多能互补下虚拟电厂参与电力市场的思考

多能互补下虚拟电厂参与电力市场的思考

王亚东

山东奥德圣凯能源有限公司 山东 临沂 276000

摘要：在虚拟电厂的优化形成中，多能互补技术发挥重要作用，可以丰富虚拟电厂的类型，也能让其在电力市场、电网运行中发挥效能。鉴于此，本文即围绕多能互补型虚拟电厂的核心特点，结合虚拟电厂构建关键技术，深入分析多能互补下虚拟电厂参与电力市场的流程和模式，以促进虚拟电厂的顺利建设和应用。

关键词：多能互补；虚拟电厂；电力市场

引言

多能互补下的虚拟电厂涉及的利益主体较多，灵活性强，优化调度和参与市场的能力大。现阶段，国内外均对多能互补下的虚拟电厂调控、交易技术展开深入研究，同时获得了一定成果。但是，针对多能互补下虚拟电厂采取何种方式运用现有资源高效参与电力市场，还需要进一步研究。因此，为加快虚拟电厂市场化运营速度，相关人员应该加强对虚拟电厂调控思路和交易架构的研究。

1多能互补型虚拟电厂核心特点

（1）资源整合。虚拟电厂中包含的设备和资源较多，诸如储能设备、可再生发电设备等。在对各个资源调节期间，调节能力、速度存在的差异较大，加之所处的地理位置不同，单体运行呈现出的优势和劣势也各有千秋，诸如调控容量小、稳定性不强等。但是，在聚合后，调控能力会更为灵活，诸如在光储系统的辅助下，光伏出力的不确定性能提高。

（2）双向通信。在虚拟电厂能量管理、数据采集、外部交互等方面，双向通信系统发挥重要作用，是各项工作开展纽带。虚拟电厂中囊括大量的设备，设备类型多样，覆盖范围广，系统运行状态比较复杂，因此对感知技术、传感器装置等要求较高。

基于上述两大核心特征，本文构建多能互补型虚拟电厂架构，搭建虚能源机组，形成柔性聚合调控资源，让资源的应用和共享范围拓宽，以整体的形式参与到电力市场交易中，保证能源成本在节约的同时，经济效益能实现最大化。

2多能互补下虚拟电厂构建关键技术

2.1 虚拟电厂市场运营技术

虚拟电厂是负荷以及需求侧资源的管理者，在参与电力市场过程中，需要采取科学的技术，以保证虚拟电厂能顺利运营。诸如潜力评估技术。所谓的潜力，是指有时间属性的虚拟电厂发电能力，涵盖各时间的最大最小发电能力、各个时间段虚拟电厂爬坡率等，通过对该技术的合理使用，可以让虚拟电厂运行及市场风险得到科学管理，保证供电质量，促进经济性和安全性的提升。当然，也可以利用虚拟电厂竞标决策技术，提升虚拟电厂的整体利润。

2.2 虚拟电厂物联网技术

在虚拟电厂构建过程中，可以加强对物联网技术的利用，对集中连接模式有效控制，实现点到点分布式有序切换。针对主站系统，需要逐步下沉，实现本地就近控制。在靠近物或数据源头的一侧位置，可以在网络、计算、存储等开放平台的支持下，就近提供相应服务。虚拟电厂物联网技术在应用过程中，涵盖局域网技术、互联网技术等，精度高，不会消耗太多的能源资源，计算过程可以实现智能化。并且，在物联网技术的支持下，还可以实现设备信息的高效采集、传递、提取，有利于本地边缘计算准确度的提高，更能实现终端自动化，促进本地自动控制效果的提高。

3多能互补下虚拟电厂市场交易方式

3.1 虚拟电厂交易架构

虚拟电厂具备聚合各类资源的能力，可以参与到不同类型的市场运行中，为输电网、配电网的管理与服务提供支持。为实现此目标，在虚拟电厂交易架构构建过程中，主要从三个方面着手，（1）用户；（2）虚拟电厂；（3）电网。同时将虚拟电厂交易分成三类，具体如图1所示。

