【摘 要】
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为实现我国“碳达峰、碳中和”目标,大力发展新能源,提高绿色电力利用率必不可少。但以风、光为主的新能源由于自身随机特性独立参与电力市场具有一定困难,且我国部分地区目前仍存在碳排放量高、弃风弃光严重等问题。虚拟电厂（Virtual Power Plant,VPP）作为一种聚合储能、可调度负荷以及多发电主体的特殊电厂参与电力市场,能有效提升其组成单元的经济效益,降低弃风弃光率,保证电网安全稳定运行。因而
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为实现我国“碳达峰、碳中和”目标,大力发展新能源,提高绿色电力利用率必不可少。但以风、光为主的新能源由于自身随机特性独立参与电力市场具有一定困难,且我国部分地区目前仍存在碳排放量高、弃风弃光严重等问题。虚拟电厂（Virtual Power Plant,VPP）作为一种聚合储能、可调度负荷以及多发电主体的特殊电厂参与电力市场,能有效提升其组成单元的经济效益,降低弃风弃光率,保证电网安全稳定运行。因而,本文就含多主体的不同虚拟电厂参与市场方式及出清过程中其内部成员的出力策略与均衡的价值分配方法展开研究。主要内容如下:1、建立包含火电厂、风电场、光伏电站、储能系统和可调度负荷的多主体传统虚拟电厂（Traditional Virtual Power Plant,T-VPP）模型,其中新能源的随机性用机会约束描述;在T-VPP基础上提出能够参与碳交易、绿证交易的考虑新能源消纳权重的新型虚拟电厂（New Virtual Power Plants,N-VPP）模型,并研究了N-VPP参与多市场的交易决策目标。上述所建两种虚拟电厂模型为后续基于Stackelberg博弈的不同虚拟电厂参与市场出清策略研究奠定了基础。2、基于Stackelberg博弈理论分别建立以上两种虚拟电厂与需求侧的博弈模型,并针对博弈模型中的非线性项利用强对偶定理与大M法线性化进行求解。采用K-means方法对需求侧负荷进行聚类后,结合算例给出不同置信度下T-VPP各主体出力策略与不同负荷类型下T-VPP各主体出清结果,探究了N-VPP参与市场时新能源消纳权重与碳排放份额对机组出力策略、出清电价、运行成本的影响,对比分析了两种虚拟电厂市场出清时各个发电主体的出力策略、出清电价。结果表明在各主体独立运行、组成T-VPP、组成N-VPP三种市场参与形式中,N-VPP解决弃风弃光问题成果显著,有效降低碳排放量且市场所得收益最高。3、提出一种基于合作博弈的虚拟电厂内部均衡价值分配方法,通过在分配模型中引入收益中心以保证虚拟电厂收益分配的均衡,使得储能、可调度负荷这种虚拟电厂“小团体”收益有所增加。最后,用所提均衡分配方法对T-VPP和NVPP参与市场所得收益进行分配。结果表明,均衡分配方法相较于传统Shapley值法,有效均衡了虚拟电厂各成员收益,验证了该方法具有一定可行性和有效性。
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