登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1虚拟电厂的聚合模式
Fig.1Aggregation mode of VPP
1.1.2 电能量市场及调频辅助服务市场
依据虚拟电厂内部聚合的资源特性,其在电能量市场中既可以视为用电主体也可视为供电主体,在低谷时购买电量、高峰时卖出以赚取峰谷价差。目前由于中国缺乏全国统一的电能量市场交易规则,不同省份对于虚拟电厂参与电能量市场有不同的规定,清洁能源占比较高的省份(地区),虚拟电厂在聚合风电、光伏等资源后可以以“报量报价”的方式参与,但多数省份还是采取的新能源全电量优先出清,虚拟电厂聚合相关资源后以“报量不报价”的方式参与,被动接受市场出清价格,即根据节点边际电价出清的方式确定现货市场价格的运行方式。此外,虚拟电厂聚合储能资源后在调频上具有响应速度快、跟踪精确、短时功率吞吐能力强等良好性能,在调频辅助服务的性能上远超火电机组,并且随着储能技术的进步,调频成本也在逐年降低。
1.2 虚拟电厂参与主辅市场的协同框架分析首先,在日前电能量市场中,虚拟电厂有能力对负荷的峰谷值及分时段电价做出较为稳定的预测,但调频辅助服务为日内实时场景,由于市场行为存在的扰动以及供电与负荷的不平衡,导致辅助服务市场的价格无法准确预测且随机性较大。其次,具有反调峰特性的新能源大规模并网导致中国电力系统峰谷价差逐渐拉大,虚拟电厂在负荷的尖峰和低谷时刻参与能量市场,有助于缓解系统的压力,促进可再生能源消纳的同时,获取更大的差价利润。再次,能量市场价格与辅助服务市场价格存在着显著正相关性,供需不匹配时,辅助服务市场补偿价格会有较为显著的攀升,尽管调频服务市场的收益由于现货市场的不成熟,即目前对于调频定价存在报价上限,收益大多小于电能量市场,但虚拟电厂由于聚合的资源特性导致整体容量偏小且新能源属于非可控型资源,只参加电能量市场会导致清洁能源的消纳困难,存在弃风等惩罚成本,对于储能资源的利用率也不高。另外,受相关交易规则的限制,部分省份的虚拟电厂无法以报量报价的形式参与现货市场,即在参与能量市场时主要是作为价格接受者,存在一定收益期望风险。基于以上考虑,虚拟电厂应该将能量市场作为主要场景、调频辅助服务为辅助场景,考虑进行主辅市场的联合出清。
综上,本文以虚拟电厂利益最大化为目标,根据现货市场电价的最低时段及最高时段确定虚拟电厂的充放电时段,而在其余时间段虚拟电厂同时参与能量和辅助服务市场,进行能量市场与辅助服务市场的联合出清。图2为虚拟电厂参与市场的框架。
图2虚拟电厂参与市场框架
Fig.2Framework for VPP participating in market
1.3 现货下的虚拟电厂参与主辅市场交易的协同优化基于日前的电价预测曲线可将次日虚拟电厂的工作时间划分为若干时间段。其能量-调频辅助服务市场协同交易策略如下。
1)导入预测电价、实时负荷扰动数据和虚拟电厂的聚合资源情况。
2)基于预测电价确定虚拟电厂的充放电时间段。
3)当虚拟电厂在充放电时间段时单独参与能量市场,以购电成本最小及售电利润最高,考虑储能电池SOC特性,制定虚拟电厂参与能量市场交易策略。
4)虚拟电厂在其余时间段同时参与能量及辅助服务市场,通过动态规划算法,对能量-调频辅助服务市场进行联合优化出清。
5)输出虚拟电厂的最终出力,得到虚拟电厂单场景与多场景切换的综合控制交易策略。
02基于动态规划的虚拟电厂参与主辅市场联合优化
2.1 动态规划算法概述
本文采用动态规划算法(dynamic programming,DP)对储能参与电能量-调频市场联合优化进行求解。动态规划的优势在于其可以把复杂的多阶段决策问题变换成一系列互相联系较容易的单阶段问题,通过逐一解决简单的单阶段问题,推导出多阶段决策的最优解。动态规划算法应用于虚拟电厂参与能量-辅助服务市场的联合优化的步骤如下。
