高比例可再生能源电力系统的调峰成本量化与分摊模型（Matlab代码实现）

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目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码复现、数据、文章讲解

💥1 概述

文献来源：

摘要：高比例可再生能源接入对电力系统调峰能力提出了更高要求，完善调峰辅助服务成本分摊机制有利于促进可再生能源消纳。文中从净负荷波动的角度出发，建立了调峰成本的量化与分摊模型，构造了无调峰需求的替代场景，将负荷和可再生能源出力曲线分别转换为无波动的均值线。其次，建立了含深度调峰和抽水蓄能的调度优化模型，用于计算不同场景下的调峰成本，并将有无调峰需求两种场景下的系统调峰成本之差作为单一主体导致的边际调峰成本，然后，采用Shapley值计算不同主体导致的调峰成本。最后，根据成本的引发程度分摊调峰成本。算例表明，提出的调峰成本量化模型能够反映不同主体导致的调峰成本或贡献的调峰价值，成本分摊机制能够传递调峰成本信息。

关键词：

调峰;可再生能源发电;净负荷;波动性;成本分摊;

在能源安全、环境污染和气候变化的大背景下，大力发展可再生能源是应对全球气候变化，实现“碳达峰、碳中和”和可持续发展的重大需求［1-2］。截至 2020 年底，中国风电总装机容量为 281 GW，风力发电 466.5 TW·h，同比增长约 15%；光伏发电总装机容量为 253 GW，光伏发电 260.5 TW·h，同比增长约 16%。风电、光伏等可再生能源出力具有波动性、不确定性以及不可调峰性等特点，大规模可再生能源接入对电力系统调峰能力提出了更高要求。现行的调峰成本分摊机制按照上网电量或电费的比例在发电侧内部平衡，无法反映负荷和可再生能源等主体对调峰成本引发的程度。明确调峰辅助服务的需求主体，制定公平合理的调峰费用分摊机制将有利于促进发电企业为消纳可再生能源提供辅助服务。

电力市场设计的一个基本原则是，成本分配应该尽可能遵循成本因果关系［19］。明确调峰需求主

体对调峰服务成本引发的程度，是制定合理分摊机制的前提。文献［14］认为风电对调峰辅助服务的需求是由风电出力波动带来的，将有无风电接入前后调峰辅助服务成本之差作为因风电产生的调峰成本。文献［15］采用合作博弈模型研究了在风电场之间分摊风电导致的调峰成本。文献［20-21］认为计算风电波动导致的整合成本时需要将风电的能源价值剥离开，提出了构造无风电平衡成本的替代场景思路。文献［22-23］认为，构造替代场景的方法能很好地将风电的能源价值和波动成本剥离开来，构造了计算风电波动成本的“等电量顺负荷”法。文献［24］以“等电量顺负荷”法对风电进行品质分段为基础，提出了深度调峰段风电并网的补偿方法。以上文献围绕风电出力波动导致的成本展开了分析。虽然风电是加剧电力系统调峰压力的因素之一，但负荷仍是造成电力系统调节的主要因素［19］。随着辅助服务市场建设的推进，供需两侧更多主体被纳

入市场体系，鲜有文献分析除风电以外的不同调峰需求主体如何相互影响系统的调峰成本，以及基于

成本引发的程度在这些主体中分摊调峰成本。