申洪濤，陶鵬，高玲玲，張洋瑞，張良

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司營(yíng)銷服務(wù)中心，石家莊 050000； 2. 國(guó)電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司，南京 211106)

0 引 言

在日益減少的化石能源和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染的雙重壓力下[1]，分布式能源(Distributed Energy Resource, DER)因具有高效、綠色環(huán)保、輸送損失少等優(yōu)勢(shì)，一直受到重視[2]。但DER也存在資源分散、單體容量小、隨機(jī)性強(qiáng)和參與市場(chǎng)成本高等問(wèn)題，棄風(fēng)光現(xiàn)象明顯，進(jìn)一步增加了配網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜性和不確定性[3]。作為靈活有效管理DER的重要技術(shù)，虛擬電廠(Virtual Power Plant, VPP)[4-5]一直備受關(guān)注，基于智能量測(cè)、優(yōu)化決策和精準(zhǔn)調(diào)控等一攬子解決方案將其所屬的小型和微型DER、柔性負(fù)荷等組成集成性電廠，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。隨著各國(guó)紛紛發(fā)展多能互補(bǔ)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)多能源的高效清潔利用[6]，VPP范圍也不斷擴(kuò)大，如三聯(lián)供型VPP[7-8]、電轉(zhuǎn)氣型VPP[9]等。

為更好地促進(jìn)VPP與電網(wǎng)的融合，很多學(xué)者重點(diǎn)開(kāi)展了VPP單體優(yōu)化[10-12]和協(xié)同調(diào)度[13-15]等方面的研究，文獻(xiàn)[10]計(jì)及用戶響應(yīng)意愿，提出了日內(nèi)VPP互動(dòng)策略；文獻(xiàn)[11]引入碳交易構(gòu)建了VPP與用戶的協(xié)同優(yōu)化方案；文獻(xiàn)[12]建立了風(fēng)電-垃圾焚燒VPP協(xié)同調(diào)度模型；文獻(xiàn)[13]建立計(jì)及配電網(wǎng)線路開(kāi)關(guān)重構(gòu)的VPP優(yōu)化調(diào)度模型；文獻(xiàn)[16]建立了核-火-VPP三階段聯(lián)合調(diào)峰模型。在多能互補(bǔ)這一研究熱點(diǎn)下，文獻(xiàn)[8-9,17]重點(diǎn)針對(duì)三聯(lián)供型VPP協(xié)同互補(bǔ)開(kāi)展研究，考慮VPP內(nèi)不同區(qū)域間的冷熱電交互，以及區(qū)域內(nèi)的電、熱、冷互補(bǔ)問(wèn)題。

與傳統(tǒng)發(fā)電資源不同，VPP兼具生產(chǎn)者與消費(fèi)者雙重身份，即“產(chǎn)消者”特性[18]，那么如何基于現(xiàn)有電力市場(chǎng)環(huán)境，利用VPP靈活控制特性參與多維度電力市場(chǎng)交易，進(jìn)一步降低用能成本，構(gòu)建多贏的商業(yè)運(yùn)行模式成為亟需解決的問(wèn)題。文獻(xiàn)[19-20]介紹了基于需求響應(yīng)(Demand Response, DR)的VPP運(yùn)營(yíng)方式、組織框架、市場(chǎng)競(jìng)價(jià)策略以及博弈模型等方面的研究；文獻(xiàn)[21]采用VPP模式聚合熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組等分布式能源作為整體參與市場(chǎng)交易；文獻(xiàn)[22]重點(diǎn)考慮了由風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站和負(fù)荷組成的VPP集群所構(gòu)成的社區(qū)型能源互聯(lián)網(wǎng)模型，如何進(jìn)行多VPP資源的博弈共享；文獻(xiàn)[23]考慮風(fēng)電/價(jià)格/備用需求等不確定性等因素下VPP同時(shí)參與電能量和輔助服務(wù)市場(chǎng)；文獻(xiàn)[24]探討了歐盟排放交易機(jī)制下VPP應(yīng)如何參與碳排放交易。