1)工作阶段划分。将虚拟电厂参与电能量与辅助服务联合优化时段划分为若干子阶段。本文参考美国PJM市场和国内典型电能量市场,建立时间尺度为4 s的调频出力模型以及时间尺度为900 s的能量交易出力模型。调频信号每4 s变化一次,电力现货市场每15 min形成一个电价。
2)确定状态变量。用状态变量表示每个子阶段开始所处的自然状态,后一子阶段的状态变量反映前一子阶段状态变量进行决策后的结果。虚拟电厂的状态变量通常由可调容量、调频信号、节点边际电价及跟踪精度表示。
3)确定决策变量。虚拟电厂参与能量-调频辅助服务市场联合优化的决策变量为虚拟电厂的上、下调能力。上下调能力由现货市场出力和调频辅助服务市场出力共同决定。
4)确定虚拟电厂的可调容量状态转移方程。如果第k个阶段状态变量为Sk,做出的决策为xk,那么第k+1阶段的状态变量Sk+1也被完全确定。用状态转移方程表示这种演变规律,记为Sk+1=T(Sk,xk)。
5)建立动态规划方程。本文建立三层嵌套式的贝尔曼方程,分别是:4 s的短时间尺度动态规划方程Ⅰ(确定调频出力);15 min的中时间尺度动态规划方程Ⅱ(确定能量市场出力);考虑虚拟电厂储能容量的1 h长时间尺度的动态规划方程Ⅲ。
2.2 总收益模型构建
2.3 基于主辅市场协同优化的嵌套模型
2.3.1 虚拟电厂容量模型
2.3.2 能量市场出力模型
2.3.3 调频出力模型
图3逻辑框架
Fig.3Logical framework
03算例
3.1 仿真参数设计
为了验证上述虚拟电厂参与能量-调频辅助服务市场方案的可行性及优越性,本文应用Matlab对上述模型进行仿真分析。在算例中直接以聚合的分布式风电机组、可调节负荷、储能资源作为虚拟电厂的内部成员为例,对虚拟电厂只参与电能量市场、只参与调频市场和同时参与能量-调频辅助服务市场的收益情况及效果进行对比分析。虚拟电厂聚合后的基本参数如表1所示。
表1 虚拟电厂聚合后的基本参数
Table 1Basic parameters of VPP after aggregation
采用的随机调频信号和边际节点电价分别如图4和图5所示。
图4调频信号
Fig.4FM signal
图5边际节点电价
Fig.5Locational marginal price
根据边际节点电价,可设虚拟电厂工作时间如表2所示,虚拟电厂参与现货市场充电时段累计7 h,放电时段累计4 h,其他时段进行联合优化。
表2 工作时段划分
Table 2Work hours division
3.2 基于协同优化策略的虚拟电厂收益对比分析
本文假设虚拟电厂参与现货市场时,首先需要优先满足自己内部的负荷平衡,同时保证清洁能源优先消纳后,剩余的容量才参与电能量-辅助服务市场交易。设定虚拟电厂的上下调能力主要依赖于储能资源,同时为了简化模型的求解,假定辅助服务市场的上、下调频定价相等。本文建立多时间尺度的动态规划模型,求解了适合进行虚拟电厂参与能量-调频辅助服务时长联合优化时段的收益情况,并将其与虚拟电厂只参与调频辅助服务市场、电能量市场进行对比。图6为全时段参与电能量市场时,风电机组与参与削峰填谷的可调节负荷的负荷情况。储能资源根据低冲高放原则,基于此申报曲线参与电能量市场。当“源”侧无法满足组内负荷时,虚拟电厂参与电能量市场购电,若“源”侧满足内部需求,当市场电价较高时可直接出售多余电量获得收益,低电价时段也可选择将电量充入储能电池进行存储。
图6申报曲线
Fig.6Declaration curve
