朱丹丹，賈勇勇，周前

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院，南京 210000）

0 引言

我國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速，但由于電網(wǎng)調(diào)峰能力不足，大規(guī)模風(fēng)電消納形勢(shì)不容樂(lè)觀，江蘇等省份面臨調(diào)峰資源緊張的問(wèn)題。研究表明，將負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源［1］納入電力系統(tǒng)調(diào)度范圍以提高風(fēng)電消納水平［2-6］是拓展調(diào)峰資源、緩解棄風(fēng)問(wèn)題的有效途徑。

然而負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源包括海量的分布式可控負(fù)荷［7］。針對(duì)全部負(fù)荷個(gè)體進(jìn)行直接調(diào)度對(duì)電網(wǎng)而言成本太高，控制過(guò)于復(fù)雜［8］，負(fù)荷聚合商［8-9］作為大量中小規(guī)?？烧{(diào)節(jié)負(fù)荷資源與電網(wǎng)調(diào)度中心的中間協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，在負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)實(shí)踐中可發(fā)揮重要作用［10］。

對(duì)于負(fù)荷聚合商參與下的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度，前人已做了不少研究工作。在調(diào)度方法方面，文獻(xiàn)［11］在綜述發(fā)達(dá)國(guó)家負(fù)荷聚合商實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出了結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況的實(shí)施方法及途徑，為我國(guó)的負(fù)荷側(cè)資源通過(guò)負(fù)荷聚合商參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)提供了參考。文獻(xiàn)［12］建立了空調(diào)聚合商參與的配電網(wǎng)溫控負(fù)荷控制與運(yùn)行重構(gòu)策略模型。文獻(xiàn)［13］提出了考慮公平性的多負(fù)荷聚合商參與的動(dòng)態(tài)需求響應(yīng)方法。但以上文獻(xiàn)側(cè)重于以削減負(fù)荷為出發(fā)點(diǎn)的調(diào)度模型建立，無(wú)法直接應(yīng)用于受阻風(fēng)電消納過(guò)程。在負(fù)荷參與調(diào)節(jié)相應(yīng)的價(jià)格機(jī)制方面，目前主要分為兩種類型［14］，直接電價(jià)引導(dǎo)和補(bǔ)償機(jī)制。由于直接電價(jià)引導(dǎo)對(duì)于部分負(fù)荷作用有限［14］，因此本文采取補(bǔ)償機(jī)制。文獻(xiàn)［15］根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)意愿和負(fù)荷的性質(zhì)將負(fù)荷劃分為3個(gè)等級(jí)后，不同等級(jí)給予不同的補(bǔ)償價(jià)格，但未給出具體的等級(jí)劃分方法以及從等級(jí)到獎(jiǎng)勵(lì)價(jià)格的計(jì)算方法。文獻(xiàn)［16］根據(jù)用戶合同違約百分比，對(duì)負(fù)荷聚合商實(shí)行等級(jí)化補(bǔ)償。文獻(xiàn)［17］在計(jì)算負(fù)荷聚合商違約率的基礎(chǔ)上，利用分段線性函數(shù)建立了各負(fù)荷聚合商的補(bǔ)償價(jià)格與其違約率之間的關(guān)系。但將負(fù)荷聚合商的補(bǔ)償價(jià)格與其違約率相關(guān)聯(lián)，反而會(huì)使得違約率高的負(fù)荷聚合商因其補(bǔ)償價(jià)格低而在最小化調(diào)度成本目標(biāo)下具有調(diào)節(jié)容量?jī)?yōu)先分配權(quán)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)大量的違約電量。

此外，目前的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度［16-17］僅考慮了用戶側(cè)由于意愿等產(chǎn)生的概率性違約行為，而忽略了僅以調(diào)節(jié)能力上下限表征負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)特性［8-9，13，17］的情形下，受其所聚合終端的調(diào)節(jié)特性限制將導(dǎo)致的必然違約。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法，并通過(guò)算例分析驗(yàn)證了所提方法的有效性。

1 負(fù)荷聚合商資源靈活度

1.1 負(fù)荷聚合商的必然違約電量

負(fù)荷側(cè)可參與受阻風(fēng)電消納的調(diào)節(jié)資源眾多，本文主要考慮離散可調(diào)節(jié)負(fù)荷終端［18］。離散可調(diào)節(jié)負(fù)荷除了調(diào)節(jié)上下限外，還受到功率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的限制，調(diào)節(jié)曲線表現(xiàn)為矩形波。具體調(diào)節(jié)特性曲線可參見文獻(xiàn)［18］。

