HEFEIUNIVERSITY楊賀鈞副教授合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院2025年12月HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY目錄目錄AggregationofFlexibilityResoI研究背景研究背景HEFEIUNIVERSITY◆分布式資源具有顆粒度小、數(shù)量龐大、類型迥異等特點(diǎn)，其大規(guī)模涌入配電系統(tǒng)勢必壓縮系統(tǒng)安全裕度，增加了配電系統(tǒng)的運(yùn)行困難，主要體現(xiàn)在：承載力不足、運(yùn)行復(fù)雜性增加、市場機(jī)制不完善、靈活性沒能充分利用。因此，為提升配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行能力，需要挖掘分布式資源的靈活性，通過靈活性調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同運(yùn)行提高資源利用率高靈活高風(fēng)險(xiǎn)提高資源利用率高靈活高風(fēng)險(xiǎn)高韌性高成本高協(xié)同第3頁HEFEIUNIVERSITYOF風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分布式資源儲(chǔ)能型風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分布式資源儲(chǔ)能型備用缺額運(yùn)行靈活性分析供能可靠性分析備用缺額運(yùn)行靈活性分析供能可靠性分析分布式資源供需匹配機(jī)制群體分層控制策略群體潛力評(píng)估供需匹配機(jī)制群體分層控制策略群體潛力評(píng)估靈活可控高效□靈活可控高效□偏差風(fēng)險(xiǎn)分析偏差風(fēng)險(xiǎn)分析如何激發(fā)靈活性?性模型如何激發(fā)靈活性?性模型稀缺價(jià)格經(jīng)濟(jì)性可靠性差異性引導(dǎo)分布式資源發(fā)揮其靈活性第4頁HEFEIUNIVERSITY源不足可靠分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)第5頁HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY口分布式資源可調(diào)節(jié)特性■發(fā)電型資源(微型燃?xì)廨啓C(jī)、可調(diào)發(fā)電機(jī)組等)■■供電可靠性運(yùn)行靈活性缺額風(fēng)險(xiǎn)模型向上靈活性缺額■儲(chǔ)能型資源(分布式儲(chǔ)能、V2G充電等)*分布式資源運(yùn)行特性及靈活性表征HEFEIUNIVERSITYOFTE口考慮靈活性缺額的配電系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度模型源棄電懲罰成本、電動(dòng)汽車放電補(bǔ)償成本及風(fēng)險(xiǎn)懲罰成本最小化為目標(biāo)函數(shù)：靈活性缺額+可靠性不足靈活性缺額+可靠性不足第7頁第8頁口運(yùn)行調(diào)度結(jié)果口運(yùn)行靈活性EV充電燃?xì)廨啓C(jī)光伏0每種資源出力都呈現(xiàn)出明顯的時(shí)段特征，反映了系統(tǒng)在不同負(fù)荷需求條件下最優(yōu)運(yùn)行調(diào)度△一來考怒運(yùn)價(jià)地-?-考您造行費(fèi)地時(shí)到時(shí)到向上運(yùn)行靈活性缺額向下運(yùn)行靈活性缺額考慮系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性后，分布式資源能夠合理地預(yù)留調(diào)節(jié)裕度，高缺額風(fēng)險(xiǎn)時(shí)段顯著減少，并且在負(fù)荷高峰期，系統(tǒng)不同方向靈活性缺額均有所改善基于虛擬電池等效的分布式資源靈活性聚合HEFEIUNIVERSITY◆圍繞“如何利用分布式資源的靈活性”:雙碳目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下大規(guī)模分布式資源接入，促使配電網(wǎng)正加速向新型配電系統(tǒng)演變，間歇性新能源逐漸壓縮系統(tǒng)安全裕度，需要系統(tǒng)提供靈活性供給。分布式資源單體容量小、調(diào)節(jié)能力分散，海量資源的靈活性難以充分發(fā)揮，因此需要將海量分布式資源進(jìn)行靈活性聚合，提升系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度效率分布式資源與配電△能否能否等效等效PP資源增減出力過程資源增減出力過程電池充放電過程第9頁HEFEIUNIVERSITYAA上限A儲(chǔ)能電池元件由于具有功率雙向流動(dòng)、狀態(tài)相關(guān)性等特點(diǎn)，可以有效地等效表征分布式資源的靈活性上下調(diào)節(jié)特征。