相较于虚拟电厂只参与调频辅助服务市场,对储能进行联合优化后虚拟电厂收益从2185.5元提升至4107.5元,收益增长率为87.94%。即使不参与现货市场的最优时段,联合优化后虚拟电厂的收益均增长将近一倍,同时,虚拟电厂全时段参与电能量市场时,为了完成清洁能源的消纳,储能只在充放电阶段参与电能量市场,此时虚拟电厂的收益是3852.6元,均小于虚拟电厂参与主辅市场的联合优化收益,这证明了联合优化的经济性。
3.3 基于协同优化策略的虚拟电厂市场效率对比分析
通过本文提出的虚拟电厂参与现货电能量-调频市场的交易策略对算例进行效率分析,易求得只参与现货市场总时长为11 h,对储能进行联合优化总时长为13 h,计算虚拟电厂的利用率,即储能出力次数与全天的统计时段数之比(见表3)。
由表3可知,只参与能量市场情况下储能的出力次数最少,协同优化情况下储能的出力次数最多,为65673次,相较单能量市场场景增加了25341次。相较只参与能量市场情况、只参与调频辅助服务市场情况,协同优化情况下储能利用率分别提升29.33个百分点与22.94个百分点,这证明协同优化对提升虚拟电厂使用效率具有积极的正面作用。
3.4 虚拟电厂的内部收益分配
基于上述计算结果,可以根据shapely值法对参与聚合联盟的成员进行利润分配。本文参考虚拟电厂内部的利益分配方法,根据虚拟电厂内部成员的贡献度计算得到如表4所示的收益结果。
表4 虚拟电厂的收益分配情况
Table 4Income distribution of VPP
基于上述联合优化策略,源、荷、储的分配利益分别为256.38、171.58、3682.54元,其中储能获得的收益远大于其他资源的原因是储能具备其余资源不具备的快速响应能力及出力稳定性,在参与市场联合优化时其贡献度更大。
04结论
本文提出了一种虚拟电厂参与现货电能量-调频市场协同优化的交易策略,并在此基础上考虑储能电池特性、电力现货市场电价等约束条件,采用动态规划法,提出分时段的现货电能量-调频市场协同优化模型,仿真得到以下结论。
1)由于辅助服务市场目前存在调频价格的上限,虚拟电厂参与能量市场的经济性大多高于调频辅助服务市场,基于利益最大化的角度,需要在边际节点电价的低谷时段和高峰时段保证虚拟电厂只参与能量市场,此时,从电网角度而言,可以起到平衡市场与促进清洁能源消纳的作用;从市场主体角度而言,也保障了虚拟电厂的营收。
2)基于动态规划算法求解的虚拟电厂参与现货条件下的主辅市场协同优化策略可以起到提高其效益的作用,并且大幅度提升虚拟电厂利用率。
综上可知,本文提出的多时段虚拟电厂参与现货电能量-调频市场协同优化的交易策略能有效改善虚拟电厂运行的效果,并且动态规划算法能够使虚拟电厂在同时参与两个市场时以收益最大化为目标找到最优运行方案。本文主要考虑了虚拟电厂参与现货市场与调频辅助服务市场的优化,针对更多类型的辅助服务与现货市场,对虚拟电厂进行工作时段及能量、容量的合理分配是下一步工作重点。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
6月10日,由虹桥国际中央商务区管理委员会、闵行区人民政府指导,上海南虹桥投资开发(集团)有限公司协办的“智慧能源,驱动零碳未来”天合光能智慧能源解决方案全球发布会顺利举行。大会汇聚政府机构、能源领域专家、光储产业链业界代表,以及天合光能新场景解决方案、数字能源中心、产品与解决方案
北极星售电网获悉,日前,安徽省能源局发布关于公开征求安徽省电力需求响应实施方案(2025年版)意见的公告。文件明确,响应补偿:(一)需求响应补偿电价标准(2)因电力供需形势缓解需要提前取消需求响应执行,对参与主体按照原响应邀约计划给予补偿。具体补偿标准如下:响应补偿金额=应约响应量×计
