電消納可持續(xù)發(fā)展的政策建議。

1 風(fēng)電供暖的模式與現(xiàn)狀

1.1 風(fēng)電供暖的模式與特點

風(fēng)電供暖的原理是利用電鍋爐將風(fēng)電能轉(zhuǎn)化成熱能，從而滿足供暖需求。風(fēng)電與電鍋爐聯(lián)合供熱的原理如圖1 所示。該系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機組、控制器、電網(wǎng)接口、蓄熱式電鍋爐、循環(huán)泵、散熱設(shè)備、熱網(wǎng)等部分。

圖1 風(fēng)電與電鍋爐聯(lián)合供熱基本原理

目前比較成熟的電鍋爐技術(shù)是電阻式鍋爐和電極式鍋爐，供熱方式可分為蓄熱式和直熱式，典型的集中式電采暖方案見表1。目前應(yīng)用較為廣泛且相對成熟的風(fēng)電供暖方案主要有“風(fēng)電+電熱水鍋爐+蓄熱系統(tǒng)”和“風(fēng)電+固體蓄熱鍋爐系統(tǒng)”[7]。由于蓄熱式電鍋爐能夠?qū)崮芡ㄟ^蓄熱裝置儲存起來，充分利用谷電或棄風(fēng)電能來加熱鍋爐，經(jīng)濟性更為突出。

1.2 風(fēng)電供暖的現(xiàn)狀

2013 年以來，隨著風(fēng)電供暖技術(shù)的不斷成熟，國家政策和財政資金逐步加大了對風(fēng)電供暖的支持力度，陸續(xù)頒布相關(guān)政策法規(guī)促進風(fēng)電供暖的發(fā)展，形成了從中央到地方的多級財政補貼制度。2017 年，財政部等四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展中央財政支持北方地區(qū)冬季清潔取暖試點工作的通知》，明確中央財政將支持試點城市推進清潔方式取暖替代散煤燃燒取暖，確定了包括天津、石家莊等在內(nèi)的首批12 個試點城市，并撥付了總共60 億元獎勵資金。至2019 年，北方清潔取暖試點城市不斷擴容，中央財政累計投入資金已達351.2 億元。風(fēng)電供暖的國家政策及其要點見表2。

表1 集中式電采暖典型方案

表2 風(fēng)電供暖的國家政策及其要點

目前各地實施的風(fēng)電供暖政策對電采暖用戶的支持力度較大，主要采用優(yōu)惠電價、電采暖設(shè)備補貼等措施。由于風(fēng)電的波動性和反調(diào)峰特性，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)也帶來一系列問題，其中較高的棄風(fēng)率成為阻礙風(fēng)電發(fā)展的主要因素之一。為了促進大規(guī)模風(fēng)電消納，各級政府的風(fēng)電供暖政策力度很大，持續(xù)財政補貼使得政府面臨巨大的財政壓力；電網(wǎng)公司需要接入調(diào)風(fēng)調(diào)頻輔助設(shè)備來保證電網(wǎng)正常運行，提高了風(fēng)電供暖的運營成本；風(fēng)電企業(yè)則期望靈活參與不同的市場獲得更高的收益。風(fēng)電供暖參與各方的不同利益訴求導(dǎo)致難以協(xié)同行動，而一方或某幾方持續(xù)性的虧損將導(dǎo)致風(fēng)電供暖難以持續(xù)，進而影響大規(guī)模的風(fēng)電消納，最終影響所有參與方的利益。因此，風(fēng)電消納與電供暖的問題根源在于收益和成本的合理分攤，參與各方需協(xié)同才能實現(xiàn)共同利益。

2 風(fēng)電供暖的合作博弈模型

2.1 合作博弈的參與方分析

目前電采暖的成本依然較高，某一方難以經(jīng)濟性地實施風(fēng)電供暖，需要有規(guī)范的機制來推動其實施。在風(fēng)電供暖實施過程中，政府主導(dǎo)、企業(yè)為主、市場驅(qū)動、全社會共同參與的模式是推進和推廣的主要模式，主要涉及政府、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)公司、綜合能源服務(wù)商（供暖企業(yè)）、用戶、金融機構(gòu)六大主體。張家口的四方協(xié)作機制則將政府、風(fēng)電企業(yè)、電網(wǎng)公司和供暖企業(yè)納入交易機制中，構(gòu)建了風(fēng)電供暖交易平臺。通過詳細規(guī)定各方的權(quán)利和義務(wù)，從政策法規(guī)上進行激勵和約束，促進風(fēng)電供暖的持續(xù)發(fā)展，如圖2 所示。