調(diào)度在進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求分配時(shí)，通常將負(fù)荷聚合商向上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)功率作為其調(diào)節(jié)上限［17］，繼而制定各負(fù)荷聚合商的調(diào)節(jié)任務(wù)。但由于離散可調(diào)節(jié)負(fù)荷終端的存在，負(fù)荷聚合商的總體調(diào)節(jié)特性無(wú)法以調(diào)節(jié)上下限表征，即調(diào)度下達(dá)的某些調(diào)節(jié)任務(wù)雖然處于負(fù)荷聚合商的調(diào)節(jié)上下限內(nèi)，負(fù)荷聚合商卻無(wú)法完成。由此產(chǎn)生的違約電量，本文稱之為必然違約電量。必然違約電量與負(fù)荷終端的調(diào)節(jié)意愿無(wú)關(guān)，需要與負(fù)荷終端調(diào)節(jié)意愿導(dǎo)致的概率性違約相區(qū)別，以下稱概率性違約產(chǎn)生的違約電量為可能違約電量。

以某一僅聚合了一個(gè)離散可調(diào)節(jié)負(fù)荷終端的負(fù)荷聚合商為例，對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程的必然違約電量進(jìn)行說(shuō)明，如圖1所示。需要說(shuō)明的是，負(fù)荷聚合商上報(bào)調(diào)節(jié)功率時(shí)，必然會(huì)考慮其負(fù)荷終端的調(diào)節(jié)能力，因此負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率上限曲線（圖1 中的橙色曲線）是一條可執(zhí)行的調(diào)節(jié)功率曲線。

圖1 負(fù)荷聚合商參與調(diào)節(jié)過(guò)程中的必然違約電量Fig.1 Inevitable default energy of load aggregators participating in the regulation

由圖1可以看出，調(diào)節(jié)任務(wù)曲線雖然在負(fù)荷聚合商的調(diào)節(jié)上下限（本文的下限為0）范圍內(nèi)，負(fù)荷聚合商卻受限于負(fù)荷終端的離散特性，無(wú)法完成調(diào)節(jié)任務(wù)，產(chǎn)生必然違約電量。

1.2 負(fù)荷聚合商資源靈活度

為了降低在荷源協(xié)調(diào)過(guò)程中產(chǎn)生的違約電量，需要在荷源調(diào)度過(guò)程中考慮負(fù)荷聚合商的必然違約行為。此外，根據(jù)違約率確定補(bǔ)償價(jià)格［16-17］會(huì)使違約率高的負(fù)荷聚合商因其補(bǔ)償價(jià)格低而在最小化調(diào)度成本目標(biāo)下具有調(diào)節(jié)容量?jī)?yōu)先分配權(quán)，從而使得可能違約電量較高，因此，需要尋找新的補(bǔ)償價(jià)格確定依據(jù)。為此，本文定義負(fù)荷聚合商資源靈活度為：負(fù)荷聚合商完成調(diào)節(jié)上下限內(nèi)調(diào)節(jié)任務(wù)的能力。定義負(fù)荷聚合商i資源靈活度βi為：

當(dāng)負(fù)荷聚合商i能完全完成調(diào)節(jié)任務(wù)時(shí)，其資源靈活度為βi=1。

1.3 基于資源靈活度的負(fù)荷聚合商補(bǔ)償價(jià)格

本文將負(fù)荷聚合商的補(bǔ)償價(jià)格與其資源靈活度相關(guān)聯(lián)。負(fù)荷聚合商資源靈活度越高，可以更好地響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求，補(bǔ)償價(jià)格越高；相反，負(fù)荷聚合商的靈活度較低，則適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求能力越低，補(bǔ)償價(jià)格越低。設(shè)對(duì)電網(wǎng)而言，負(fù)荷聚合商的理想靈活度為β0，對(duì)應(yīng)補(bǔ)償價(jià)格為R0，靈活度βi相對(duì)應(yīng)補(bǔ)償價(jià)格Ri為：