在多能互補(bǔ)背景下，VPP具有多主體利益關(guān)聯(lián)、多環(huán)節(jié)耦合和高靈活性等特點(diǎn)，其優(yōu)化調(diào)度能力和參與市場(chǎng)能力都將得到很大提升，市場(chǎng)積極性提高。目前已有文獻(xiàn)開(kāi)展了多能互補(bǔ)下VPP調(diào)控及交易技術(shù)研究，并取得了一定成果，但未能對(duì)多能互補(bǔ)下VPP應(yīng)如何利用自身資源更好地參與電力市場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)一刻畫。為此，本文以調(diào)控和交易為兩大突破口，開(kāi)展多能互補(bǔ)下VPP調(diào)控思路和交易架構(gòu)研究，并從建模、調(diào)控、評(píng)估和交易等方面提出了需突破的關(guān)鍵技術(shù)，為VPP市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)提供思路及建議。

1 多能互補(bǔ)型虛擬電廠概述

1.1 核心特征分析

自1997年VPP提出以來(lái)，其概念一直未能有統(tǒng)一定義[25]。歐盟虛擬燃料電池電廠項(xiàng)目[4]將VPP定義為一組相互連接的分散微熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)加上安裝在多戶住宅、小型企業(yè)、公共設(shè)施等的通信控制技術(shù)，可滿足用戶側(cè)所需的電、冷和熱需求。歐洲項(xiàng)目FENIX[26]指出，VPP是一系列DER的聚合，可參與電力批發(fā)市場(chǎng)簽訂合同并向系統(tǒng)操作員提供服務(wù)。文獻(xiàn)[27]提出VPP是通過(guò)信息、通信技術(shù)將可調(diào)度或不可調(diào)度的DER、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷聚合成一個(gè)假想電廠，以最小化發(fā)電成本或最大收益為目標(biāo)，計(jì)劃、監(jiān)控并協(xié)調(diào)各資源之間的電力流。2018年3月5日，由國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)發(fā)起的VPP《架構(gòu)與功能要求》和《用例》兩項(xiàng)國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)提案獲批正式立項(xiàng)，明確提出：VPP是聚合優(yōu)化“網(wǎng)源荷”清潔發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)和互動(dòng)商業(yè)模式，能夠在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構(gòu)上，依托互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通訊技術(shù)，把DER、儲(chǔ)能和負(fù)荷等分散在電網(wǎng)的各類資源相聚合，進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制和市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的多能互補(bǔ)、負(fù)荷側(cè)的靈活互動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。

不論是上述哪類理解或描述方式， VPP本質(zhì)仍是統(tǒng)一的，具有兩大核心特征：

(1)資源聚合

VPP資源主要包括光伏、風(fēng)電等分布式可再生發(fā)電設(shè)備，微燃機(jī)、鍋爐等氣轉(zhuǎn)電/熱設(shè)備，EV、儲(chǔ)熱罐和電池等可充可放的儲(chǔ)能設(shè)備，以及靈活調(diào)節(jié)的需求響應(yīng)(Demand Response, DR)資源等。上述資源在調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)能力、爬坡率、地理位置等方面具有很大差異性，單體運(yùn)行具有明顯劣勢(shì)，如調(diào)控容量小且不穩(wěn)定，但經(jīng)聚合后卻可形成靈活調(diào)控能力，如通過(guò)光儲(chǔ)系統(tǒng)配合來(lái)有效提升光伏出力的不確定性。

(2)雙向通信

雙向通信系統(tǒng)是VPP進(jìn)行能量管理、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，以及與外部系統(tǒng)交互的重要渠道。VPP中設(shè)備種類和數(shù)量更多，覆蓋地域范圍廣，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜，這對(duì)感知技術(shù)和傳感器裝置提出了更高要求[28-29]。

基于上述兩大特點(diǎn)，文中構(gòu)建了多能互補(bǔ)型VPP架構(gòu)(為便于理解，后續(xù)表達(dá)時(shí)以“VPP”代替“多能互補(bǔ)型VPP”)，如圖1所示，VPP在一定區(qū)域內(nèi)協(xié)調(diào)控制不同供能、儲(chǔ)能[30]和用能資源，構(gòu)建成一臺(tái)臺(tái)虛擬能源機(jī)組，形成柔性聚合調(diào)控資源，實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源互聯(lián)和共享，并可以作為整體參與電力市場(chǎng)交易。在具體實(shí)施時(shí)，VPP優(yōu)化目標(biāo)包括最小能源成本[27,31]，最大收益[9,26,30,32]、最小運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)[9]等。