圖2 四方協(xié)作機制

在該機制下，張家口市政府與國網(wǎng)冀北電力有限公司合作建立了可再生能源電力交易平臺，同時提供補貼和政策支持。風(fēng)電供暖交易平臺由售電方、購電方和輸電方構(gòu)成，其中：售電方是在交易平臺注冊的風(fēng)力發(fā)電項目，即風(fēng)電企業(yè)；購電方是獲取相關(guān)準(zhǔn)入的電力用戶，即供暖企業(yè)；輸電方指電網(wǎng)公司。

電網(wǎng)公司主要是將風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)聯(lián)系起來，對風(fēng)電供暖項目起到一個整體協(xié)調(diào)的作用。風(fēng)電供暖需要電網(wǎng)公司在發(fā)電側(cè)、售電側(cè)與其他主體協(xié)調(diào)合作，制定合理的電價機制、市場機制，同時在電網(wǎng)公司內(nèi)部也要構(gòu)建對風(fēng)電供暖的政策爭取、技術(shù)推廣、示范工程建設(shè)等環(huán)節(jié)，在關(guān)注項目本身經(jīng)濟性的同時，承擔(dān)起節(jié)能減排等社會責(zé)任。

風(fēng)電企業(yè)作為風(fēng)電供暖系統(tǒng)的能源流始端，主要是在發(fā)電側(cè)將清潔能源更多地轉(zhuǎn)化為電能，并通過特高壓輸送；從電能流向來說，風(fēng)電企業(yè)既可以向電網(wǎng)公司提供電能，又可以通過大用戶直供電形式與供暖企業(yè)直接進行交易。

供暖企業(yè)需要投資建設(shè)電供熱的熱力站，利用現(xiàn)有的區(qū)域熱網(wǎng)或者新建熱網(wǎng)向用戶側(cè)（包括居民、工廠、企業(yè)、商場、學(xué)校等）供熱，在保證用戶側(cè)成本不增加的基礎(chǔ)上實現(xiàn)盈利。供暖企業(yè)可與風(fēng)電企業(yè)通過大用戶直供電形式開展風(fēng)電供暖，也可以通過電網(wǎng)公司以三方協(xié)議形式或者市場交易的手段，簽訂購售電協(xié)議，最終要通過降低電價來降低運營成本，增加其自身收益。

2.2 模型假設(shè)

在風(fēng)電供暖的協(xié)作機制中，政府為風(fēng)電供暖出臺相關(guān)支持政策，對各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督與監(jiān)管，保障交易、投資等過程規(guī)范與合法，并要協(xié)調(diào)好各個主體在促進風(fēng)電供暖過程中的關(guān)系，并不參與聯(lián)盟利益的分配，在合作博弈中稱為無為博弈方，不參與合作模型的構(gòu)建。由此，本文構(gòu)建電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)的風(fēng)電供暖三方合作博弈模型，研究三方之間的博弈關(guān)系，并作出如下假設(shè)：

（1）博弈中的主體都是有限理性的，即在決策過程中，各主體根據(jù)獲取的有限信息作出合作與否的決定，并從中選出利益最大化的方案。

（2）參與主體的收益僅考慮風(fēng)電供暖的運營期，即從可持續(xù)風(fēng)電消納的角度出發(fā)，只有參與方持續(xù)從風(fēng)電供暖中盈利才能維持合作。

（3）風(fēng)電供暖所需電量由風(fēng)電企業(yè)保障收購小時數(shù)以外電量提供。根據(jù)張家口地區(qū)的負荷運行曲線，目前超額電量大于風(fēng)電供暖所需電量。