通常，電網(wǎng)理想中的負(fù)荷聚合商能完全執(zhí)行調(diào)度下達(dá)的分配任務(wù)，即理想靈活度β0=1。理想靈活度對(duì)應(yīng)補(bǔ)償價(jià)格可結(jié)合本地標(biāo)桿價(jià)格及調(diào)節(jié)成本等綜合確定。

2 考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度模式

本文主要設(shè)計(jì)負(fù)荷聚合商與調(diào)度中心之間的協(xié)調(diào)調(diào)度模式，具體如圖2所示。在該模式下：

圖2 考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度模式Fig.2 The load-source coordinated scheduling model considering resource flexibility of load aggregators

1）風(fēng)電場(chǎng)將風(fēng)電預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)調(diào)度中心。

2）調(diào)度中心進(jìn)行常規(guī)調(diào)度（不考慮負(fù)荷調(diào)節(jié)能力）后，將受阻風(fēng)電功率下發(fā)給各負(fù)荷聚合商。常規(guī)調(diào)度及受阻風(fēng)電功率下發(fā)過(guò)程中，調(diào)度中心可將當(dāng)?shù)仫L(fēng)電功率的預(yù)測(cè)水平考慮在內(nèi)。

3）負(fù)荷聚合商根據(jù)意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)模型，上報(bào)意愿調(diào)節(jié)功率曲線。

4）調(diào)度中心根據(jù)各負(fù)荷聚合商的資源靈活度，確定各聚合商補(bǔ)償價(jià)格。結(jié)合受阻風(fēng)電功率及意愿調(diào)節(jié)功率，建立調(diào)度中心容量分配模型，計(jì)算各負(fù)荷聚合商的初分配調(diào)節(jié)功率，并下發(fā)至各負(fù)荷聚合商。

5）負(fù)荷聚合商根據(jù)調(diào)節(jié)功率確認(rèn)模型，對(duì)調(diào)度初分配的調(diào)節(jié)功率進(jìn)行調(diào)整確認(rèn)，將確認(rèn)調(diào)節(jié)曲線上報(bào)至調(diào)度中心。將確認(rèn)調(diào)節(jié)曲線作為負(fù)荷聚合商可完成調(diào)節(jié)功率，將調(diào)度中心初分配調(diào)節(jié)功率作為調(diào)節(jié)任務(wù)，根據(jù)式（1）、式（2）進(jìn)行負(fù)荷聚合商的資源靈活度計(jì)算。

6）調(diào)度中心將最終調(diào)節(jié)曲線、受阻風(fēng)電消納曲線分別下發(fā)給各負(fù)荷聚合商及風(fēng)電場(chǎng)。需要說(shuō)明的是，調(diào)度中心將負(fù)荷聚合商調(diào)整確認(rèn)后的調(diào)節(jié)曲線作為最終調(diào)節(jié)曲線。

相較于文獻(xiàn)［17］中的調(diào)度模式，增加了負(fù)荷聚合商對(duì)調(diào)度中心分配調(diào)節(jié)曲線進(jìn)行調(diào)整確認(rèn)的環(huán)節(jié)，可避免調(diào)度優(yōu)化分配后的調(diào)節(jié)曲線與各負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)特性不匹配而產(chǎn)生違約電量。此外，通過(guò)負(fù)荷聚合商的補(bǔ)償價(jià)格與其資源靈活度相關(guān)聯(lián)，使得資源靈活度低的負(fù)荷聚合商具有低價(jià)優(yōu)勢(shì)，一方面可在調(diào)度分配調(diào)節(jié)容量時(shí)，最大程度保持靈活度低的負(fù)荷聚合商上報(bào)調(diào)節(jié)曲線的波形，最終降低負(fù)荷聚合商必然違約電量；另一方面可避免根據(jù)違約率分配調(diào)節(jié)容量［16-17］，將調(diào)節(jié)容量?jī)?yōu)先分配給違約率高的負(fù)荷聚合商，從而產(chǎn)生大量可能違約電量（概率性違約）。本文采用文獻(xiàn)［16-17］中違約率的概念，即本文所提到的違約率僅表征概率性違約行為而不包括必然違約行為。

3 負(fù)荷聚合商決策模型

在本文提出的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度模式下，負(fù)荷聚合商需進(jìn)行兩次決策，分別為意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)及調(diào)節(jié)功率確認(rèn)。