圖1 多能互補(bǔ)型VPP示意圖

按照功能不同，VPP 可劃分為商業(yè)型虛擬發(fā)電廠(Commercial VPP，CVPP)和技術(shù)型虛擬發(fā)電廠(Technical VPP，TVPP)兩種，其中CVPP側(cè)重于經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行商業(yè)性資源聚合，而TVPP側(cè)重于技術(shù)角度計(jì)及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束，其在配電網(wǎng)中的作用類似于輸電系統(tǒng)調(diào)度員在輸電網(wǎng)中功能，差異點(diǎn)如表1所示。這里，文獻(xiàn)[33]提出一種基于歐盟碳排放市場(chǎng)的環(huán)境型VPP交易策略，聚合多微電網(wǎng)進(jìn)行碳排放交易，可看作CVPP的一種。

表1 CVPP和TVPP對(duì)比分析

1.2 與微電網(wǎng)、需求響應(yīng)異同點(diǎn)

VPP、微電網(wǎng)和需求響應(yīng)都是位于用戶側(cè)的聚合及調(diào)控手段，在GB/T 33589-2017《微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中對(duì)微電網(wǎng)有如下定義：由DER、用電負(fù)荷、監(jiān)控、保護(hù)和自動(dòng)化裝置等組成(必要時(shí)含儲(chǔ)能裝置)，是一個(gè)能夠基本實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電力電量平衡的小型供用電系統(tǒng)。而DR是針對(duì)電力需求側(cè)管理如何在競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中充分發(fā)揮作用以維持系統(tǒng)可靠性和提高市場(chǎng)運(yùn)行效率而提出的[26]，被認(rèn)為是在極端高峰時(shí)期管理電力供應(yīng)和推遲新一代、配電和輸電基礎(chǔ)設(shè)施投資的一種潛在方式，主要包括價(jià)格型[36]和激勵(lì)型DR[37]兩類。上述手段在資源類型、應(yīng)用場(chǎng)景等方面存在差異，表2進(jìn)行了具體對(duì)比分析。

可以看出， VPP融合了微電網(wǎng)和需求響應(yīng)特點(diǎn)，但與微電網(wǎng)相比，因VPP是基于柔性資源實(shí)現(xiàn)聚合，故地理、容量等方面均具有靈活的擴(kuò)展能力，可形成多層級(jí)多區(qū)域聚合能力，且更經(jīng)濟(jì)。而與需求響應(yīng)相對(duì)“恒定”的調(diào)度容量相比，VPP類比傳統(tǒng)發(fā)電廠輸出功率特性，參與各時(shí)段電力市場(chǎng)能力更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)常態(tài)化運(yùn)行且調(diào)用成本更低，具有廣闊應(yīng)用前景。當(dāng)然，也有文獻(xiàn)開(kāi)展了上述手段相結(jié)合的研究，如基于多微電網(wǎng)的VPP[24]、基于需求響應(yīng)的VPP調(diào)度架構(gòu)[38]。

表2 VPP、微電網(wǎng)和需求響應(yīng)對(duì)比分析

2 多能互補(bǔ)下虛擬電廠調(diào)控實(shí)現(xiàn)方式

2.1 VPP調(diào)控思路

VPP一體化聚合調(diào)控思路如圖2所示。

圖2 多能互補(bǔ)型VPP一體化聚合調(diào)控思路

圖2中，自下而上分別是資源層、控制層、通信層和主站層，各層功能定位如下：

(1)資源層為海量資源所在層，包含發(fā)、儲(chǔ)和用三類設(shè)備，如微燃機(jī)、光伏/風(fēng)電、儲(chǔ)能、EV和電轉(zhuǎn)氣設(shè)備等，這里不再贅述；

(2)控制層包含量測(cè)傳感和控制裝置，負(fù)責(zé)以一定頻度(如15 min或1 h)將采集各類設(shè)備在線狀態(tài)、供、儲(chǔ)和用能信息等數(shù)據(jù)傳送給主站，或?qū)?lái)自主站層的控制信息下實(shí)時(shí)發(fā)給各設(shè)備對(duì)應(yīng)的本地控制單元，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制?？梢灶A(yù)見(jiàn)，多能耦合將擴(kuò)展控制層的裝置種類及規(guī)模；

(3)通信層主要是確保主站層和資源層實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)海量能源節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，通信方式包括電力光纖、以太網(wǎng)和GPRS等，需基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)；

(4)主站層是VPP的“智慧大腦”，具備用能監(jiān)測(cè)、潛力評(píng)估、資源優(yōu)化和交易決策等功能，與外部系統(tǒng)進(jìn)行能量/交易交互的同時(shí)，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多能源統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)度。