2.3 風(fēng)電供暖的合作博弈模型

風(fēng)電供暖的運營階段，電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)三者無論是各自單獨經(jīng)營還是聯(lián)合經(jīng)營都有一定的經(jīng)濟收益。如果各主體之間的收益不存在抵消性，即合作不會使個體收益減少，聯(lián)合經(jīng)營的總收益超過各自獨立經(jīng)營之和，那么電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)便會選擇合作而放棄單獨行動，并且所有主體都參加合作可以實現(xiàn)收益最大化。因此，需確定參與方集合中每個聯(lián)盟所對應(yīng)的特征函數(shù)v（S）。令N={電網(wǎng)公司，風(fēng)電企業(yè)，供暖企業(yè)}，那么就有23種聯(lián)盟可能，并構(gòu)造參與主體獨立行動、兩方合作和三方合作情況下的收益函數(shù)，通過收益函數(shù)的求解而找到最優(yōu)的合作方案，即S0=?，SA=｛電網(wǎng)公司｝，SB=｛風(fēng)電企業(yè)｝，SC=｛供暖企業(yè)｝，SAB=｛電網(wǎng)公司，風(fēng)電企業(yè)｝，SAC=｛電網(wǎng)公司，供暖企業(yè)｝，SBC=｛風(fēng)電企業(yè)，供暖企業(yè)｝，SABC=｛電網(wǎng)公司，風(fēng)電企業(yè)，供暖企業(yè)｝。

2.3.1 單個主體的成本收益分析

風(fēng)電供暖的3 個主體分別單獨行動時，電網(wǎng)公司的收入包括電供暖的電費收入、除了電供暖電量外的其余超發(fā)電量的電費收入、所有超發(fā)電量的輸配電費收入，成本是從風(fēng)電企業(yè)購電的費用。隨著電供暖面積增大，電供暖電量增加，電網(wǎng)公司電供暖電費收入增加，同時支付給風(fēng)電企業(yè)的上網(wǎng)電費也會增加。電網(wǎng)公司的收益表達式如下：

式中：EA為電網(wǎng)公司的收益；h1為風(fēng)電利用小時數(shù)；h2為風(fēng)電保障收購小時數(shù)；W1為風(fēng)電并網(wǎng)量；Q 為采暖負荷電量；s1為輸配電中谷電比例；s2為居民供暖電量占電供暖總電量比例；s3為超發(fā)電量扣除電供暖電量后居民用電的比例；ps1為谷電輸配電價；ps2為一般輸配電價；pg1為居民電供暖電價；pg2為工商業(yè)電供暖電價；pm1為居民購電電價；pm2為工商業(yè)購電電價；pq為風(fēng)電強制結(jié)算電價。

風(fēng)電企業(yè)單獨行動時，上網(wǎng)電價由四方協(xié)作機制決定，不合作時風(fēng)電企業(yè)上網(wǎng)電價為強制結(jié)算電價。風(fēng)電企業(yè)的單獨收入是將所有超發(fā)電量以強制結(jié)算電價賣給電網(wǎng)公司的收益和政府清潔能源補貼。風(fēng)電企業(yè)的收益表達式如下：

式中：EB為風(fēng)電企業(yè)的收益；pb為清潔能源補貼。

供暖企業(yè)單獨行動時，收入是居民和工商業(yè)用戶繳納的取暖費，按每個取暖季為5 個月計算，取暖費用由取暖面積和每月取暖費用相乘，成本是供暖企業(yè)向電網(wǎng)公司繳納的電供暖電費（包括輸配電費和政府基金及附加）。供暖企業(yè)的收益表達式如下：

式中：EC為供暖企業(yè)的收益；M 為風(fēng)電集中供暖面積；p1為單位面積居民采暖每月費用；p2為單位面積工商業(yè)采暖每月費用；pz為政府基金及附加。

2.3.2 2 個主體合作成本收益分析

風(fēng)電供暖的主體兩方合作時，風(fēng)電企業(yè)和電網(wǎng)公司合作則可以促進風(fēng)電的消納，棄風(fēng)電量可以上網(wǎng)參與供暖；風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)合作，則供暖企業(yè)可以享受低谷的購電價格。通過上述合作博弈的分析，可以構(gòu)造出電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)三大博弈主體中兩方合作的收益函數(shù)，分為三種情況：電網(wǎng)公司和風(fēng)電企業(yè)合作；電網(wǎng)公司和供暖企業(yè)合作；風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)合作。

（1）電網(wǎng)公司和風(fēng)電企業(yè)合作。在這個合作聯(lián)盟中滿足輸電約束條件下，風(fēng)電企業(yè)發(fā)電量可全部上網(wǎng)，不存在棄風(fēng)情況。并且按四方交易機制的規(guī)定，風(fēng)電企業(yè)參與交易的超額發(fā)電量進行差額收益返回，風(fēng)電企業(yè)未參與交易的超額發(fā)電量不參加差額收益返還。電網(wǎng)公司和風(fēng)電企業(yè)合作的收益表達式如下：

式中：EAB為電網(wǎng)公司和風(fēng)電企業(yè)合作的收益；W2為風(fēng)電裝機量；s4為風(fēng)電企業(yè)參與四方協(xié)作交易的超額發(fā)電量的比例；pa為標(biāo)桿上網(wǎng)電價。