為了精確量化分布式資源的靈活性，用虛擬電池來表征分布式資源的靈活性AA上限A充電充電虛擬電池參數(shù)集來表征各類資源的可調(diào)潛力和靈活性，HEFEIUNIVERSITYOFTECHNO基于靈活性虛擬電池的可調(diào)特性，構(gòu)建虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)同類型分布式資源的單體靈活性凝價(jià)格凝價(jià)格虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)第11頁第12頁HEFEIUNIVERSITY預(yù)測誤差調(diào)度指令安全校核配電系統(tǒng)調(diào)控層實(shí)時(shí)調(diào)度1↑#體預(yù)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)：最小化群體資源運(yùn)行成本日內(nèi)最優(yōu)調(diào)度偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(靈活性平衡日前預(yù)決策群體控制層可調(diào)度潛力評(píng)估集群運(yùn)行約哀下發(fā)1運(yùn)行特性量靈活性旅擬電池層固有靈活性群體資源參數(shù)D!ES型按照功率范圍、爬坡速率和能量約束進(jìn)行群體性能評(píng)估群體調(diào)度策略群體性能評(píng)估群體調(diào)度策略特性各異的虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)，以集群形式在群體層面參與配電系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化基于虛擬電池等效的分布式資源靈活性聚合與運(yùn)行調(diào)度HEFEIUNIVERSITY口考慮靈活性供需平衡與調(diào)度偏差補(bǔ)償?shù)娜后w協(xié)調(diào)調(diào)度模型群體可調(diào)度潛力群體可調(diào)度潛力波動(dòng)偏差各資源最優(yōu)出力決策變量各類資源的各類資源的預(yù)調(diào)度出力決策變量決策變量活性調(diào)整量供需平衡參數(shù)凈負(fù)荷波動(dòng),供需平衡參數(shù)凈負(fù)荷波動(dòng),第13頁HEFEIUNIVERSITYOFTECHNO口算例分析一日前可調(diào)度域聚合潛力nn4L84L8◆群體具備足夠的調(diào)節(jié)范圍來滿足系統(tǒng)中不確定性因素帶來的靈活性需求，從而保證各時(shí)段的實(shí)際出力能夠滿足調(diào)度指令的要求◆群體功率邊界上限與下限不僅受各資源集群的輸出功率和爬坡率約束限制，還受群體最優(yōu)運(yùn)行策略和靈活性供給平衡約束的影響◆DES集群與EV集群的能量狀態(tài)曲線顯示出較高的調(diào)節(jié)靈活性，提供資源調(diào)度信息第14頁HEFEIUNIVERSITYOF口算例分析：靈活性供需平衡為驗(yàn)證所提靈活性量化與聚合策略的有效性，對(duì)群體資源進(jìn)行日前優(yōu)化調(diào)度，算例表明：日前階段，分布式健修六6勢世負(fù)戀元幼汽車光飲0電勵(lì)專允電柔悟換有風(fēng)電日前預(yù)決策調(diào)度計(jì)劃靈活性供需匹配不同策略的儲(chǔ)能系統(tǒng)總調(diào)度情況對(duì)比基于虛擬電池等效的分布式資源靈活性聚合HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOL口算例分析：日內(nèi)最優(yōu)調(diào)度為補(bǔ)償日內(nèi)調(diào)度偏差，對(duì)群體資源進(jìn)行最優(yōu)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)不同虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)靈活性潛力充分利用，從調(diào)度結(jié)果來看聚合的群體資源具有很強(qiáng)的調(diào)度靈活性，在應(yīng)對(duì)靈活性需求變化與調(diào)度誤差時(shí)，使靈活性調(diào)節(jié)范圍較大的集群承擔(dān)更多的激勵(lì)變化量□紫氣輪機(jī)□紫氣輪機(jī)梁性負(fù)荷!□電動(dòng)氣半充電[□電動(dòng)汽牟放電□口風(fēng)電PA師PA師000燃?xì)鈾C(jī)造徐能電動(dòng)汽率燙性負(fù)荷群體最優(yōu)調(diào)度策略電動(dòng)汽車集群內(nèi)單體設(shè)備的最優(yōu)調(diào)度第16頁考慮故障風(fēng)險(xiǎn)與靈活性定價(jià)的分布式資源市場優(yōu)化出清機(jī)制HEFEIUNIVERSITYOFT◆圍繞“如何激發(fā)分布式資源的靈活性”,隨著分布式資源大規(guī)模接入，系統(tǒng)運(yùn)行不確定性顯著上升，新能源出力波動(dòng)與設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)加劇了供需調(diào)節(jié)壓力。