能源互聯(lián)網(wǎng)下虛擬電廠調(diào)度及市場(chǎng)競(jìng)價(jià)綜述

楊 隨，駱 哲，葉剛進(jìn)，沈欣煒，尹建兵，黃天恩

（1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司，杭州 310009；2.清華-伯克利深圳學(xué)院（清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院，清華大學(xué)），廣東 深圳 518000）

0 引言

能源互聯(lián)網(wǎng)是在“能量-信息-經(jīng)濟(jì)”三元驅(qū)動(dòng)下由物理互聯(lián)、信息融合、經(jīng)濟(jì)融通的長(zhǎng)期演化而形成的。具體而言，能源互聯(lián)網(wǎng)通過多能系統(tǒng)的物理信息深度融合來全面獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息，同時(shí)基于科學(xué)的電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，最終達(dá)到多能源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的目的[1]。在技術(shù)層面上，隨著信息、控制、可再生能源發(fā)電以及儲(chǔ)能等技術(shù)的不斷進(jìn)步，能源互聯(lián)網(wǎng)得到了快速的發(fā)展與變革[2-3]。在社會(huì)層面上，發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)需要與電力市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合，通過電力市場(chǎng)來引導(dǎo)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展[4]，發(fā)展催生出的新模式對(duì)傳統(tǒng)電力市場(chǎng)提出了新的要求，具體表現(xiàn)為：能量市場(chǎng)需要提供相關(guān)政策機(jī)制，從而為可再生能源提供與其他電源競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的條件[5]；輔助服務(wù)市場(chǎng)需要引入需求側(cè)靈活資源參與市場(chǎng)交易，從而改變傳統(tǒng)市場(chǎng)中僅由發(fā)電側(cè)提供服務(wù)的模式，通過充分發(fā)揮其需求響應(yīng)潛力來降低系統(tǒng)的調(diào)節(jié)成本[6]?，F(xiàn)階段，我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍存在一些瓶頸：一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)所涉及的范疇較大，需要對(duì)其中的關(guān)鍵性問題進(jìn)行梳理；另一方面，分布式發(fā)電和需求側(cè)響應(yīng)等能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究需要結(jié)合我國(guó)電力市場(chǎng)改革及發(fā)展提出新的解決方案[4]。

VPP（虛擬電廠）作為高效組織多類型分布式靈活資源參與市場(chǎng)、促進(jìn)可再生能源消納的重要模式，是健全電力市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要形式[7-9]。VPP 著重考察其聚合形成的整體對(duì)外呈現(xiàn)的功能，因此并不限制分布式能源的地理位置及其并網(wǎng)方式，而是以整體的形式參與電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。VPP 為分布式能源參與電力市場(chǎng)提供了有效方案，通過實(shí)現(xiàn)多種分布式能源的出力互補(bǔ)，降低系統(tǒng)整體的不確定性，從而減少了可再生能源以及靈活性資源直接參與電力市場(chǎng)時(shí)可能會(huì)引發(fā)的電網(wǎng)運(yùn)行安全等問題，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[10]。隨著VPP 參與主體的多樣化及其規(guī)模的擴(kuò)大，電力網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性增加了VPP 對(duì)其內(nèi)部主體的認(rèn)知及調(diào)度管理的難度。一方面，VPP 內(nèi)部分布式能源以及用戶行為等具有不確定性，對(duì)其物理模型難以進(jìn)行精準(zhǔn)構(gòu)建；另一方面，由于不同資源之間存在耦合關(guān)系，VPP 進(jìn)行能量管理的難度增加，同時(shí)為其參與電力市場(chǎng)交易帶來新的挑戰(zhàn)。因此，全面認(rèn)識(shí)VPP、構(gòu)建VPP 與電力市場(chǎng)互動(dòng)關(guān)系、實(shí)現(xiàn)VPP內(nèi)部資源合理調(diào)度、制定最優(yōu)競(jìng)價(jià)策略等，對(duì)于VPP 的研究以及能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的虛擬電廠架構(gòu)

DERs（分布式能源）近年來取得蓬勃發(fā)展，逐步取代了傳統(tǒng)大規(guī)模電力生產(chǎn)的能源模式；其特點(diǎn)包括靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保，該方案易于實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的就地消納。然而，由于DERs存在地理位置分散、機(jī)組容量小、出力不穩(wěn)定等問題，如何對(duì)其實(shí)現(xiàn)綜合能源管理以及優(yōu)化調(diào)度成為新的難題。隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大背景下，VPP 逐漸成為未來電網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)。