（2）電網(wǎng)公司和供暖企業(yè)合作。在這個合作聯(lián)盟中，電網(wǎng)企業(yè)能夠減少風(fēng)電并網(wǎng)限制，提高區(qū)域風(fēng)電滲透率，在用電低谷時段向供暖企業(yè)出售更多電能，降低供暖企業(yè)的運營成本。合作的收益表達式如下：

式中：EAC為電網(wǎng)公司和供暖企業(yè)合作的收益。

（3）風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)合作。在這個合作聯(lián)盟，雙方可采取大用戶直購電方式，供暖企業(yè)與風(fēng)電企業(yè)直接交易，上網(wǎng)電價與輸配電價分別核算。收益表達式如下：式中：EBC為風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)合作的收益。

2.3.3 3 個主體合作成本收益分析

電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)、供暖企業(yè)三方合作情況下，在四方交易機制的框架內(nèi)，風(fēng)電企業(yè)可以將棄風(fēng)電量全部并入電網(wǎng)中，實現(xiàn)收益增加，電網(wǎng)公司獲得更多的輸配電收益，供暖企業(yè)則全部采用低谷電價，降低自己的運營成本。合作聯(lián)盟成立的情況下，聯(lián)盟的總收益包括供暖公司的取暖費用、全部超額發(fā)電電量的電費收入（包括輸配電費）、供暖電量的電費收入，成本是政府基金及附加。電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)三者合作的收益表達式如下：

式中：EABC為電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)三方合作的收益。

風(fēng)電供暖從風(fēng)力發(fā)電單元出力到用戶側(cè)轉(zhuǎn)換為熱能，還需滿足電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)的約束。在電力平衡約束下，由于綠色電力的優(yōu)先調(diào)度，風(fēng)力發(fā)電獲得優(yōu)先發(fā)電機會，系統(tǒng)主要由水電和火電承擔(dān)調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)，整體上達到了電力的實時平衡。在供熱系統(tǒng)的熱平衡約束下，風(fēng)電與電鍋爐聯(lián)合供暖時，儲熱罐將在谷負荷時吸收熱能，在峰負荷時輸出熱力，實現(xiàn)熱力系統(tǒng)的動態(tài)平衡。風(fēng)電供暖的系統(tǒng)約束主要包括：

（1）電力平衡約束。

式中：Pew，w為等效風(fēng)電廠電出力；Pei，w為獨立電廠電出力；Pab為目標(biāo)風(fēng)電場的電出力。

（2）供熱約束。

式中：Heb，u為電鍋爐提供給用戶的熱功率；Hta，o為儲熱罐輸出熱功率；Hnhl為用戶的熱負荷。

（3）風(fēng)電廠出力約束。

式中：Pab，ow為目標(biāo)風(fēng)電場棄風(fēng)功率。

2.4 模型求解

對于多方合作博弈的求解，美國經(jīng)濟學(xué)家Shapely 于1953 年首次提出了Shapely 值法[8]。Shapely 值作為合作博弈中一個流行解概念，為聯(lián)盟博弈的參與人提供了唯一配置。Shapely 值法對成本收益分攤的原則是按照其所有邊際貢獻進行分攤。當(dāng)n 個參與主體從事某種經(jīng)濟活動時，各參與成員之間會形成不同的合作方式，任一合作方式都能夠獲得一定的收益。如果各參與主體之間的經(jīng)濟活動是非對抗性的，那么合作主體數(shù)量n 的增加不會使得到的收益減少，所以全部參與主體合作將會獲得最大化的收益。按照Shapely值法的思想，局中人i（i=1，2，…，n）所應(yīng)承擔(dān)的成本或所應(yīng)獲得的收益等于該局中人對每個參與聯(lián)盟的邊際貢獻平均值。其定義如下：

記集合N={1，2，…，n}，S 是N 的任意子集，? 表示空集，v（S）是定義在N 上的特征函數(shù)，代表S 的收益，并且滿足以下條件：

設(shè)φi為參與主體i 的收益，Shapely 值計算公式為：

3 算例分析

3.1 算例場景

張家口是我國風(fēng)能資源和太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，尤其壩上地區(qū)是全國少有的風(fēng)能集中區(qū)，風(fēng)能可開發(fā)資源超過40 GW[9]。豐富的可再生能源為張家口市清潔取暖提供了良好的資源保障。目前，張家口市風(fēng)電國家保障小時數(shù)以外的發(fā)電量可支撐20 km2以上電供暖面積；到2020年，裝機將達到13 GW，可支撐約30 km2電供暖面積。此外，張家口是京津冀地區(qū)重要的生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)及2022 年冬奧聯(lián)合舉辦城市，在申辦奧運時提出“確保到2022 年賽時空氣質(zhì)量達到世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)”。因此風(fēng)電供暖是張家口市開展大規(guī)模清潔取暖的主要途徑。