2.2 VPP調(diào)控架構(gòu)及應(yīng)用

根據(jù)主站層與控制層/資源層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將VPP調(diào)控架構(gòu)分為集中控制架構(gòu)、集中-分散控制架構(gòu)和完全分散架構(gòu)：

(1)集中控制架構(gòu)[4,26,39]：控制中心掌握完整信息且具有完全控制權(quán)，負(fù)責(zé)與外部系統(tǒng)交互。該種模式下，控制中心通信量大，要求高，但兼容性和擴(kuò)展性差。2018年，澳大利亞南澳洲基于該架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了1 000套電池儲(chǔ)能跟蹤AGC信號(hào)；2019年，上海電力公司基于此架構(gòu)開(kāi)展了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的VPP全域綜合響應(yīng)，打造多棟樓宇型VPP，像真正的“電廠”一樣在線實(shí)時(shí)調(diào)頻運(yùn)行；

(2)集中-分散控制架構(gòu)：控制中心將一部分運(yùn)行控制功能分配到本地控制，控制中心仍負(fù)責(zé)能源優(yōu)化調(diào)度，滿足用戶需求和市場(chǎng)規(guī)劃，這將有效改善了集中控制架構(gòu)中通信量大和擴(kuò)展性差的問(wèn)題。2019年底，冀北泛在電力物聯(lián)網(wǎng)VPP示范工程投運(yùn)，一期工程實(shí)時(shí)接入與控制蓄熱式電采暖、可調(diào)節(jié)工商業(yè)、智能樓宇、智能家居、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充電站和光伏等11類19家泛在可調(diào)資源，容量約16萬(wàn)千瓦，涵蓋張家口、秦皇島、廊坊三個(gè)地市，秦皇島作為VPP綜合試點(diǎn)，張家口、廊坊分別作為蓄熱式電鍋爐、大工業(yè)負(fù)荷專項(xiàng)試點(diǎn)；

(3)分散控制架構(gòu)：控制中心簡(jiǎn)化為數(shù)據(jù)交換和處理中心，子系統(tǒng)通過(guò)智能代理的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)控制中心的功能，具有良好的擴(kuò)展性和開(kāi)放性，但要求智能代理和子系統(tǒng)具備日常運(yùn)行管理功能。文獻(xiàn)[1-2]提出基于多代理系統(tǒng)的調(diào)度架構(gòu)。2007年荷蘭VPP項(xiàng)目對(duì)此進(jìn)行了應(yīng)用，將10個(gè)微型CHP機(jī)組基于多代理技術(shù)組建成VPP，有效降低了當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)峰值需求。

2.3 VPP調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 VPP廣義儲(chǔ)能模型

隨著多能互補(bǔ)技術(shù)的發(fā)展，VPP資源類型不斷擴(kuò)大，電轉(zhuǎn)氣或氣轉(zhuǎn)電熱設(shè)備紛紛加入，VPP系統(tǒng)中出現(xiàn)了電氣熱復(fù)雜耦合關(guān)系和快慢不一的傳輸動(dòng)態(tài)過(guò)程，這給VPP資源精準(zhǔn)聚合帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。因此，應(yīng)在理清多能靈活轉(zhuǎn)換機(jī)理基礎(chǔ)上，充分考慮氣、熱傳輸慢動(dòng)態(tài)過(guò)程，基于面向多元資源的單體物理模型(如調(diào)控速度、調(diào)控容量和調(diào)控性能等)，重點(diǎn)不同資源的調(diào)控代價(jià)(如調(diào)控成本、調(diào)控敏感度等)，并以樓宇、工業(yè)園區(qū)、智慧社區(qū)等為典型場(chǎng)景建立發(fā)-儲(chǔ)-用側(cè)的VPP靈活性區(qū)間，基于深度學(xué)習(xí)等算法構(gòu)建多能互補(bǔ)系統(tǒng)下VPP廣義儲(chǔ)能模型。

2.3.2 多層級(jí)多能源協(xié)同調(diào)控技術(shù)

