能源绿色低碳转型下，电力系统调峰调频缺口日益增大，储能凭借灵活爬坡和双向调节特性，可作为独立主体或虚拟电厂（virtual power plant，VPP）内部成员参与协调解决调峰调频及新能源消纳问题。分析了国内外储能参与电力市场概况，建立VPP聚合多分布式能源（distributed energy resource，DER）的调峰竞标模型及整体效益最大的调峰竞标策略；在以发电、调频成本最小化为目标的电能量和调频市场联合出清模型基础上，引入效率因子体现快速调频资源的优势。算例验证了VPP竞标策略下储能分配的收益优于独立运营模式；传统和快速调频交易品种参与日前市场设计的火-储联合出清模型较顺次出清模式具备更高的社会效益，引入效率因子能提升优质调频资源参与市场的积极性和节约电网总调频成本的目的。
本文选取火电机组为传统调频资源，具有响应幅度大、延续时间长特性；选取储能为快速调频资源，包括抽水蓄能、水电等，具有响应变化幅度小、周期短、快速响应特性。将2个交易品种面向调频资源开放，实现以下优势。1）减少机组频繁调节出力造成的寿命损失，储能快速响应调频信号，解决调频电量不足问题。2）较佳的调频交易品种能以较小调频成本实现最佳的调频效果。3）引入效率因子后系统调频容量需求减少，提升调频效率，出清价格有明显下降，且退出调频辅助市场的资源还可运用在其他市场，实现资源节约。
2 竞标模型
本章建立各DER的数学竞标模型。
2.1 数学模型
2.2 目标函数
2.3 约束条件
3 算例分析
以IEEE-30节点系统来验证储能参与调频市场出清模型，系统含10台机组，6台为火电机组（G1~G6），4台储能（C1~C4），参数如表3~5所示。由VPP聚合的灵活性资源（储能、CDG、柔性负荷、光伏与风电）在01:00—09:00参与填谷调峰，在09:00—13:00和18:00—22:00参与削峰调峰，全天24时段可参与电能量市场。风电、光伏出力预测如图5所示，日前预测出力误差为10%，可调控柔性负荷区间为2~6 MW，VPP内CDG和储能相关参数如表6所示。
表3 火电机组技术参数
Table 3 Technical parameters of thermal power unit
表4 火电机组报价数据
Table 4 Thermal power unit quotation data
表5 储能运行参数
Table 5 Energy storage operating parameters
图5 风电与光伏预测出力
Fig.5 Forecast output of wind power and photovoltaic
表6 CDG和储能的相关系数
Table 6 Parameters of CDG and energy storage
3.1 调峰辅助服务
设定调峰市场的准入条件[26-28]为竞标电量不小于2.5 MW·h，同时VPP须考虑需求侧灵活性资源储能和柔性负荷在调峰和电能量市场的竞标计划，根据两市场的价格、时段等信息进行日前竞标决策。
规定可转移负荷为柔性负荷在各时段负荷的25%；预测误差的上限为10%，允许削减时段为峰时段09:00—13:00和18:00—22:00，VPP通过配网进行购售电，峰谷时间段划分与电价如表7所示。
表7 峰平谷电价
Table 7 Power price of different time