觀念攝影在裝置作品中的應(yīng)用越來越普遍，而且，隨著攝影設(shè)備的更新發(fā)展，圖像質(zhì)量越來越高。法國藝術(shù)家首次提出了在裝置作品中應(yīng)用觀念攝影藝術(shù)品，其首次設(shè)計的藝術(shù)品與一般的攝影作品相比更具有獨特性。一般的攝影技術(shù)中，由于圖片是單面的，所以對于場地的選擇非常嚴格，并且還限制了人們對作品的想象和觀看，因此，通過攝影作品和裝置的結(jié)合，就極大的融合了多種不同空間、不同時間等，對于作品內(nèi)涵的表達有很大幫助。就現(xiàn)在觀念攝影在裝置方面的分類，主要包括更好的刻畫圖片的內(nèi)涵的圖片為主，實物為輔類；分散或者依附于實物表面的實物和場景為主類；單純依賴于圖片相互之間的空間關(guān)系的完全脫離實物類；

張家口風(fēng)電供暖獲得了中央和地方政府的大力支持。2017 年張家口市首創(chuàng)了“政府+電網(wǎng)+發(fā)電企業(yè)+用戶側(cè)”共同參與的四方協(xié)作機制，成為全國首個將可再生能源電力納入市場直接交易的成功范例，并獲得了國務(wù)院的通報表彰。在運營的兩年時間里，四方協(xié)作機制實現(xiàn)了“政府要綠、企業(yè)要利、居民要暖”的多贏訴求，電網(wǎng)企業(yè)主動承擔(dān)央企社會責(zé)任，探索符合張家口實際的清潔取暖新機制，提高新能源企業(yè)效益，降低用戶取暖成本[10]。2017—2018 年采暖期，納入市場交易的風(fēng)電企業(yè)有47 家，裝機容量約為5.83 GW，累計交易掛牌電量合計1.4×108kWh，其中納入四方協(xié)作機制，享受市場化交易優(yōu)惠電價政策的有138 戶電供暖用戶，供暖面積1.39 km2。

從風(fēng)能資源儲量、風(fēng)電供暖發(fā)展需求和實際成效等多方面的影響因素來看，張家口大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電供暖，實現(xiàn)風(fēng)電的有效消納具有典型意義，本文根據(jù)張家口風(fēng)電供暖情況，對風(fēng)電供暖的合作模型進行驗證分析。

3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

3.2.1 電網(wǎng)公司基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

根據(jù)河北省發(fā)改委印發(fā)的《清潔供暖有關(guān)價格政策》（冀發(fā)改價格[2017]1376 號），通過市場化交易方式購電的采暖用電，谷段輸配電價可享受50%的優(yōu)惠政策。冀北地區(qū)的輸配電價為0.170 7元/kWh（冀價管[2018]115 號），則合作模式下電采暖谷段的輸配電價為0.085 35 元/kWh。根據(jù)河北省物價局《關(guān)于合理調(diào)整電價結(jié)構(gòu)有關(guān)事項的通知》（冀價管[2017]89 號），冀北地區(qū)燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價（含脫硫、脫銷和除塵）為0.372 元/kWh，風(fēng)電項目的標(biāo)桿上網(wǎng)電價為0.45 元/kWh，則可再生能源補貼為0.078 元/kWh。根據(jù)國家電網(wǎng)有限公司對張家口風(fēng)電供暖的詳細規(guī)劃，設(shè)定3 個階段，第一階段為2017—2019 年，第二階段為2020—2021 年，第三階段為2022—2025 年，不同階段的相關(guān)參數(shù)值設(shè)定見表3。