隨著VPP范圍和適用性不斷擴(kuò)大，逐漸形成多層級(jí)VPP方案，以適應(yīng)不同電力調(diào)控體系和不同能源的VPP應(yīng)用。此時(shí)，多層級(jí)多能源協(xié)同調(diào)控技術(shù)成為VPP核心，通過(guò)構(gòu)建分區(qū)域分層虛擬電廠調(diào)控體系，采用“物理分布、協(xié)同控制”的邏輯架構(gòu)，全面感知源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境信息，充分利用多能源互補(bǔ)特性，構(gòu)建計(jì)及時(shí)空特性的多主體多能源協(xié)同優(yōu)化體系，實(shí)現(xiàn)自上而下的高效運(yùn)行調(diào)控。在優(yōu)化過(guò)程中，應(yīng)注意市場(chǎng)價(jià)格、分布式可再生能源出力、用戶響應(yīng)等不確定性因素的處理。

2.3.3 VPP靈活性評(píng)估方法

文獻(xiàn)[40]從可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可調(diào)度性三方面提出了由7項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的VPP綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，但是上述指標(biāo)未能考慮多能源因素的影響，也未能計(jì)及靈活性特點(diǎn)。清華大學(xué)部分學(xué)者將電力系統(tǒng)靈活性定義為：在一定時(shí)間尺度下，電力系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化調(diào)配各類可用資源，以一定的成本適應(yīng)發(fā)電、電網(wǎng)及負(fù)荷隨機(jī)變化的能力。該定義也同時(shí)適用于VPP運(yùn)行中。應(yīng)將多能系統(tǒng)運(yùn)行靈活性資源特性納入VPP評(píng)估體系中，從資源、時(shí)間和空間等角度提取VPP靈活性內(nèi)涵，提出VPP多時(shí)空維度運(yùn)行靈活性評(píng)估方法。

3 多能互補(bǔ)下虛擬電廠市場(chǎng)交易方式

3.1 VPP交易架構(gòu)

與第2節(jié)側(cè)重于研究VPP資源優(yōu)化調(diào)控，本節(jié)側(cè)重于研究VPP交易行為[31-32]。VPP最具吸引力的功能在于能夠聚合DES參與多類型市場(chǎng)運(yùn)行，為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)，但現(xiàn)有的研究尚缺乏對(duì)多能互補(bǔ)下VPP交易機(jī)制的完整描述和刻畫。

為此，從用戶(含多能源)-VPP-電網(wǎng)三個(gè)層面構(gòu)建全面的多能流市場(chǎng)架構(gòu)，將VPP交易分為外部交易、平行交易和內(nèi)部交易三類，如圖3所示。在外部交易/平行交易方面，包括參與日前市場(chǎng)[27]，能量和備用市場(chǎng)[23]，多VPP分布式交易[34]等。當(dāng)然，當(dāng)VPP對(duì)下存在用戶主體時(shí)，還涉及與所屬資源/用戶的內(nèi)部交易，這里主要是基于DR實(shí)現(xiàn)。

圖3 VPP交易類型

一般來(lái)說(shuō)，VPP協(xié)調(diào)內(nèi)部資源參與市場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，可將富余的能源出售給外部市場(chǎng)或其他VPP，也可選擇從市場(chǎng)購(gòu)能滿足負(fù)荷需求，實(shí)現(xiàn)用能效率和經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。這里，以外部售電交易和內(nèi)部DR交易為主，具體介紹下VPP交易全流程：

(1)VPP根據(jù)歷史曲線預(yù)估下個(gè)交易周期T(如24 h)的發(fā)電和負(fù)荷數(shù)據(jù)，假設(shè)所有發(fā)儲(chǔ)資源可調(diào)度，并基于價(jià)格型或激勵(lì)型的DR項(xiàng)目的得出在時(shí)刻t第i個(gè)節(jié)點(diǎn)最大響應(yīng)能力Pmax(i,t)，綜合考慮成本、調(diào)控可信度和不確定性等因素，構(gòu)建VPP廣義儲(chǔ)能模型，得到Pagg(i,t)，即在時(shí)刻t第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的聚合調(diào)控能力；

(2)VPP向交易中心提交次日24 時(shí)段的競(jìng)標(biāo)信息{Pagg(i,1)，…，Pagg(i,t)，Pagg(i,T)}，這里假設(shè)VPP為價(jià)格接受者，對(duì)市場(chǎng)價(jià)格無(wú)影響力；

(3)交易中心和調(diào)度中心基于全網(wǎng)供需情況、各電廠報(bào)價(jià)、各VPP報(bào)價(jià)等，進(jìn)行市場(chǎng)出清和安全校核，確定VPP日前市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)電量及電價(jià)，并下發(fā)給各個(gè)VPP；