3.1 負(fù)荷聚合商意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)模型

負(fù)荷聚合商根據(jù)調(diào)度中心下發(fā)的受阻風(fēng)電功率信息，結(jié)合自身調(diào)節(jié)特性，進(jìn)行意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)［17］。

意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)過(guò)程中，負(fù)荷聚合商以上報(bào)的調(diào)節(jié)電量最大為目標(biāo)：

式中：E0為負(fù)荷聚合商上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)電量；為負(fù)荷聚合商上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)功率；T為控制期內(nèi)時(shí)段數(shù)，Δt為每一時(shí)段的持續(xù)時(shí)間，本文取T=24，Δt=1 h。

式中：j為負(fù)荷聚合商i下的第j個(gè)負(fù)荷終端；為負(fù)荷終端j的調(diào)節(jié)功率；NT為負(fù)荷聚合商下負(fù)荷終端個(gè)數(shù)。

負(fù)荷聚合商上報(bào)意愿調(diào)節(jié)功率時(shí)，一方面需要考慮調(diào)度下發(fā)的調(diào)節(jié)需求約束，見式（6）；另一方面需要考慮其代理的各負(fù)荷終端的調(diào)節(jié)特性約束，主要包括調(diào)節(jié)上下限約束，調(diào)節(jié)次數(shù)約束，功率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)約束等，具體參見文獻(xiàn)［18］。需要指出的是，功率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)約束針對(duì)有功率穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)約束的負(fù)荷終端，如部分工業(yè)負(fù)荷等，對(duì)于其他負(fù)荷則略去該約束。

3.2 負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率確認(rèn)模型

負(fù)荷聚合商根據(jù)調(diào)度中心初分配的調(diào)節(jié)功率，結(jié)合自身調(diào)節(jié)特性，進(jìn)行調(diào)節(jié)功率確認(rèn)。

調(diào)節(jié)功率確認(rèn)模型與3.1節(jié)中所述的意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)模型基本相同。不同之處僅在于，決策變量由意愿調(diào)節(jié)功率變?yōu)榇_認(rèn)調(diào)節(jié)功率，調(diào)度調(diào)節(jié)需求約束變?yōu)椋?/p>

由確認(rèn)調(diào)節(jié)功率與調(diào)度中心初分配調(diào)節(jié)功率可計(jì)算負(fù)荷聚合商i的調(diào)整電量Ei，J。

4 調(diào)度中心容量分配模型

調(diào)度分配調(diào)節(jié)容量過(guò)程中，希望在盡量多消納受阻風(fēng)電的同時(shí)，調(diào)度成本最小。因此以消納受阻風(fēng)電最大及調(diào)度成本最小為目標(biāo)，建立多目標(biāo)容量分配模型如下：

1）目標(biāo)函數(shù)

式中：EWc，stuck為控制期內(nèi)消納的受阻風(fēng)電電量；C為控制期內(nèi)的調(diào)度成本；為消納的受阻風(fēng)電功率；NA為參與容量分配的負(fù)荷聚合商個(gè)數(shù)；Ri為電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷聚合商i的補(bǔ)償價(jià)格。

由于本文的研究目的在于促進(jìn)受阻風(fēng)電消納，因此，將受阻風(fēng)電電量最大化作為主要目標(biāo)，求解時(shí)采用加權(quán)系數(shù)法［19］將上述多目標(biāo)化為單目標(biāo)，如式（11）所示。

式中：α1和α2為權(quán)重系數(shù)，α1+α2=1，α1?α2；為了統(tǒng)一單位，設(shè)置EWc，stuck和C對(duì)應(yīng)的標(biāo)幺化基準(zhǔn)EB和CB。

2）約束條件

（1）調(diào)度中心為負(fù)荷聚合商分配的調(diào)節(jié)功率不大于負(fù)荷聚合商上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)功率。

（2）負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率之和等于消納受阻風(fēng)電功率。

（3）負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率之和不大于受阻風(fēng)電功率。

5 考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法

本文提出考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法，如圖3所示。

圖3 考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法Fig.3 The load-source coordinated scheduling method considering resource flexibility of load aggregators