3.2.2 風(fēng)電企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

在四方協(xié)作機制中，風(fēng)電企業(yè)承諾保障利用小時數(shù)以外的發(fā)電量全部參與市場化交易，并承諾在協(xié)議期內(nèi)每年自愿將不低于10%的發(fā)電量（保障小時數(shù)以上電量）按照不高于0.05 元/kWh的交易價格，用于保障電供暖用戶需求，其中電采暖用戶掛牌價格（發(fā)電側(cè)）為0.05 元/kWh，電能替代用戶掛牌價格（發(fā)電側(cè)）為0.1 元/kWh。張家口風(fēng)電并網(wǎng)的利用小時數(shù)平均為2 250 h，風(fēng)電保障收購小時數(shù)為1 900 h，不參與市場交易的風(fēng)電強制結(jié)算電價為0.296 88 元/kWh，棄風(fēng)率為7%。

表3 不同場景下各參數(shù)值設(shè)定

3.2.3 供暖企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

張家口市冬季每月取暖價格為住宅5.91 元/m2，公建9.8 元/m2，按5 個月取暖計算為29.55 元/m2和49 元/m2。根據(jù)四方協(xié)作機制在張家口的實際運營情況，通過調(diào)研和查閱相關(guān)文獻，對風(fēng)電供暖相關(guān)參數(shù)設(shè)計如表4 所示。

表4 風(fēng)電供暖相關(guān)參數(shù)值

3.3 計算結(jié)果

根據(jù)合作博弈的Shapley 值求解方法，即根據(jù)式（9），將設(shè)定參數(shù)和各個階段數(shù)據(jù)代入計算過程，可以計算出張家口四方協(xié)作機制下風(fēng)電供暖三階段規(guī)劃中電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)、供暖公司各自的收益。

在第一階段，電網(wǎng)公司的收益為104 104.17萬元，風(fēng)電企業(yè)的收益為137 936.03 萬元，供暖企業(yè)的收益為3 585.79 萬元；在第二階段，電網(wǎng)公司的收益為89 181.56 萬元，風(fēng)電企業(yè)的收益為155 852.15 萬元，供暖企業(yè)的收益為10 748.77萬元；在第三階段，電網(wǎng)公司的收益為54 314.76萬元，風(fēng)電企業(yè)的收益為168 490.62 萬元，供暖企業(yè)的收益為21 493.24 萬元。三階段收益分攤結(jié)果見圖3。

圖3 三階段收益分攤結(jié)果

從圖3 可見，隨著風(fēng)電供暖的持續(xù)深入開展，電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)、供暖企業(yè)都能從中獲得收益，能夠持續(xù)有效地推動張家口富裕風(fēng)電的大規(guī)模消納。風(fēng)電供暖的四方協(xié)作機制是一種有效的發(fā)展模式，風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)收益增加，將會有力支持風(fēng)電供暖的實施和開展。但從投資和收益角度來看，隨著供暖面積的增大，電網(wǎng)公司承擔(dān)了更多的供暖電量補償，收益會減少，這方面應(yīng)加強政策性支持。

4 結(jié)語

從風(fēng)電大規(guī)模消納的角度，本文構(gòu)建了風(fēng)電供暖的多方合作博弈模型，以張家口地區(qū)為例，用Shapely 值法對模型求解。通過對電網(wǎng)公司、風(fēng)電企業(yè)、供暖企業(yè)的收益分析，發(fā)現(xiàn)四方協(xié)作機制能有效推動風(fēng)電供暖的實施，參與各方均能獲得一定的收益，尤其是風(fēng)電企業(yè)和供暖企業(yè)收益能夠持續(xù)增加，但隨著供暖面積的增加，電網(wǎng)公司收益會下降。從大規(guī)模風(fēng)電消納和持續(xù)推動風(fēng)電供暖角度，提出以下政策建議：

（1）政府制定相關(guān)的風(fēng)電供暖政策時，要合理控制風(fēng)電供暖面積與風(fēng)電供暖電量的比例。做好風(fēng)電供暖的合理規(guī)劃設(shè)計，對風(fēng)電場建設(shè)和風(fēng)電供暖面積要統(tǒng)籌規(guī)劃。

（2）建立清潔取暖成本全社會分攤機制。統(tǒng)籌考慮熱源、熱網(wǎng)和居民采暖承受能力，可以按照合理成本加收益的原則制定風(fēng)電供暖電專項電價和專項暖價?？紤]適時提高終端供暖價格，緩解供暖成本壓力，在可接受范圍內(nèi)使居民參與分攤電采暖成本。

（3）深入推動電力體制改革，推動綠色電力市場交易，適當(dāng)減免清潔供暖用電中的政府性基金及附加費，并參考峰谷電價制度建立蓄熱式電采暖彈性輸配電價制度。