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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

段弃电的减排潜力差异，导致资源调配缺乏碳导 收敛条件时停止。
向。本文提出的多时间尺度动态碳排放因子机制， 日内调度时，采用双层分布式滚动优化机制：
能够通过量化弃电消纳的潜在减排效益，形成更 配电网作为上层协调者，在当前时段基于日前调
精细的碳价格信号，为未来建立分时碳价机制、 度计划进行调整，并向各 VPP 下发调度策略与交
引导用户侧主动调碳提供基础。 互变量；各 VPP 根据日前调度策略对内部燃气轮

机、储能及光伏等资源进行调整，并将优化后的
2 计及多时间尺度碳排放因子的虚拟电 交互变量及调度策略反馈至配电网。与日前调度

厂-配电网协同调度模型 相似，当交互变量满足收敛条件时结束日内滚动
优化。

2.1 多时间尺度下虚拟电厂-配电网协同调度机制 本文采用与文献 [18] 相同的日前 1 h+日内 15 min
针对 VPP-配电网协同调度问题，本文提出一 多时间尺度调度框架。日前尺度与市场出清周期
种计及多时间尺度碳排放因子的 VPP-配电网协同 一致，便于衔接现有调度体系；日内尺度则可有

调 度 机 制 ， 该 机 制 包 含 日 前 与 日 内 调 度 2 个 层 效跟踪风光出力快速变化，且符合国内外电力系
级，形成“粗调-细调”的多时间尺度递进式优化 统广泛采用的短时间间隔调度实践。该框架在保
体系。本文所提出的计及多时间尺度碳排放因子 证模型精度的同时兼顾计算效率，具有明确的工
的 VPP-配电网协同调度机制示意图如图 1 所示， 程应用基础。

日前调度的时间尺度为 1 h，调度周期为 24 h；日 2.2 日前调度模型

内调度的时间尺度为 15 min，调度周期为 4 h。 2.2.1 上层模型
1）目标函数。上层模型的目标函数为配电网
f
上层目标函数： 总运行成本最小，包括燃煤机组发电成本 C 、弃
t
配电网运行成本最低 pcd
wr
日前调度 风惩罚成本 C 、有功强制改变惩罚成本 C 、向
交互 时间尺度1h t t
c
变量 调度周期24h 上级电网的购电成本 C pur 和碳排放成本 C 。由于
t t
下层目标
函数：VPP运行 00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 配电网需要考虑安全性，因此利用潮流约束保证
成本最低
时刻 其安全运行。上层模型的目标函数为
确定日前调度计划
T ∑
DN f wr pcd pur c （8）
t
t
上层目标函数： 日内调度 C = min (C +C t +C t +C t +C )
配电网日内 时间尺度15 min t=1
运行成本最低 调度周期4 h
… … f ∑ [ ( DN,g ) 2 DN,g ]
日内交互 C = α g P j,t +β g P j,t +γ g （9）
t
变量 00:00 00:15 00:30 00:45 01:00 01:15 01:30 01:45 02:00 04:00 24:00 j∈N DN
下层目标函数： 时刻 wr ∑ Wr
VPP日内 C t = α Wr P j,t （10）
运行成本最低 j∈N DN

∑
pcd pcd pcd
图 1 多时间尺度协同调度机制 C t = κ t P j,t （11）
Fig. 1 Multi-time scale coordinated j∈N DN
scheduling mechanism ∑
pur pur pur （12）
C t = λ t P j,t
在日前调度阶段，配电网作为上层在进行最 j∈N DN
优 经 济 调 度 后 将 调 度 策 略 和 交 互 变 量 下 发 至 各
c DN
c
C = α R t （13）
t
t
VPP，使得 VPP 改变自身运行策略以满足配电网
式中： P DN,g 为配电网节点 j 处时刻 t 燃煤机组有
安全性和经济性。而下层的 VPP 在对自身燃气轮 j,t
机、光伏、储能等分布式资源进行优化调度后， 功出力； P Wr 为配电网节点 j 处时刻 t 弃风功率；
j,t
pcd
将自身调度情况和交互变量上传至配电网，使其 P j,t 为配电网节点 j 处时刻 t 因 VPP 调度导致的有
改变调度策略满足 VPP 的经济效益。此时配电网 功强制该变量； P pur 为配电网节点 j 处时刻 t 向上
j,t
和 VPP 再次进行新一轮调度，直至交互变量满足 级电网购电功率； α g 、β g 、γ 分别为燃煤机组成
g
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