Page 19 - 《中国电力》2026年第3期

王泽森等：计及多时间尺度碳排放因子的虚拟电厂-配电网协同调度 2026 年第 3 期

标的推进，电力系统正朝着清洁、智能、高效的 供有功和无功功率支持，有效缓解配电网电压越
方向发展 [1-3] 。在这一背景下，如何实现电力系统 限问题，同时降低运行成本并提升系统稳定性。
的低碳化运行成为学术界和工业界关注的焦点 [4-6] 。 然而，上述研究多集中于日前单一时间尺度的优
然而在此进程中，分布式能源（distributed energy 化 框 架 ， 且 大 多 沿 用 传 统 的 碳 排 放 因 子 计 算 方
resource，DER）的大规模接入虽然提升了系统的 法，未能完善日前与日内调度之间的协同反馈机
绿色低碳水平，但其容量小、分布广的特点也显 制，无法充分利用 VPP 的分布式灵活资源对系统
著增加了电力系统调度的复杂度，对电力系统的 运行状态及碳排放进行滚动修正，因而难以满足
安全经济运行提出了新的挑战 [7-8] 。在此背景下， 实际系统对于低碳经济协同与多时间尺度精细调
虚拟电厂（virtual power plant，VPP）技术 [9-11] 应运 度的运行需求。
而生，VPP 通过先进的通信手段和测量技术聚合 针对上述问题，本文首先对动态碳排放因子
各类分布式能源，作为一个虚拟主体参与电网调 进行改进，将新能源大发造成的弃风弃光现象考
度 [12-14] 。因此，能否实现 VPP 与配电网（distribu- 虑到动态碳排放因子计算中，并考虑多时间尺度
tion network， DN） 间 的 高 效 协 同 调 度 成 为 实 现 下碳排放因子的变化特性，在日内调度阶段对其
“双碳”目标的关键。 进行修正。其次，建立计及多时间尺度碳排放因
在碳排放量化方面，传统的电力系统碳排放 子的虚拟电厂-配电网协同调度机制，该机制包含
量化研究主要基于节点碳势理论，文献 [15] 创新 日前与日内调度两个层级，形成“粗调-细调”的
性地提出了碳排放流理论，通过计算流入节点的 多 时 间 尺 度 递 进 式 优 化 体 系 。 在 此 基 础 上 对 日
碳流量与有功功率的比值来表征单位用电量的碳 前、日内调度分别建立双层模型并基于目标级联
排放水平。文献 [16] 提出了一种基于动态碳排放 分析法对双层模型进行求解。最后，通过算例分
因子的电-氢混合储能系统充放电策略，通过优化 析验证本文所提模型和方法的有效性。

配置降低配电网碳排放。文献 [17] 将碳排放因子
作为分时电价的惩罚因子，提出超碳需求响应机 1 改进的动态碳排放因子
制，驱动用户侧低碳用电行为，实现综合能源系
1.1 动态碳排放因子计算方法
统的深度降碳与经济优化。文献 [18] 基于碳排放
已经有许多文献对电力系统中碳排放的计算
因子模型，通过碳流追踪和需求侧响应机制量化
方法进行了详细且深入的研究，文献 [15, 22] 对传
用户侧碳减排收益，降低台区碳排放的同时提升
统电力系统提出了较为完善的碳排放计算方法并
了经济效益。虽然上述基于碳排放流理论和碳排
进一步提出碳排放分摊模型。传统的电网碳排放
放因子的研究取得了显著进展，但以上方法均以
水平量化方式主要基于系统节点碳势。对一特定
传统火力发电系统为背景构建碳排放计算模型，
节点，其节点碳势在形式上表示为流入该节点的
尚未充分考虑高比例新能源接入下的新型电力系
碳流量与流入该节点有功功率的比值，其物理意
统对碳排放流动态特性的影响，同时未能考虑在
义为该节点每消耗一单位电量的碳排放量。节点
不同时间尺度下碳排放因子的变化特性。
碳势为
另一方面，VPP 作为一种聚合分布式能源资
∑
源的先进技术，为配电网的灵活调度提供了新的 P l,t ρ l,t + P Gen Gen
e
i,t
i,t
可能性。文献 [19] 提出了一种 VPP 与配电网的双 e DN = l∈χ i （1）
i,t ∑
层协同调度模型，通过目标级联和自适应优化算 P l,t + P Gen
i,t
法协调经济性与安全性，并引入碳排放流理论促 l∈χ i
进低碳运行。文献 [20] 提出了一种基于电-碳点对 式中： e DN 为 t 时段节点 i 的节点碳势； χ i 为与节点 i
i,t
点交易的虚拟电厂联盟与配电网协同优化双层模 相连的支路集合； P l,t 为与节点 i 相连支路的有功功
型 ， 并 采 用 自 适 应 步 长 算 法 提 升 求 解 效 率 。 文 率； ρ l,t 为支路碳流密度； P Gen 为连接到节点 i 的发
i,t
献 [21] 提出了一种基于分布式储能与光伏的 VPP 电机注入功率； e Gen 为连接到节点 i 的发电碳强度。
i,t
与配电网协同优化方法，通过聚合分布式资源提 碳排放因子表示不同时段用户用电行为所产

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