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。
图6为储能参与电能量平衡情况，可以看出，新能源出力全部得到消纳，解决了弃风、光问题，满足绿色低碳要求；储能几乎全时段参与电能量平衡过程，具有双向特性，与内部成员CDG等联合，根据内部负荷与外部市场价格的情况综合制定合适的发电功率，削减高价时段负荷，增加低价时段负荷，从而使VPP在购电价格较高的13:00—18:00、22:00—次日01:00和18:00—22:00不进行购电，在09:00—13:00进行售电，最大程度节省购电成本。
图6 储能参与电能量平衡情况
Fig.6 Energy storage participating in electric energy balance
储能收益由聚合DER后的VPP分配，收益如表8所示，可知VPP聚合分配后储能效益优于独立运营收益。
表8 VPP内部成员收益
Table 8 VPP internal member income
VPP在峰谷电价进行电能量市场购售电；储能与柔性负荷来参与调峰，在01:00—09:00可参与填谷调峰，在09:00—13:00和18:00—22:00可参与削峰调峰，设定5种案例来进行算例分析。
1）调峰市场有填谷、削峰调峰两种需求；
2）调峰市场在01:00—09:00时段发布填谷调峰需求；
3）调峰市场在09:00—13:00和18:00—22:00时段发布削峰调峰需求；
4）调峰市场在01:00—05:00和05:00—09:00时段以不同价格发布填谷调峰需求；
5）调峰市场在不同时段以不同价格发布削峰调峰需求。
给定的电能量市场和调峰市场信息，具体参数如表9所示。
表9 调峰市场中的不同案例
Table 9 Different cases in peak modulation market
考虑储能与柔性负荷参与的调峰市场竞标结果如图7~8及表10所示，可以看出：1）在调峰市场发布填谷调峰需求时，调动储能充电及柔性负荷增加负荷来参与填谷调峰。2）在尖峰时的调峰市场发布填谷调峰的需求时，调动储能放电和柔性负荷削减负荷参与削峰调峰。3）在调峰市场需求相同、价格不同时，改变调峰竞标电量来提高收益。4）案例4下VPP的调峰收益和总收益大于案例3。5）在削峰调峰价格不同时，高价时的调峰竞标电量增大，低价时的调峰竞标电量减小，从而使调峰收益和总收益增大。6）案例5下VPP的调峰收益和总收益大于案例2。在填谷调峰价格不同时，VPP使高价时的调峰竞标电量增大，使低价时的调峰竞标电量减小，从而使得调峰收益和总收益增大。
