创新点

     2020年，习近平主席提出 “2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”的目标，意味着我国能源转型进入新阶段。当前，随着可再生能源大规模并网，我国源荷两侧需求供应矛盾日益突出，给我国现行电网调度系统带来了极大挑战。与此同时，虚拟电厂的出现成为解决源荷两侧供需矛盾的关键技术。近年来，许多国内外学者都对虚拟电厂的技术路线、参与辅助服务的方式以及参与电力市场交易的优化机制进行了研究，但当前我国各地区虚拟电厂参与电力市场的交易机制并不完善，对于虚拟电厂的效益研究尚未明确，而虚拟电厂给社会资源优化配置带来的效益也尚不清晰，故本文构建了虚拟电厂优化效益与市场出清效益双层优化模型，来分析虚拟电厂的经济效益，并为未来虚拟电厂策略的制定方向提供借鉴思路。

     摘要：随着“碳中和、碳达峰”目标的提出，我国的电力系统转型进入新阶段。与此同时，可再生能源大规模并网带来了新的机遇与挑战。虚拟电厂技术形态与源网荷储互动运营模式可作为破解清洁能源消纳和绿色能源转型的有效方案，为新能源参与电力市场交易提供途径，同时推动新能源市场有序发展。为研究多品种耦合能量市场下虚拟电厂的交易机制，构建虚拟电厂市场均衡交易模型。上层主要以虚拟电厂能量市场利益及备用市场收益之和最大化为目标构建模型，下层以实现源荷两侧市场主体利益均衡为目标构建市场出清模型。算例表明，在完全竞争市场条件下，该种交易模式中，虚拟电厂可获得效益，同时有助于缓解源荷两侧消纳矛盾。

     关键词：虚拟电厂；交易机制；多品种耦合；能量市场；备用市场；技术形态；运营模式

     本文以上层虚拟电厂效益及下层市场联合出清模型构建了电力市场高度市场化下虚拟电厂的双层交易机制模型，通过算例分析对双层交易机制下虚拟电厂的效益进行了分析，并对虚拟电厂的效益影响因素进行了敏感性分析。

     1）在本文构建的电力市场高度市场化下的双层交易机制模型下，设置了包含储能、风电、火电参与交易的容量及功率等相关参数，并设置了虚拟电厂的参数，模型运行结果显示虚拟电厂可获得一定的效益。

     2）本文还对影响虚拟电厂效益的相关因素做了敏感性分析。分析结果显示，交易电量与虚拟电厂的效益呈正相关关系，边际电价与虚拟电厂的效益呈负相关关系。因此，虚拟电厂可通过调整边际电价及分时段的交易电量来优化效益结构及源荷两侧的消纳矛盾。

     3）本文尚有许多不足。一是主要考虑了电力市场高度竞争情况下虚拟电厂的交易机制，对当前过渡阶段虚拟电厂的交易情况分析不足；二是本文并未对可控负荷及不可控负荷进行分类分析。后续将进一步展开研究。

图1 虚拟电厂运行原理

图2 虚拟电厂市场均衡交易模型原理

图3 备用市场需求系数曲线

图4 双层交易机制模型中虚拟电厂的效益

表1 虚拟电厂负荷及交易策略参数

表2 各能源负荷参数

表3 各节点边际电价及交易电量取值

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