基于能源互聯(lián)網(wǎng)“能量-信息-經(jīng)濟(jì)”三元驅(qū)動(dòng)的理念，VPP 從邏輯上也可以分為能量層、信息層和經(jīng)濟(jì)層3 個(gè)層次。

1）能量層基于微觀層面，以VPP 內(nèi)部資源為對(duì)象，針對(duì)具體資源的市場(chǎng)潛力進(jìn)行用于實(shí)際操作層面的調(diào)查分析。

2）信息層探討中觀層面，以VPP 內(nèi)部形成的本地市場(chǎng)為對(duì)象，充分考慮其內(nèi)部子系統(tǒng)的特性，考察子系統(tǒng)參與本地能源交易的可行性。

3）經(jīng)濟(jì)層涉及宏觀層面，以VPP 整體區(qū)域?yàn)閷?duì)象，通過解決VPP 參與電力市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)問題，探討其與電力市場(chǎng)的耦合關(guān)系及相互影響，可用于政府層面的規(guī)劃參考。VPP 的基本架構(gòu)如圖1所示。

圖1 VPP 架構(gòu)

2 VPP 控制方式及其內(nèi)部資源調(diào)度機(jī)制

以下介紹VPP 的3 種控制方式、其內(nèi)部資源的調(diào)度機(jī)制以及VPP 可參與的市場(chǎng)交易。

2.1 VPP 控制方式

2.1.1 集中控制方式

在集中控制方式下，VPP 對(duì)內(nèi)部資源具有最高控制權(quán)限，并通過該方式收集、處理系統(tǒng)內(nèi)外所有信息用于決策，因此其控制能力對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的依賴程度很高。具體而言，VPP 通過建立CEMS（中心能量管理系統(tǒng)）來保證其對(duì)所有資源/集成商的絕對(duì)調(diào)度權(quán)[11-12]，并發(fā)送調(diào)度信息到終端設(shè)備。VPP 采用集中控制方式的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：它可以通過聚集原本分散的低容量發(fā)電資源來增強(qiáng)系統(tǒng)的集成度，同時(shí)形成大規(guī)模發(fā)電容量[13-14]，提升其對(duì)電力系統(tǒng)及市場(chǎng)出清過程的影響力。然而，采用該方式的VPP 需要確定所有資源的操作決策，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，CEMS 的計(jì)算難度將會(huì)增大。

2.1.2 集中-分散控制方式

為解決計(jì)算量的問題，VPP 控制方式由集中控制向分散控制轉(zhuǎn)變，其中，集中-分散控制方式[15-16]是綜合二者特性的過渡式方案。如圖2 所示，該控制方式包括2 個(gè)子控制層：一級(jí)子控制層采用集中控制并通過CEMS 來協(xié)調(diào)管理下層的分布式代理；二級(jí)子控制層則采用分布式控制，引入分布式代理將VPP 整體劃分為不同控制區(qū)域并進(jìn)行資源管理。

圖2 集中-分散控制方式[19]

集中-分散控制方式的優(yōu)勢(shì)在于：

1）VPP 通過分層結(jié)構(gòu)將CEMS 的計(jì)算量分配給下層代理[17]，各代理只負(fù)責(zé)其區(qū)域內(nèi)的優(yōu)化調(diào)度，最終提高了VPP 中心優(yōu)化的計(jì)算速度。

2）下層代理將其區(qū)域內(nèi)的運(yùn)營(yíng)概況提交給VPP 進(jìn)行整體優(yōu)化，CEMS 通過集中管理可以避免各代理之間的無序競(jìng)爭(zhēng)，保證了VPP 整體的競(jìng)價(jià)均衡。

