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。
设定某24时段的调频总收益为76.3万元，主要由资源实际提供的调频里程来进行衡量。其中储能的调频收入为20.9万元，而所有火电机组的调频收益总和仅为3.7万元，储能和水电等调频性能较好资源所获调频收益远高于传统火电机组。为了避免性能较差的火电机组无限制抬高市场出清的里程价格，资源的报价根据调频性能指标调整后作为调频资源排序的依据，为进一步直观说明效率因子的作用，引入某时段调频容量需求，如图16所示，上调频物理容量需求在加入效率因子后下降了约35%，下调频物理容量需求降幅约45.5%。
图16 考虑效率因子的典型时段调频容量需求变化
Fig.16 Changes of frequency modulation capacity demand in typical periods considering efficiency factors
引入效率因子后系统的调频总成本有较大程度的降低（上、下调频总收益为310878、313395元，合计624273元），相较于未加入效率因子前的收益结果（上、下调频总收益为365200、379312元，合计744512元）节约了16.15%成本。而储能凭借优异的调频能力达到36.7%的收益占比。其中火电因调频性能较差，收益占比进一步降至0.798%，具体的收益变化见表11。
表11 考虑效率因子后调频资源收益
Table 11 Benefits of frequency modulation resources considering efficiency factors
4 结论
合理的市场机制能有效引导储能有序提供辅助服务并获得收益，本文在调峰市场中将储能作为VPP成员参与电能量及调峰市场；调频市场中考虑适应储能参与的电能量和调频交易品种联合优化出清模型，引入效率因子，得出以下结论。
1）VPP聚合灵活性资源，以整体效益最大为目标对外同时参与电能量市场和调峰市场，通过储能和柔性负荷的协同，实现调峰市场的有效竞标，使VPP及储能获得最佳调峰收益。
2）传统和快速调频交易品种联合优化出清模型较顺次出清模型具有更高的社会效益。储能资源有效代替传统的发电容量，减小了系统调频需求，在实现相同调频效果的前提下，单位容量的储能资源能够替代更大容量的传统调频资源从而达到提升调频效率和节约调频资源的目的。
