调频市场

虚拟电厂作为一种具备储能特性的灵活性资源，虽然其在配合电网削峰填谷、消纳新能源等方面的作用越发重要，但其目前在市场运营上缺乏经济性及高效性，直接导致其参与市场积极性不足。鉴于此，提出一种虚拟电厂参与电能量市场与辅助服务市场协同工作策略。首先，基于现货市场电价与虚拟电厂的聚合情况，确定其参与市场各时段策略；其次，以虚拟电厂收益最大化为目标，采用动态规划方法构建多时间尺度下虚拟电厂参与现货电能量-调频市场协同优化模型；最后，通过仿真分析对比虚拟电厂只参与单独市场与联合优化情况下的收益及利用率，并使用shapely值法对参与虚拟电厂聚合的各类资源进行收益分摊分析，验证所提方案的可行性及有效性。

高比例可再生能源接入增大了高性能调频服务的需求，给电力市场建设带来了挑战。辅助服务市场机制是经济、可靠地获取调频服务的关键，中国正处在电力市场改革的关键时期，吸取国外先进市场的建设经验很有必要。详细介绍英国频率响应服务市场，包括强制频率响应、固定频率响应等传统调频产品以及动态高低频、动态遏制等新型调频产品的性能要求、交易机制和响应机制，重点分析其分散式、多市场、长周期、高透明度的特点，对中国调频市场的发展提出意见和建议。

电化学储能参与调频服务市场、秒级响应联络线功率偏差，而衡量联络线功率偏差控制的指标CPS1和CPS2是由分钟级的联络线偏差电量累计值计算得到的，难以客观评价储能对调频的贡献。为此，提出了一种电化学储能参与调频服务市场的贡献评估方法。该方法将区域控制偏差作为反映储能电站调频作用的影响变量，通过建立“储能电站调频功率”与“区域控制偏差ACE”间的关联性，得到储能调频对区域控制偏差的作用值，进而构建衡量储能对系统调频贡献程度的指标；基于置信水平，分析储能对调频贡献程度指标的分布情况，确定储能在调频市场的贡献及经济效益。根据某省级电网的实际运行数据进行测算的结果表明，该方法能准确衡量储能的调频贡献，为科学合理地制定储能参与调频服务机制提供依据。

电化学储能(electrochemical energy storage, EES)内部的多种功能性老化行为是影响EES规划决策以及经济性评估的重要因素。针对独立运营模式下EES同时参与电能量和调频市场的容量配置问题，首先提出计及功能性衰减的EES两阶段容量优化配置决策模型。第一阶段模型以EES期望寿命周期内收益最大化为目标进行EES容量优化配置；第二阶段模型考虑EES寿命和功能性老化行为约束，以日运行利润最大化为目标优化各运行年内EES运营决策。然后采用多参数规划理论方法对两阶段模型进行联合优化求解，以获得独立运营模式下EES的配置容量及其期望寿命。最后通过算例仿真分析了EES的功能性老化行为对其经济寿命及容量配置的影响，验证了所提模型和方法的有效性。

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。

12月7日，陕西电力现货市场完成首次结算试运行。本次结算试运行持续7天。试运行期间，陕西电力现货市场与调频辅助服务市场联合运行，省内全部68台统调燃煤机组、198家新能源场站、15家批发大客户、58家售电公司共339家市场主体全程参与现货市场，55台统调燃煤机组于调频市场出清参与系统调节。现货市场报价、出清及结算全流程各环节运转流畅，市场交易与生产组织衔接有序，电网运行安全平稳。

近年来，湖南新能源装机快速增长，系统调频需求不断增加。湖南能源监管办结合湖南电力系统运行实际情况，稳妥有序推进调频辅助服务市场建设。2022年2月以来组织市场主体开展了多轮次调频市场模拟试运行。通过试运行，技术支持系统得到逐步完善，模拟运行规则得到初步检验，为进一步推动湖南电力调频市场建设，近日，湖南能源监管办会同政府有关部门，组织17家市场主体30余名专家开展规则集中编制工作。

2018年以来，本项目从特性分析、仿真对比、现场测试和系统试验四个方面针对上述难题开展技术攻关，取得三项创新成果，包括：提出海量频率响应数据一键获取和仿真提升技术方案。研发频率响应多元数据融合的高效智能管理软件，解决各级调度数据孤岛问题；研发了机组一次调频动作特性自动分析软件，显著提升了大电网频率分析工作效率；提出了频率响应仿真精度的提升方案，为精准低频切负荷等安稳策略优化提供了技术支撑。提出新能源参与一次调频的参数整定、实测建模、现场试验方案。提出了云南风水互补的一次调频优化运行方案，明确了新能源一次调频核心技术参数的整定原则和流程；提出新能源参与电网调频的模型参数辨识方法，为大电网频率稳定计算提供了准确的模型参数。提出了高比例水电系统的一次调频和AGC联合优化策略。完善水轮机及引水系统参数建模和测试方法，持续优化水电机组一次调频特性；揭示了周期约为30s的振荡源能引起云南电网较大频率波动的风险，提出了电厂AGC自动穿越振动区的事故反措；针对云南统一调频控制区试运行后频率在±0.05Hz附近悬浮的问题，提出放大AGC积分参数的改进策略并组织了参数优化试验,提升了频率合格率。研究成果应用于2019年以来南方电网的频率特性分析和控制策略优化，有效支撑了云南调频市场建设和昆柳龙投运后系统调频方案设计，在实际运行中取得了良好的效果。项目授权发明专利8项，发表SCI/EI论文8篇，多次在IEEE年会上介绍南方电网在异步联网和调频控制上的最新进展，得到国内外同行的高度肯定，对促进新型电力系统频率特性分析与控制具有重要参考价值。