然而，由于存在不同層級(jí)之間的信息交換，集中-分散控制方式在通信層面存在缺陷，容易造成通信堵塞以及受到網(wǎng)絡(luò)攻擊[18]。

2.1.3 完全分散控制方式

在完全分散控制方式下，VPP 也被分為2 個(gè)獨(dú)立的層次，但是此時(shí)的VPP 不再擁有對(duì)子系統(tǒng)的控制能力，而僅作為通信服務(wù)器為各個(gè)子系統(tǒng)提供信息交換服務(wù)；該層作為VPP 中央通信層。第二層是由各個(gè)資源聚合形成的獨(dú)立子系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)以自我利益最大化為目標(biāo)對(duì)其管轄區(qū)域內(nèi)的資源進(jìn)行調(diào)度[20-21]。VPP 通過部署分布式算法，在滿足通信網(wǎng)絡(luò)連通性的前提下，各個(gè)子系統(tǒng)通過VPP 中央通信層進(jìn)行信息交互，該方案可以協(xié)助不同的主體進(jìn)行非博弈型合作，從而提高VPP 整體的效益。完全分散控制方式的優(yōu)勢(shì)在于：所有資源并不是由VPP 直接控制，因此可以在較大程度上避免集中式VPP 可能造成的市場(chǎng)壟斷問題；通過應(yīng)用分布式算法，VPP 系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)可以得到緩解。基于完全分散控制方式，VPP 調(diào)度方法主要涉及到博弈論[22]以及分布式算法[23]的應(yīng)用。文獻(xiàn)[23]引入“代理”的概念，提出各子系統(tǒng)代理的主要目標(biāo)是最大化子系統(tǒng)的利潤(rùn)，并通過共享各主體的投標(biāo)信息，將其組合為一個(gè)具有多代理的調(diào)控系統(tǒng)。

綜上所述，采用集中控制方式的VPP 需要完全掌握分布式設(shè)備的所有信息并滿足所有區(qū)域的電力需求。在最佳運(yùn)行狀態(tài)下，采用該控制方式的VPP 具有更大的決策潛力，但是其兼容性和可擴(kuò)展性有限。采用集中-分散控制方式的VPP在本地運(yùn)行中采用分布式運(yùn)行模式，針對(duì)性地彌補(bǔ)了集中控制方式在信息收集及本地調(diào)度中的弱點(diǎn)，但是由于其需要以CEMS 作為整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的最上層來維持系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，其可擴(kuò)展性有限。而完全分散控制方式中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備信息采集、處理的能力，能更加靈活地感知及分析周圍環(huán)境變化，具有最佳的開放性和可擴(kuò)展性。

2.2 VPP 內(nèi)部資源調(diào)度機(jī)制

為了解決VPP 內(nèi)部資源的調(diào)度問題，文獻(xiàn)[24]在市場(chǎng)合約機(jī)制的基礎(chǔ)上建立了基于多目標(biāo)優(yōu)化的調(diào)度模型。該模型的調(diào)度目標(biāo)為最大化VPP 凈利潤(rùn)以及在考慮用戶用電滿意度的基礎(chǔ)上最小化用戶的購電成本，同時(shí)通過引入市場(chǎng)合約機(jī)制，在一定程度上規(guī)避了不確定性因素導(dǎo)致的懲罰。文獻(xiàn)[25]采用基于集中優(yōu)化方式的調(diào)度機(jī)制，考慮VPP 內(nèi)部電力用戶的不同特性，提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的需求響應(yīng)算法，為VPP 內(nèi)部資源提供最優(yōu)的調(diào)度決策。文獻(xiàn)[26]基于多用戶的主從博弈競(jìng)價(jià)方式，分別研究了VPP 的電量競(jìng)標(biāo)模型以及電價(jià)競(jìng)標(biāo)模型。

從市場(chǎng)的角度出發(fā)，VPP 可以參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)以及需求響應(yīng)市場(chǎng)?；诂F(xiàn)貨市場(chǎng)，文獻(xiàn)[27]根據(jù)電網(wǎng)調(diào)整需求和內(nèi)部單元的響應(yīng)意愿，建立基于日內(nèi)調(diào)整的VPP 互動(dòng)機(jī)制，得到VPP 的日內(nèi)調(diào)整計(jì)劃。考慮VPP 在提供能量與靈活性輔助時(shí)的耦合效應(yīng)，文獻(xiàn)[28]建立了VPP 同時(shí)參與能量市場(chǎng)以及輔助服務(wù)市場(chǎng)的優(yōu)化模型，并采用魯棒優(yōu)化方法來處理可再生能源實(shí)際出力的不確定性問題，從而降低VPP 可能受到的偏差懲罰和投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)需求響應(yīng)市場(chǎng)，文獻(xiàn)[29]考慮了需求側(cè)負(fù)荷的靈活性，并提出計(jì)及需求響應(yīng)的VPP 風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化模型。文獻(xiàn)[30]則引入需求價(jià)格彈性系數(shù)的概念來表征用戶對(duì)電價(jià)的敏感度，并采用分時(shí)電價(jià)及可中斷負(fù)荷的方式引導(dǎo)用戶進(jìn)行能量?jī)?yōu)化調(diào)度。