1）調(diào)度中心將風(fēng)電受阻情況下發(fā)至各負(fù)荷聚合商。

2）負(fù)荷聚合商根據(jù)受阻風(fēng)電功率及其下各負(fù)荷終端調(diào)節(jié)能力，建立負(fù)荷聚合商意愿調(diào)節(jié)功率上報(bào)模型，上報(bào)負(fù)荷聚合商意愿調(diào)節(jié)功率。

3）調(diào)度中心根據(jù)各負(fù)荷聚合商上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)功率和資源靈活度，建立調(diào)度中心容量分配模型，形成初分配負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率并下發(fā)。

4）負(fù)荷聚合商根據(jù)初分配調(diào)節(jié)功率及自身調(diào)節(jié)能力，建立負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率確認(rèn)模型，形成最終調(diào)節(jié)功率曲線，并上報(bào)。該過(guò)程中由于負(fù)荷調(diào)節(jié)特性限制無(wú)法完成調(diào)度下發(fā)調(diào)節(jié)曲線的負(fù)荷聚合商，可對(duì)調(diào)度下發(fā)曲線進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整前后曲線差別將被系統(tǒng)用于對(duì)各負(fù)荷聚合商進(jìn)行資源靈活度評(píng)估。

5）電網(wǎng)調(diào)度中心根據(jù)各負(fù)荷聚合商返回的確認(rèn)調(diào)節(jié)功率，確定受阻風(fēng)電消納功率，見式（13），形成最終荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方案。

6 算例分析

6.1 算例介紹

某地電網(wǎng)由于電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足產(chǎn)生受阻風(fēng)電，設(shè)該電網(wǎng)中的負(fù)荷聚合商A、B、C共同參與受阻風(fēng)電消納調(diào)節(jié)，各聚合商下的負(fù)荷終端調(diào)節(jié)特性如表1所示，仿真日當(dāng)天負(fù)荷聚合商最大調(diào)節(jié)能力及受阻風(fēng)電預(yù)測(cè)功率曲線如圖4所示。采用文獻(xiàn)［16］中的概率模型對(duì)違約率進(jìn)行估計(jì)，取聚合商A、B、C 的特性系數(shù)分別為0.1、0.16、0.15，得違約率估計(jì)值分別為8%、13%、12%。

表1 各負(fù)荷聚合商下負(fù)荷終端特性Table 1 Load terminal characteristics of the load aggregators

圖4 計(jì)算日受阻風(fēng)電及負(fù)荷聚合商數(shù)據(jù)Fig.4 The calculated daily curtailed wind power and load aggregator data

6.2 負(fù)荷商資源靈活度及補(bǔ)償價(jià)格計(jì)算

將各負(fù)荷聚合商的資源靈活度初始值均設(shè)為1，以連續(xù)120 d 的受阻風(fēng)電為基礎(chǔ)，根據(jù)本文提出的資源靈活度計(jì)算方法，逐天計(jì)算聚合商資源靈活度。計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

圖5 連續(xù)120 d負(fù)荷聚合商資源靈活度Fig.5 The resource flexibility of load aggregators over 120 days

由圖5 可以看出，聚合商C 的資源靈活度最高，一直維持在1，說(shuō)明所計(jì)算的120 d 期間，聚合商C對(duì)調(diào)度中心初分配的調(diào)節(jié)功率未進(jìn)行調(diào)整，即負(fù)荷聚合商C 無(wú)法完成的調(diào)節(jié)功率為0，見式（1）、式（2）；聚合商B 的總體靈活度高于聚合商A，與負(fù)荷終端特性呈現(xiàn)的直觀感受一致。此外，從圖5的波動(dòng)可以看出，聚合商A的靈活度經(jīng)歷一定程度的上升之后，會(huì)出現(xiàn)一次相對(duì)較大幅度的下降。這是由于靈活度計(jì)算值上升到與實(shí)際靈活度不匹配的時(shí)候，相應(yīng)補(bǔ)償價(jià)格上升，調(diào)度中心不再優(yōu)先為其分配調(diào)節(jié)容量，初分配的調(diào)節(jié)功率波形將偏離其上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)功率波形，使得在負(fù)荷終端調(diào)節(jié)特性約束下負(fù)荷聚合商A 無(wú)法完成的調(diào)節(jié)功率較大。根據(jù)式（1）和式（2）對(duì)負(fù)荷聚合商資源靈活度的定義，在下一輪資源靈活度評(píng)估時(shí)，聚合商A 的靈活度計(jì)算值出現(xiàn)大幅下降?？梢姡诒疚奶岢龅暮稍磪f(xié)調(diào)調(diào)度方法下，計(jì)算出的資源靈活度可自然被約束在合理范圍內(nèi)。

