【摘 要】
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随着分布式发电技术的快速发展,传统配电网通过协调控制网内接入的大量分布式电源（Distributed generation,DG）逐渐向主动配电网（Active distribution networks,ADN）转变。与此同时,随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,可再生能源发电占比不断提高,挤压了作为传统灵活性源的常规机组出力,且风电等可再生能源出力的不确定性和波动性使得输电系统灵活性不足的问题日
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随着分布式发电技术的快速发展,传统配电网通过协调控制网内接入的大量分布式电源（Distributed generation,DG）逐渐向主动配电网（Active distribution networks,ADN）转变。与此同时,随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,可再生能源发电占比不断提高,挤压了作为传统灵活性源的常规机组出力,且风电等可再生能源出力的不确定性和波动性使得输电系统灵活性不足的问题日益凸显。因此,挖掘ADN中的灵活性资源,使其为输电网提供灵活性服务具有重要的研究意义。但是,这种跨不同层级网络的灵活性交易需要合理的市场出清机制作为保证,以激励配电网侧的分布式资源对输电系统所需的灵活性做出积极的响应,而我国在该方面的相关市场机制研究仍比较薄弱。为此,本文针对输配协同提升输电系统灵活性的相关问题展开了如下研究工作:1)介绍了在“输配分离”的电力市场改革背景下,为尊重输电系统运营商（Transmission system operator,TSO）和配电系统运营商（Distribution system operator,DSO）的自主运行特性,宜采用分散自治、协同优化的形式,给出了输配电系统分层分区的运行框架,并对分解之后的输配电网根据网络结构进行建模,为后续建立考虑输配协同的能量市场和灵活性市场的出清模型研究工作提供了基础。2)考虑TSO和DSO之间的协同作用,以向上灵活性为研究对象,提出了能量-灵活性市场的两阶段出清模型。首先,确定先出清日前能量市场再出清实时灵活性市场的顺序,并建立各自市场的出清机制;其次,建立市场出清模型,利用分层分区思想将市场出清模型细分为输电网层面的市场出清子模型和配电网层面的市场出清子模型;然后,为保护数据私密性采用交替方向乘子法（Alternating direction method of multipliers,ADMM）的一般一致性形式对上述市场出清模型进行分布式求解;最后,以修改的IEEE 30节点输电网和IEEE 33节点的ADN组成的耦合系统为例,对该模型进行验证,结果表明所提模型可降低TSO购买灵活性的总成本,提高配电网经济效益。3)基于上述研究内容,进一步探究了风电不确定性和灵活性资源短缺对灵活性出清的影响,同时在模型中考虑了向下灵活性。仍采用ADMM一般一致性形式对所提模型进行分布式求解,以修改的IEEE 30节点输电网和IEEE 33节点ADN组成的耦合系统为例进行算例分析。结果表明,与仅由传统机组提供灵活性的出清方式相比,所提考虑输配协同的灵活性市场出清方式能够有效应对可再生能源出力的不确定性,提高系统运行灵活性和经济性,更好地实现全网灵活性资源优化配置,同时也提高了对可再生能源的消纳能力。
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