(4)隨著時(shí)間推進(jìn)，對(duì)風(fēng)電等清潔能源出力預(yù)測(cè)更加精確，VPP進(jìn)一步更新數(shù)據(jù)，基于VPP-用戶之間的DR合同，VPP主動(dòng)調(diào)整內(nèi)部資源出力計(jì)劃，如增大或減小微燃機(jī)的熱電比、可控負(fù)荷增加或減少等，盡可能消除時(shí)刻t實(shí)際出力Pact(i,t)與競(jìng)標(biāo)出力的偏差ΔP(i,t)，實(shí)現(xiàn)VPP效益最大化。

3.2 VPP交易關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 VPP參與多重市場(chǎng)交易模型

VPP可看作虛擬能源生產(chǎn)商，即可參與外部市場(chǎng)(如電能量或輔助服務(wù)市場(chǎng))，也可參與P2P交易。VPP可根據(jù)外部市場(chǎng)/P2P市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行電能買賣，如以參與P2P市場(chǎng)[41]為主，當(dāng)仍存在剩余時(shí)，繼續(xù)參與外部市場(chǎng)；或者在現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)較高時(shí)[42]，作為發(fā)電商提供電能，當(dāng)現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)較低時(shí)作為用戶購(gòu)買電能；或協(xié)同參與電能量或輔助服務(wù)市場(chǎng)[4]。為在市場(chǎng)中獲得最大效益，VPP應(yīng)針對(duì)日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)等多尺度交易方式，研究VPP參與市場(chǎng)交易互動(dòng)的多種途徑；基于多層級(jí)能源交易市場(chǎng)的出清規(guī)則和方法，融合VPP內(nèi)部資源，構(gòu)建典型場(chǎng)景下VPP參與多重市場(chǎng)交易模型。

考慮到VPP本質(zhì)是為了提升可再生能源消納能力，有必要開(kāi)展VPP與綠色市場(chǎng)(如綠色證書市場(chǎng)和可交易的可再生能源信貸市場(chǎng))的結(jié)合問(wèn)題研究，進(jìn)一步促進(jìn)可再生資源進(jìn)入自由化市場(chǎng)。

3.2.2 考慮用戶偏好的VPP內(nèi)部激勵(lì)策略

目前，VPP模型中很大程度上忽略了用戶的多樣化，往往向所有用戶提供相同的激勵(lì)措施。但在實(shí)際情況中，因需求用途、響應(yīng)能力和響應(yīng)代價(jià)的不同，不同用戶對(duì)激勵(lì)有不同的態(tài)度，需要提供實(shí)用靈活的激勵(lì)費(fèi)率以考慮用戶的獨(dú)特要求[31]。此時(shí)，設(shè)計(jì)靈活的VPP內(nèi)部激勵(lì)策略就顯得非常重要，基本思路如下：首先使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)(例如，集群和分類)來(lái)劃分用戶群體，如基于博弈論的用戶競(jìng)價(jià)機(jī)制，將其進(jìn)行分類；接著，基于DR互動(dòng)機(jī)理，構(gòu)建基于動(dòng)態(tài)電價(jià)或可中斷合同等多類型DR的VPP內(nèi)部激勵(lì)策略，以最大程度鼓勵(lì)用戶參與VPP聚合；當(dāng)然，沒(méi)有一種激勵(lì)是永恒不變的，應(yīng)基于實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)用戶偏好及分類進(jìn)行迭代更新，以設(shè)計(jì)趨于成本最優(yōu)的適用于該VPP的激勵(lì)機(jī)制。

4 結(jié)束語(yǔ)

多能互補(bǔ)和VPP是相輔相成，共同促進(jìn)的關(guān)系。快速發(fā)展的多能互補(bǔ)技術(shù)在給VPP資源聚合帶來(lái)更大、更靈活的調(diào)控能力的同時(shí)，也給VPP調(diào)控及運(yùn)行帶來(lái)了更大的不確定性及困難。文中在對(duì)多能互補(bǔ)型VPP概述的基礎(chǔ)上，從調(diào)控和交易兩個(gè)維度對(duì)多能互補(bǔ)下VPP參與電力市場(chǎng)的方式進(jìn)行了深入探討，分別提出了相應(yīng)的調(diào)控思路和關(guān)鍵技術(shù)，這將為多能源發(fā)展形勢(shì)下VPP技術(shù)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供指導(dǎo)。