3 VPP 競(jìng)價(jià)策略研究

隨著我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及電力市場(chǎng)機(jī)制的不斷完善，VPP 等能源業(yè)務(wù)也得到發(fā)展。針對(duì)VPP 參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的問題，本研究對(duì)其競(jìng)價(jià)策略開展討論，主要從時(shí)間尺度、優(yōu)化模型、不確定性因素3 個(gè)方面進(jìn)行具體分析（見表1）。

表1 VPP 研究文獻(xiàn)比較

3.1 基于市場(chǎng)時(shí)間尺度的分析

3.1.1 日前市場(chǎng)競(jìng)價(jià)策略

在日前市場(chǎng)，VPP 基于其內(nèi)部各類資源的預(yù)測(cè)值來參與市場(chǎng)投標(biāo)過程，最終決定其參與能量市場(chǎng)或輔助服務(wù)市場(chǎng)的容量值。一般情況下，VPP 通過EMS（能量管理系統(tǒng)）進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度并提出競(jìng)價(jià)策略。具體過程如下：

1）在日前階段，EMS 收到的信息主要包括電力市場(chǎng)次日負(fù)荷預(yù)測(cè)值、VPP 內(nèi)部靈活性負(fù)荷預(yù)測(cè)值以及分布式資源預(yù)測(cè)值。

2）基于上述信息，EMS 通過構(gòu)建內(nèi)部?jī)?yōu)化模型生成競(jìng)價(jià)策略。

3）市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商根據(jù)EMS 競(jìng)價(jià)策略將日前市場(chǎng)的所有報(bào)價(jià)進(jìn)行出清。

4）EMS 獲取出清價(jià)格及第二天出力計(jì)劃。

在技術(shù)層面，不同的模型需要考慮多種因素（如安全、不確定以及多競(jìng)爭(zhēng)者環(huán)境）并進(jìn)行適當(dāng)建模來解決日前市場(chǎng)報(bào)價(jià)問題?；谌涨笆袌?chǎng)的研究，文獻(xiàn)[31]提出了雙層市場(chǎng)機(jī)制，該機(jī)制以VPP 內(nèi)部分布式發(fā)電資源的收益最大為目標(biāo)，確定的電價(jià)信息可以反映VPP 內(nèi)部真實(shí)供需水平，通過減少VPP 整體的不確定性來提升其在市場(chǎng)交易中的競(jìng)爭(zhēng)力。文獻(xiàn)[32]提出基于單位價(jià)格的非平衡模型，并采用遺傳算法來求解VPP 競(jìng)價(jià)策略。

3.1.2 實(shí)時(shí)市場(chǎng)競(jìng)價(jià)策略

與日前市場(chǎng)不同，實(shí)時(shí)市場(chǎng)是以時(shí)間段（一般以15 min 或1 h 作為單位時(shí)間段）為基礎(chǔ)逐段開啟的，在此過程中，日前市場(chǎng)出清結(jié)果則作為已知量被EMS 獲取。同時(shí)，EMS 接收當(dāng)前時(shí)刻的準(zhǔn)確信息以及對(duì)未來時(shí)刻的預(yù)測(cè)信息，最終基于上述信息提交各時(shí)間段的競(jìng)價(jià)曲線。對(duì)比日前市場(chǎng)競(jìng)價(jià)策略，VPP 在實(shí)時(shí)市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)策略主要有以下特征[33]：

1）EMS 提出實(shí)時(shí)市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)策略時(shí)，以日前市場(chǎng)-價(jià)格及交易結(jié)果作為已知量。

2）實(shí)時(shí)條件下，EMS 可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)或獲取可再生能源發(fā)電信息。

3）基于實(shí)時(shí)市場(chǎng)當(dāng)前時(shí)刻的出清結(jié)果，EMS將在線更新其后續(xù)時(shí)間的交易參數(shù)，并改進(jìn)競(jìng)價(jià)模型中的不確定性變量，從而提供更為準(zhǔn)確的優(yōu)化調(diào)度信息。