不合理的機(jī)制難以有效激勵(lì)分布式資源參與，影響其靈活性供給意愿。因此，有必要建立兼顧故障風(fēng)險(xiǎn)與市場公平性的優(yōu)化出出清優(yōu)化出清優(yōu)化資資源n運(yùn)行特性邊際價(jià)格運(yùn)行特性邊際價(jià)格如何協(xié)調(diào)配電系統(tǒng)能可靠性高報(bào)價(jià)。資源報(bào)價(jià)資源1優(yōu)化報(bào)價(jià)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性故障概率修正稀缺價(jià)格規(guī)則可調(diào)容量生成供電可靠性運(yùn)行靈活性運(yùn)行靈活性第17頁考慮故障風(fēng)險(xiǎn)與靈活性定價(jià)的分布式資源市場優(yōu)化出清機(jī)制HEFEIUNIVERSITYOF分布式資源的供能可靠性可以通過故障概率進(jìn)行度量。傳統(tǒng)中長期可靠性評(píng)估基于統(tǒng)計(jì)平均值描述元件供能可靠性，認(rèn)為元件故障概率為常數(shù)，但實(shí)際上，元件發(fā)生故障的概率與其運(yùn)行狀態(tài)、低載停機(jī)低載第18頁HEFEIUNIVERSITYOF系統(tǒng)運(yùn)行所需的調(diào)節(jié)能力，受負(fù)荷波動(dòng)性、新能源波動(dòng)與預(yù)測偏差、設(shè)備隨機(jī)故障等影響。通過其出力的概率。需求量棄電風(fēng)險(xiǎn)EM需求量凈負(fù)荷Net足或調(diào)節(jié)能力缺失，負(fù)荷的概率。EM+Net?EM-下調(diào)需求FDEM-時(shí)間置信區(qū)間時(shí)間置信區(qū)間第19頁HEFEIUNIVERSITYOFT分布式資源預(yù)留可調(diào)容量維持靈活性平衡，會(huì)產(chǎn)生機(jī)會(huì)成本，而資源的故障可能會(huì)引發(fā)調(diào)度偏差，增加系統(tǒng)成本，為提高參與靈活調(diào)節(jié)的積極性，價(jià)格價(jià)價(jià)格價(jià)格市場力F支-可調(diào)度潛力可調(diào)容量(b)可調(diào)容量(b)輔助服務(wù)市場調(diào)整報(bào)量初始報(bào)量誠信度評(píng)估第20頁HEFEIUNIVERSITYOF口基于供能可靠性評(píng)估的分布式資源市場優(yōu)化調(diào)度模型采用日前電能量市場的預(yù)出清策略，通過預(yù)出清結(jié)果進(jìn)行基于故障風(fēng)險(xiǎn)的資源誠信度評(píng)估與稀缺價(jià)格-可調(diào)容量曲線生成，再通過日內(nèi)電能量與輔助服務(wù)市場聯(lián)合出清策略，動(dòng)態(tài)調(diào)整各類資源功率報(bào)量并參與電能量與輔助服務(wù)市場實(shí)時(shí)出清優(yōu)化基于日前電能量市場預(yù)出清的分布式資源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估策略供能誠信度模型供能誠信度模型考慮故障風(fēng)險(xiǎn)的日內(nèi)電能量與輔助服務(wù)市場聯(lián)合優(yōu)化出清機(jī)制約束條件約束條件確定節(jié)點(diǎn)點(diǎn)價(jià)與資源中標(biāo)量確定節(jié)點(diǎn)點(diǎn)價(jià)與資源中標(biāo)量考慮故障風(fēng)險(xiǎn)與靈活性定價(jià)的分布式資源市場優(yōu)化出清機(jī)制HEFEIUNIVERSITYOF口算例分析：市場出清與靈活性供需平衡24必必電繡收年!電繡收年!儲(chǔ)能裝置□可轉(zhuǎn)移魚荷□鳳電者屬電☆下嫣需天可轉(zhuǎn)移魚荷□鳳電者屬電☆下嫣需天日前各分布式資源中標(biāo)電量日內(nèi)各分布式資源中標(biāo)電量日內(nèi)階段靈活性供需匹配日前階段，電能量市場出清的目標(biāo)是根據(jù)各類資源的出力和市場需求進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，由于未考慮資源故障概率，所有資源的報(bào)量與報(bào)價(jià)均基于其正常運(yùn)行狀態(tài)下的出力能力進(jìn)行提交；而日內(nèi)階段，考慮到配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)需求和潛在資源故障風(fēng)險(xiǎn)，電能量與輔助服務(wù)市場會(huì)根據(jù)各類資源的實(shí)際報(bào)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整第22頁考慮故障風(fēng)險(xiǎn)與靈活性定價(jià)的分布式資源市場優(yōu)化出清機(jī)制HEFEIUNIVERS