图 1 虚拟电厂交易类型

结合图1来看，在外部交易和平行交易层面，涵盖的内容有参与目前市场、能量和备用市场、虚拟电厂分布式交易等。当然，如果虚拟电厂对下有用户主体存在时，还会包含用户内部交易、所属资源等。

3.2 虚拟电厂交易流程

虚拟电厂协调内部资源参与市场运行过程中，针对富余的能源，可以采取出售的方式，出售给外部市场或者其他虚拟电厂，也可以利用从市场购能的办法，让电力负荷需求得到满足，保证用能效率在提升的同时，经济效益能实现最大化。在此过程中，需要将虚拟电厂交易流程梳理好，具体分析如下：

（1）政府结合市场的需求，出台与之相关的政策，诸如尖峰电价政策，为市场所需的资金池。针对虚拟电厂，可以在交易市场中竞价，在对自身执行情况充分掌握的基础上，获取最大收益。

（2）清洁能源发电厂在运行期间，可以将交易市场作为核心，通过适合的市场价格购买虚拟电厂提供的需增服务，保证风弃光导致的日常发电收益受损能得到弥补，促进清洁能源消纳比例的提升。在后续运行中，通过构建虚拟电厂日内交易市场，清洁能源发电企业在经营过程中，可以采取购买需增或者需减服务，达到对发电计划曲线偏差考核规避的目的。

（3）调丰电厂在运行阶段，可以在交易市场的支持下，选择运用最合适的价格对虚拟电厂提供的需增服务进行购买，保证没有参与深度调峰等产生的损失能降到最小，实现对辅助考核有效规避的目标。

（4）针对旋转备用和热备用，同样可以采取上述方式购买需减服务，从源头将辅助考核规避。

3.3 虚拟电厂交易方法

多能互补下虚拟电厂在参与电力市场过程中，在交易方面，可以采取以下两种方法：

（1）虚拟电厂参与多种市场交易。虚拟电厂可以作为虚拟能源生产商，即虚拟电厂可以参与外部市场，同时也能和P2P建立交易关系。虚拟电厂可以将外部市场、P2P市场作为基础，依照市场价格对电能进行出售或购买。比如，虚拟电厂参与P2P市场，在有剩余的情况下，可以继续参与到外部市场，或者在现货市场电价较高的情况下，作为发电商提供电能。如果现货市场电价偏低，可以作为用户对电能集中购买。为了能在市场中获取最大效益，虚拟电厂可以结合目前市场、实时市场等多方面交易模式，对参与市场交易活动的各个途径深入分析，选择最佳的交易方式。出于对虚拟电厂本质的考量，让再生能源消纳能力达到最佳，需要注重虚拟电厂与绿色市场的融合，以保证可再生能源能在市场中自由进入。

（2）从用户角度分析，合理制定虚拟电厂内部激励措施。现阶段，虚拟电厂模型对用户的多样化特点关注度不高，为用户提供的激励措施基本一致。但对于用户而言，需求存在的差异大，加之响应能力及代价不同，对于激励措施持有的态度往往存在差异，因此要对激励费率灵活调整，尽可能让用户的多元化要求得到满足。为实现此目标，应该对虚拟电厂内部激励策略灵活设计，诸如运用数据挖掘技术对用户群体合理划分，之后基于需求响应互动机理，对动态电价和中断合同等多个类型的内部激励策略科学制定，保证用户能得到充分调度，自主参与到虚拟电厂聚合中。当然，所有激励策略均要结合实际情况灵活调整，保证激励的合理性与针对性。

结束语

综合而言，多能互补与虚拟电厂之间有密切联系，二者是相辅相成和共同促进的关系。但是，应用并发展多能互补技术，虽然可以为虚拟电厂资源聚合带来诸多便利，增强其调控能力，但也会使得虚拟电厂调控和运行中存在较多不确定性因素。因此，相关人员应该对虚拟电厂构建关键技术充分了解，深入分析虚拟电厂参与市场交易流程与模式。

参考文献：

[1]李淑静，谭清坤，张煜等.虚拟电厂关键技术及参与电力市场模式设计研究[J].电测与仪表，2022，59(12)：33-40.

[2]李鹏，蒋正威，邓一帆等.虚拟电厂参与电力市场与调度控制技术研究综述[J].浙江电力，2022，41(06)：8-14.