随着新能源发电占比不断提升及电力差价的拉大,储能收益的不确定性正急剧增加。储能应用已不再局限于简单并网与削峰填谷赚取差价,用户对储能系统的全生命周期性能、效率、收益变化、多元能量接入、协同控制以及电力现货交易策略等都方面提出了更高要求。技术赋能定制化策略赋能区域可持续发展继去年8
2025年2月国家发展改革委、国家能源局下发了《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号),标志着我国新能源产业和电力市场建设进入新的发展阶段。新能源存量项目如何与“机制电量/价”衔接,增量项目如何进行科学投决,如何全面参与电力市场从单一的投
文/绿色和平地方气候行动力项目组中美贸易经历了戏剧不断、高潮迭起的一个半月。中国出口美国的储能锂电池关税一度在2025年4月被抬到173%之后,5月12日,中美双方于日内瓦经贸会谈后发布联合声明,美方将对中方全部进口产品加征30%关税。中美关税之战远未结束,仍在重塑中国新型储能产业的竞争格局与发
6月5日,云南省能源局发布关于云南省第十四届人大三次会议第0823号代表建议的答复,其中提到,支持曲靖市推动“源网荷储”一体化发展。省能源局正在组织开展“源网荷储”一体化试点工作,支持曲靖市按照申报条件,组织项目申报试点,先行先试,建设一批“源网荷储”一体化项目。加快推进电网网架建设。
6月6日,云南省能源局就云南省政协第十三届三次会议第739号提案进行答复,其中提到,省能源局将以园区为重点优先发展分布式光伏,充分利用《分布式光伏发电开发建设管理办法》(国能发新能规〔2025〕7号)及其《问答(2025年版》)出台的有力契机,适时出台配套措施,推进发展自然人、非自然人、一般工
“十五五”电力规划需打出全要素协同“组合拳”——第三届新型电力系统高质量发展研讨会观察在日前举办的第三届新型电力系统高质量发展研讨会上,记者获取了一组数据:2024年山东省电力现货市场负电价频率达14%;光伏大规模发展导致蒙东地区电力系统存在130万千瓦的爬坡里程缺口;“十五五”期间,预计
北极星售电网获悉,6月10日,国家发展改革委发布关于向社会公开征求《能源规划管理办法(修订征求意见稿)》意见的公告,其中提到,能源规划编制过程中,应当加强各类能源规划之间,以及与其他相关规划、能源市场和相关政策的衔接。全国综合能源规划、全国分领域能源规划应当明确能源总量规模、能源结
日前,《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》印发。方案提出,锚定2060年前实现碳中和的远景目标,按照力争2030年前实现碳达峰目标进行安排部署。关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知各县(区)人民政府、高新区管委会,市直有关单位,各有关企业:为全面贯彻落实市委、市政府关于碳达峰、碳中
北极星售电网获悉,6月5日,重庆市经济和信息化委员会发布关于印发《重庆市加快推进公共领域车辆全面电动化工作方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,加快新型充换电技术应用。支持建设单枪功率480千瓦及以上的液冷超充,鼓励整车企业研发推出具备超充和双向充放电(V2G)功能的新能源汽车
北极星储能网讯:6月7日,立新能源开启了2025年第二批储能设备采购招标,三个项目采购构网型储能系统500MW/2GWh,分别应用于和田地区的和田市、皮山县和民丰县。立新能源已然是新疆地区最重要的新能源储能开发企业之一,其控股股东为新疆能源集团,是新疆国有能源骨干企业。立新能源与华电新能源、新疆