文獻(xiàn)[33]聚焦于負(fù)荷需求以及實(shí)時(shí)價(jià)格的不確定性對(duì)VPP 調(diào)度策略的影響，提出了一個(gè)三階段隨機(jī)雙層模型解決VPP 最優(yōu)競(jìng)價(jià)策略問題。

3.1.3 混合時(shí)間尺度競(jìng)價(jià)策略

在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)之間存在耦合關(guān)系，VPP 在日前階段的競(jìng)價(jià)決策可能會(huì)影響其在實(shí)時(shí)市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)策略。針對(duì)上述問題，相關(guān)文獻(xiàn)一般會(huì)選擇聯(lián)合優(yōu)化方案，即基于混合時(shí)間尺度對(duì)VPP 競(jìng)價(jià)過程進(jìn)行建模。具體而言，混合時(shí)間尺度問題的關(guān)鍵點(diǎn)有3 個(gè)：

1）日前市場(chǎng)的決策不再只是考慮當(dāng)前市場(chǎng)的信息，而是需要同時(shí)考慮實(shí)時(shí)市場(chǎng)預(yù)測(cè)信息對(duì)相關(guān)決策變量的影響。

2）在日前階段，僅提供針對(duì)日前市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)曲線，并不涉及對(duì)實(shí)時(shí)市場(chǎng)的預(yù)判。

3）在實(shí)時(shí)階段，需要考慮已經(jīng)在日前市場(chǎng)交易中確定的交易電量，同時(shí)使得實(shí)時(shí)電量保持動(dòng)態(tài)平衡。

文獻(xiàn)[34]對(duì)基于電熱耦合構(gòu)成的VPP 交易機(jī)制進(jìn)行分析，并從日前-實(shí)時(shí)2 個(gè)時(shí)間尺度建立了兩階段優(yōu)化模型?？紤]電網(wǎng)中其他VPP 的競(jìng)價(jià)策略的影響，文獻(xiàn)[35]提出了一種交互式調(diào)度模式及投標(biāo)策略。文獻(xiàn)[36] 基于日前市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)，提出了一個(gè)兩階段隨機(jī)MILP（混合整數(shù)線性規(guī)劃）模型來確定VPP 競(jìng)價(jià)策略。

3.2 基于不確定性因素的分析

參與電力市場(chǎng)時(shí)，VPP 面臨多種不確定性因素，包括其分布式能源、電動(dòng)汽車等內(nèi)部電源受氣象、交通等因素的影響而造成的供電變化，內(nèi)部負(fù)荷變化以及電力市場(chǎng)電價(jià)變化。因此，必須考慮不確定性因素來設(shè)計(jì)VPP 優(yōu)化調(diào)度方案[36-38]。當(dāng)前主要包括以下3 種研究方法。

3.2.1 隨機(jī)優(yōu)化

該方法用于對(duì)不確定性因素建模，根據(jù)隨機(jī)變量的連續(xù)或離散特性，一般分為連續(xù)隨機(jī)過程或離散隨機(jī)過程。其中，對(duì)于連續(xù)隨機(jī)過程的求解幾乎無法實(shí)現(xiàn)，因此，當(dāng)前研究基于離散隨機(jī)過程[37]，一般采用場(chǎng)景生成方法（如蒙特卡洛方法）來實(shí)現(xiàn)建模[39-42]。然而，由于該方法需要已知不確定因素的概率分布等信息，同時(shí)需要進(jìn)行大量場(chǎng)景生成，對(duì)VPP 的計(jì)算能力有較高要求?；谀芰渴袌?chǎng)和旋轉(zhuǎn)備用輔助服務(wù)聯(lián)合市場(chǎng)，文獻(xiàn)[39]提出兩階段隨機(jī)規(guī)劃方案，建立VPP 最優(yōu)競(jìng)價(jià)模型，該模型可以有效規(guī)避交易中由于不確定性因素而導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)[42]聚焦于VPP 中的儲(chǔ)能系統(tǒng)，利用場(chǎng)景分析方法為其建立報(bào)價(jià)曲線，其中，場(chǎng)景生成是通過每小時(shí)替換預(yù)測(cè)點(diǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)的。文獻(xiàn)[43-44]同時(shí)考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)以及需求響應(yīng)策略，針對(duì)市場(chǎng)電價(jià)的不確定性，都采用隨機(jī)規(guī)劃的方案解決最優(yōu)決策問題，并引入CVaR（條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值）或一階隨機(jī)優(yōu)勢(shì)約束來管控VPP 的調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)?；趫?chǎng)景的隨機(jī)優(yōu)化模型實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，但是隨著場(chǎng)景數(shù)量的增加，其規(guī)模會(huì)急劇增大，從而帶來巨大的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

