1研究背景
随着分布式发电机(DG)、主动负荷以及储能设备等分布式能源的引入，主动配电网不再仅仅是传统意义上负荷用户，而是能够对分布式能源进行主动控制和管理的配电网。主动配电网在调度上拥有更多的自主权，能够向主网提供备用调峰等辅助服务，为其参与辅助服务市场提供了可能。本文重点研究了主动配电网参与主辅能量市场联合调度和申报策略：首先，建立了双层优化协调调度模型，其中上层模型为主能量市场和辅助服务市场的结算模型，用于计算市场出清价格(MCP);下层模型为主动配电网调度模型，用于得到配电网的调度方案;然后，针对该模型，通过迭代算法求解出主动配电网的分布式能源的调度策略以及主辅能量市场的申报策略。
2市场架构
开放竞争的市场模式更有利于调动主动配电网参与电力市场的积极性。本文中采用双边开放的市场模式，同时考虑主能量市场与辅助服务市场。在双边开放的电力市场中，主动配电网申报的决策变量既可以是申报容量也可以是申报价格，两者都会影响MCP，而MCP反过来又会对配电网的策略产生影响。主动配电网在主能量市场和辅助服务市场的申报量是相互制约的，因此需要均衡两个市场的申报量。本文假设主辅能量市场分离，且均采用投标型的市场竞价机制，市场架构如图1所示。在日前市场中，主动配电网通过主能量市场向交易中心申报次日各时段购电量和价格，通过辅助服务市场向交易中心申报次日各时段辅助服务容量和价格。
图1 市场架构
3主动配电网协调调度模型
相比于传统配电网，主动配电网在调度上拥有更多的灵活性。它不单单能够从主能量市场购买电量，还可以为主网提供辅助服务。具体来说，主动配电网中的常规负荷、储能设备和间歇性能源(比如风电光伏)，参与主能量市场;主动负荷参与辅助服务市场;可控分布式发电机(比如微型燃气轮机)既可以参与主能量市场，又可以参与辅助服务市场。
主动配电网成本由购电费用和自身发电费用组成，另外从辅助服务市场还能获得一部分收益。主动配电网调度模型的目标函数为经济效益最优，约束条件考虑配网分布式能源约束以及安全性约束等。通过在主动配电网调度模型中针对备用未被调用和被调用两种情况来平衡主能量市场与辅助服务市场，可以实现综合收益最优。
4算例验证
在本文的算例中，主网中有四个发电商和一个主动配电网，除主动配电网之外的负荷进行统一报价。本文充分考虑主动配电网与主网之间的协调，主网与配电网通过申报量与申报价格等信息交互实现配电网效益优化。因此，本文首先对比了有无信息交互情况下，主动配电网的成本与收益情况。需要说明的是，在无信息交互情况下，主动配电网独立制定调度计划而没有考虑市场清算过程，因此需要根据历史数据对市场出清价格进行预测。文章对比分析了以下三种案例。
案例1：本文提出的协调调度模型。
案例2：无信息交互调度模型，预测的出清价格是实际价格的1.2倍。
案例3：无信息交互调度模型，预测的出清价格是实际价格的0.8倍。
表1对比了不同情况下主动配电网的成本和收益情况，可以看出协调调度模型的经济效益最优。案例2中预测电价相对较高，所以主动配电网相比于从主网购电，更倾向于自身分布式电源发电，所以发电费用相对较高，购电费用相对较低，同时由于分布式电源发电量较多，留给辅助服务市场的备用容量相对较少，所以辅助服务收益相对较小。相反，案例3预测电价相对较低，导致购电费用增加，发电费用减少。综上，主网与主动配电网之间的信息交互能够达到经济效益的优化。
表1 不同情况下主动配电网的成本与收益($)
图2显示了主动配电网在主能量市场和辅助服务市场的申报容量情况，可以看出主能量市场的申报量和负荷变化情况基本一致，所以主动配电网的申报策略主要取决于主能量市场。1-3时刻主能量市场申报量较高的原因是DG没有开启，所有负荷主要由主网承担。辅助服务的申报量除了受价格的影响外，还受到备用的容量约束，在高峰时DG发电功率较高，备用容量相对较少，因此高峰时申报量反而有所减少。
图2 主能量市场与辅助服务市场申报情况
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原标题：【MPCE】主动配电网在主辅市场中的联合调度与申报策略