6月5日,汉中市发改委发布汉中市电力高质量发展实施意见(草稿),文件指出,鼓励屋顶分布式项目开发,推动工商业屋顶分布式光伏发展,支持优先采用“自发自用”建设模式,鼓励分布式光伏项目配置储能设施,减小公共电网运行压力。住房城乡建设、发展改革、自然资源、财政、机关事务管理等部门,应当共
北极星储能网获悉,6月5日,据立新能源披露的投资者关系活动中,提到立新能源现已投入运营的储能电站7座,调节装机48.8万千瓦/162.1万千瓦时,其中配储电站6座,调节装机32.8万千瓦/98.1万千瓦时;独立储能电站1座,调节装机16万千瓦/64万千瓦时。光伏配储基本保持每天1充1放;独立储能视周边新能源发
近日,国家电投集团一批新能源项目并网,它们如同跃动的音符,在祖国大地的四面八方奏响绿色发展的交响乐,从大漠戈壁到东海之滨、从高原山麓到平原沃野,国家电投集团以奋进为笔、以创新为墨,不断推动绿色能源高质量发展。内蒙古公司兴安盟突泉县445兆瓦风电项目并网5月30日,内蒙古公司兴安盟突泉县
北极星售电网获悉,近日,陕西省汉中市发展和改革委员会发布《汉中市电力高质量发展实施意见(草稿)》,其中提到,县级以上人民政府及其有关部门应当因地制宜推动储蓄、火电、水电等多种电源与新能源发电协同运营,有序发展多能互补项目;健全多能源发电协同调度机制,统筹优化调峰电源运行,保障新能
近日,中核集团发布新疆布尔津抽水蓄能电站输水发电系统土建、金属结构及机电设备安装工程施工(BEJ/C3)中标候选人公示。中国水利水电第十四工程局有限公司预中标该项目。项目概况布尔津抽水蓄能电站位于新疆维吾尔自治区阿勒泰地区布尔津县境内,站点位于布尔津县阔斯特克镇北侧约10km,距离布尔津县
近日国家电投集团一批新能源项目并网它们如同跃动的音符在祖国大地的四面八方奏响绿色发展的交响乐从大漠戈壁到东海之滨从高原山麓到平原沃野国家电投集团以奋进为笔、以创新为墨不断推动绿色能源高质量发展内蒙古公司兴安盟突泉县445兆瓦风电项目并网5月30日,内蒙古公司兴安盟突泉县445兆瓦风电项目
2025年5月28日,亿纬锂能助力华能澜沧江水电股份有限公司(以下简称“华能澜沧江公司”)首个共享储能项目——楚雄市200MW/400MWh共享储能建设项目成功并网投运,推动华能澜沧江公司在滇新型储能项目取得突破性进展,为区域能源结构优化做出积极贡献。该项目位于楚雄彝族自治州楚雄市吕合镇,建设场地
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年5月26日-2025年5月30日期间发布的储能项目动态整理如下:我国首个大型锂钠混合储能站投产5月25日,我国首个大型锂钠混合储能站——南方电网宝池储能站在文山壮族苗族自治州丘北县正式投产。宝池储能站属于国家新型储能试点示范项目,也是云南省首
北极星风力发电网获悉,5月28日,武威市发展和改革委员会正式下发《关于民勤县山高清洁能源开发有限公司5万千瓦风电项目核准的批复》。项目选址甘肃省武威市民勤县红砂岗镇,总投资2.655亿元,规划装机容量5万千瓦,配置8台单机容量6.25兆瓦智能风机。通过创新采用“15%×4小时”储能系统,构建风储协
在“双碳”目标的指引下逐步建设新型电力系统,推动能源结构转型,减少温室气体排放,是能源电力行业的重要议题。北京城市副中心以“引绿+赋数+提效+汇碳”为路径推动配电网转型升级;江苏实现基于基准站聚合感知的分布式光伏可观可测;福建莆田湄洲岛奔向“零碳”智慧生活……全国首座“零碳岛”——
6月10日,由虹桥国际中央商务区管理委员会、闵行区人民政府指导,上海南虹桥投资开发(集团)有限公司协办的“智慧能源,驱动零碳未来”天合光能智慧能源解决方案全球发布会顺利举行。大会汇聚政府机构、能源领域专家、光储产业链业界代表,以及天合光能新场景解决方案、数字能源中心、产品与解决方案