在以上資源靈活度計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，由式（3）計(jì)算負(fù)荷聚合商補(bǔ)償價(jià)格。負(fù)荷聚合商的資源靈活度及補(bǔ)償價(jià)格如表2所示，理想資源靈活度對(duì)應(yīng)補(bǔ)償價(jià)格取60美元/MWh。

表2 負(fù)荷聚合商參數(shù)Table 2 Parameters of load aggregators

6.3 計(jì)算結(jié)果

考慮表3所示的4種不同調(diào)度方法，分析荷源協(xié)調(diào)調(diào)度的計(jì)算結(jié)果。

表3 調(diào)度方法說(shuō)明Table 3 Description of scheduling methods

6.3.1 違約電量分析

各負(fù)荷聚合商上報(bào)的意愿調(diào)節(jié)電量、調(diào)度中心初分配的調(diào)節(jié)電量及各負(fù)荷聚合商確認(rèn)調(diào)節(jié)電量如表4所示。從表4中可以看出，由于調(diào)度中心無(wú)法獲知負(fù)荷聚合商所有負(fù)荷終端的具體調(diào)節(jié)特性，負(fù)荷聚合商可能無(wú)法完成調(diào)度中心初分配的調(diào)節(jié)任務(wù)。方法2及方法4下的聚合商調(diào)節(jié)確認(rèn)環(huán)節(jié)，聚合商對(duì)于終端特性限制無(wú)法完成的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整電量分別為1 049.7 MWh 和110 MWh。不同調(diào)度方法下的違約電量分析如表5所示，其中可能違約電量的估算方式為：（最終分配調(diào)節(jié)電量-必然違約電量）×違約率。

表4 負(fù)荷聚合商參與下的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度結(jié)果Table 4 Results of the load-source coordinated scheduling with load aggregators involved MWh

表5 不同調(diào)度方法下的違約電量分析Table 5 Default energy analysis under different scheduling methods MWh

從表5可以看出：

1）在方法2及方法4下，產(chǎn)生的必然違約電量均為0 MWh，設(shè)置負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)量確認(rèn)環(huán)節(jié)可避免由于負(fù)荷終端特性與調(diào)度中心下發(fā)的調(diào)節(jié)任務(wù)不匹配而產(chǎn)生必然違約電量。

2）本文提出的根據(jù)資源靈活度確定補(bǔ)償價(jià)格的方式，一方面可降低必然違約電量，方法3的必然違約電量遠(yuǎn)低于方法1，是由于調(diào)度中心在容量分配過(guò)程中最大程度地保持了靈活度低負(fù)荷聚合商上報(bào)的調(diào)節(jié)功率波形，因而相應(yīng)產(chǎn)生的必然違約電量較?。涣硪环矫?，根據(jù)資源靈活度確定補(bǔ)償價(jià)格的方式還可降低可能違約電量，方法3及4比方法1 及2 的可能違約電量減少了87.9 MWh，這是由于方法1及2根據(jù)違約率確定補(bǔ)償價(jià)格，調(diào)度中心將調(diào)節(jié)電量?jī)?yōu)先分配給了違約率高的聚合商B，而方法3及4則將調(diào)節(jié)電量?jī)?yōu)先分配給了靈活度低的聚合商A。

由上可知，必然違約電量：方法4=方法2<方法3<方法1；可能違約電量：方法4=方法3<方法2=方法1；合計(jì)違約電量：方法4<方法2<方法3<方法1。

因此，本文提出的方法4在降低違約電量方面的表現(xiàn)優(yōu)于其他方法，相比方法1，方法4下的合計(jì)違約電量降幅達(dá)1 137.6 MWh。

需要指出的是，如果將負(fù)荷聚合商按照資源靈活度從低向高排序的結(jié)果與按照違約率從高向低排序的結(jié)果完全相同，則采用資源靈活度確定補(bǔ)償價(jià)格與采用違約率確定補(bǔ)償價(jià)格的調(diào)節(jié)容量分配結(jié)果將完全相同。即只要違約率排序與資源靈活度排序不完全一致，本文所提出的方法將優(yōu)于目前已有文獻(xiàn)中的按照違約率確定補(bǔ)償價(jià)格的方法。