3.2.2 魯棒優(yōu)化

綜合考慮不確定性問題以及計(jì)算負(fù)擔(dān)，有研究者提出基于魯棒優(yōu)化的建模方法[45-46]，通過在不確定性參數(shù)置信區(qū)間內(nèi)取值來簡(jiǎn)化場(chǎng)景生成問題，但是會(huì)降低模型的靈活性[47]。魯棒優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在[48]：

1）魯棒優(yōu)化問題通常比隨機(jī)優(yōu)化問題在計(jì)算上更易于處理，計(jì)算負(fù)擔(dān)相對(duì)較低[49]，增強(qiáng)了算法的有效性。

2）魯棒優(yōu)化著重考慮最壞條件下的優(yōu)化結(jié)果，因此具有很強(qiáng)的魯棒性。文獻(xiàn)[32-33]將最小化不確定性因素影響作為優(yōu)化目標(biāo)來解決競(jìng)價(jià)問題。

3.2.3 隨機(jī)魯棒優(yōu)化

隨著VPP 規(guī)模的擴(kuò)大以及模型復(fù)雜度的增加，越來越多的研究綜合利用隨機(jī)優(yōu)化及魯棒優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)對(duì)VPP 競(jìng)價(jià)提供最優(yōu)策略。基于隨機(jī)魯棒優(yōu)化方案，文獻(xiàn)[37，50]根據(jù)歷史數(shù)據(jù)來建立不確定性因素的序列。文獻(xiàn)[47]針對(duì)市場(chǎng)電價(jià)的不確定性采用隨機(jī)場(chǎng)景建模的方法，而針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的不確定性則采用魯棒優(yōu)化建模的方法。除了可再生能源不確定性，文獻(xiàn)[51]還引入需求響應(yīng)資源的不確定性影響，文獻(xiàn)[52]則同時(shí)考慮上述所有不確定性因素。文獻(xiàn)[53]提出隨機(jī)自適應(yīng)魯棒優(yōu)化方法，相比靜態(tài)魯棒優(yōu)化具有更好的優(yōu)化性能。

4 VPP 研究展望

4.1 多元融合高彈性VPP

隨著能源與信息技術(shù)的發(fā)展，VPP 內(nèi)部靈活性資源不再局限于電、熱、冷、氣等傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，將會(huì)更多地引入可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等設(shè)備。多種資源的加入一方面可以提高VPP 對(duì)外出力的穩(wěn)定性，另一方面也面臨著調(diào)度復(fù)雜化等問題。因此，如何構(gòu)建多元融合高彈性VPP 可以作為后續(xù)發(fā)展的研究方向。為實(shí)現(xiàn)不同資源的融合互動(dòng)，需要為VPP 提供更穩(wěn)健的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)。通過利用先進(jìn)的信息技術(shù)，為不同資源提供信息分享的可行性，從而保證能源網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

4.2 多主體協(xié)同VPP

隨著VPP 規(guī)模增大，其內(nèi)部涉及不同主體之間的利益分配問題。由于不同主體具有不同的調(diào)度目標(biāo)，VPP 需要在保障各主體利益的前提下追求整體利益最大化。因此，VPP 的調(diào)度目標(biāo)由單一的利益最大化向利益均衡分配轉(zhuǎn)變，通過充分挖掘資源的靈活性來激活更多資源參與電力市場(chǎng)，提升VPP 的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)語

在能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景下，結(jié)合先進(jìn)通信技術(shù)，VPP 通過對(duì)DERs 的聚合以及協(xié)調(diào)調(diào)度，使其以整體的形式參與電力市場(chǎng)交易。隨著VPP參與主體逐漸多樣化，其內(nèi)部資源類型增多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加。如何識(shí)別VPP 資源特性、構(gòu)建市場(chǎng)互動(dòng)模型等問題對(duì)于VPP 的研究以及能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。

綜上所述，VPP 可以實(shí)現(xiàn)可再生能源高效利用，促進(jìn)我國(guó)電力市場(chǎng)改革，完善并推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。