在我国持续推进的电力市场化改革进程中,电力中长期交易始终扮演着关键角色。从最初的“厂网分开”起步阶段,到当前电力现货市场建设的攻坚期,中长期交易经历了从简单电量分配到面临各类复杂风险的职能演变。这一过程体现了中国电力市场建设的独特路径——不同于欧美国家先建立现货市场,后发展金融衍
近日,云南省能源局发布关于云南省政协第十三届三次会议第0240号提案的答复,其中提出,加强“风光水储”基地规划建设。推进澜沧江、金沙江等流域“风光水(储)一体化”基地建设,打造李仙江、普度河等中小流域“风光水(储)一体化”基地,推进曲靖、红河等火电支撑区域“风光火储一体化”基地建设,
北极星售电网获悉,日前,安徽省能源局发布关于公开征求安徽省电力需求响应实施方案(2025年版)意见的公告。文件明确,响应补偿:(一)需求响应补偿电价标准(2)因电力供需形势缓解需要提前取消需求响应执行,对参与主体按照原响应邀约计划给予补偿。具体补偿标准如下:响应补偿金额=应约响应量×计
随着新能源发电占比不断提升及电力差价的拉大,储能收益的不确定性正急剧增加。储能应用已不再局限于简单并网与削峰填谷赚取差价,用户对储能系统的全生命周期性能、效率、收益变化、多元能量接入、协同控制以及电力现货交易策略等都方面提出了更高要求。技术赋能定制化策略赋能区域可持续发展继去年8
2025年2月国家发展改革委、国家能源局下发了《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号),标志着我国新能源产业和电力市场建设进入新的发展阶段。新能源存量项目如何与“机制电量/价”衔接,增量项目如何进行科学投决,如何全面参与电力市场从单一的投
6月11日-13日,SNEC第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源大会暨展览会即将在上海隆重举行。作为光伏领域的创新引领者,英利能源发展有限公司将携最新一代熊猫高效光伏产品及全场景解决方案亮相(展位号:8.2H-A110),向全球客户展示“英利质造”的技术实力与品质标杆。“熊猫”升级:高效与可靠再
从1834年第一台实用电动机诞生,到1946年第一台电子计算机问世,每次科技革命都会带来生产力质的飞跃。随着新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能已成为驱动新质生产力的重要引擎。国家电网有限公司积极探索人工智能与能源电力融合创新,打造电力知识最全、参数规模最大、专业能力最强的光明电力
6月5日,云南省能源局发布关于云南省第十四届人大三次会议第0823号代表建议的答复,其中提到,支持曲靖市推动“源网荷储”一体化发展。省能源局正在组织开展“源网荷储”一体化试点工作,支持曲靖市按照申报条件,组织项目申报试点,先行先试,建设一批“源网荷储”一体化项目。加快推进电网网架建设。
“十五五”电力规划需打出全要素协同“组合拳”——第三届新型电力系统高质量发展研讨会观察在日前举办的第三届新型电力系统高质量发展研讨会上,记者获取了一组数据:2024年山东省电力现货市场负电价频率达14%;光伏大规模发展导致蒙东地区电力系统存在130万千瓦的爬坡里程缺口;“十五五”期间,预计
6月9日,嘉兴市发展改革委关于印发《嘉兴市2025年碳达峰碳中和工作要点》的通知,通知指出,大力发展非化石能源,新增火电100万千瓦,光伏80万千瓦;到2025年底,可再生能源发电装机占比64%以上。原文如下:市发展改革委关于印发《嘉兴市2025年碳达峰碳中和工作要点》的通知市级有关部门(单位),各县
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!