6.3.2 受阻風(fēng)電消納分析

將調(diào)度中心最終分配的調(diào)節(jié)量減去必然違約量作為受阻風(fēng)電消納的估計(jì)值，則不同方法下的風(fēng)電消納情況如圖6所示。

圖6 受阻風(fēng)電消納情況Fig.6 Consumption of the curtailed wind power

計(jì)算日受阻風(fēng)電19 477.5 MWh，方法1、2下預(yù)計(jì)消納受阻風(fēng)電16 472.8 MWh，受阻風(fēng)電電量降低84.6%；方法3、4 下預(yù)計(jì)消納受阻風(fēng)電17 412.5 MWh，受阻風(fēng)電電量降低了89.4%。方法3和4比方法1和2多消納受阻風(fēng)電939.7 MWh。

由上可知，受阻風(fēng)電消納量：方法4=方法3>方法2=方法1。因此本文提出的方法4 可有效消納受阻風(fēng)電。

綜上可知，本文提出的考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法可有效消納受阻風(fēng)電。同時(shí)，通過(guò)增加聚合商調(diào)節(jié)功率確認(rèn)環(huán)節(jié)及根據(jù)負(fù)荷資源靈活度確定補(bǔ)償價(jià)格，可有效降低荷源協(xié)調(diào)控制中產(chǎn)生的違約電量，為調(diào)度方案的可靠實(shí)施提供一定保障。

7 結(jié)語(yǔ)

本文提出了考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度模式及該模式下的負(fù)荷聚合商側(cè)及電網(wǎng)側(cè)決策模型。提出了考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法，通過(guò)負(fù)荷聚合商整合負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源進(jìn)行受阻風(fēng)電消納。

1）提出了考慮負(fù)荷聚合商資源靈活度的荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法，可有效利用負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源進(jìn)行受阻風(fēng)電消納，提高風(fēng)電消納水平。

2）提出了資源靈活度指標(biāo)，在調(diào)度中心進(jìn)行調(diào)節(jié)容量?jī)?yōu)化分配時(shí)，將負(fù)荷聚合商的補(bǔ)償價(jià)格與負(fù)荷聚合商的資源靈活度相關(guān)聯(lián)，可避免補(bǔ)償價(jià)格與違約率關(guān)聯(lián)時(shí)出現(xiàn)的違約率高的聚合商優(yōu)先獲得調(diào)節(jié)容量，從而增大違約電量的情況出現(xiàn)；同時(shí)，可在調(diào)節(jié)容量分配過(guò)程中最大程度保持靈活度低的負(fù)荷聚合商上報(bào)的調(diào)節(jié)功率波形，從而降低負(fù)荷聚合商的調(diào)整電量。

3）提出荷源協(xié)調(diào)調(diào)度模式，考慮不同負(fù)荷聚合商的資源靈活度對(duì)完成調(diào)度中心初分配調(diào)節(jié)容量的影響，設(shè)置了負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)功率確認(rèn)環(huán)節(jié)，并在負(fù)荷聚合商調(diào)節(jié)容量上報(bào)及確認(rèn)模型中考慮了不同負(fù)荷終端的調(diào)節(jié)特性，從調(diào)度方法層面降低了負(fù)荷側(cè)的違約電量，可為調(diào)度方案的可靠實(shí)施提供一定的保障。

本文提出新的負(fù)荷聚合商特征指標(biāo)并將其引入荷源協(xié)調(diào)調(diào)度方法中，配合調(diào)度模式的設(shè)計(jì)，在有效消納受阻風(fēng)電的同時(shí)，降低荷源調(diào)度方案實(shí)施過(guò)程中的違約電量。但本文側(cè)重于技術(shù)實(shí)現(xiàn)，負(fù)荷聚合商在參與荷源協(xié)調(diào)控制過(guò)程中的合約機(jī)制、經(jīng)濟(jì)收益問(wèn)題，以及在調(diào)節(jié)容量上報(bào)過(guò)程中可能存在的耦合關(guān)系及虛報(bào)行為在本文中未有涉及，將作為下一階段的研究?jī)?nèi)容。