Page 97 - 《中国电力》2026年第5期

李娜等：电碳耦合市场下虚拟电厂与配电网协同优化运行模型 2026 年第 5 期

10 风电； 燃气机组； 电转气； 的精确消元。这一过程完整保留了 VPP 的“运行
光电； 储能； 内部负荷；
燃煤机组； 碳捕集； 交易电量
包络空间”，有效避免了传统 KKT 法在处理强非
5 线性约束时可能产生的解空间压缩或局部最优问
功率/MW 0 题。场景 3 中“成本微增、收益大增”的现象，
反映出模型能精准捕捉跨市场协同的最优边际：
即通过增加少量运行支出，换取更高额的电、碳
−5
市场获利溢价，实现了资源配置的全局优化。

00:00 06:00 12:00 18:00 24:00
时刻
a) 电功率 5 结论
3.0
燃气锅炉； 燃气机组； 燃煤机组
本文针对电碳耦合市场环境下 VPP 与配电网
2.5
协同优化面临的挑战，提出了一种基于上镜图理
2.0 论 的 VPP 与 配 电 网 协 同 优 化 模 型 。 通 过 算 例 仿
功率/MW 1.5 真，得到以下结论。

1.0 1）构建了电碳市场运行框架和双层优化模
型，上层以虚拟电厂的综合效益最大化为目标，
0.5
下层以配电网总运营成本最小化为目标，形成了
0
00:00 06:00 12:00 18:00 24:00 电力市场与碳市场耦合下的协同运行机制。
时刻
b) 热功率 2）通过引入上镜图理论，将复杂的高维非线
性问题转化为等效低维投影模型，实现了在一次
图 10 场景 3 调度结果
交互中完成分布式协同优化，不仅提高了计算效
Fig. 10 Scenario 3 dispatch results
率，还有效保护了各主体的隐私。

表 3 对照场景下 VPP 运行效益对比 3）相较于传统方法，所提模型在运行成本降
Table 3 Comparison of VPP operation benefits under the 低、运行收益提升及碳减排效果方面均展现出更
control scenario
优表现，总运行收益提升约 3.04%，碳排放亦得
电市场 碳市场 设备运行 VPP总效 碳交易
场景
效益/元 效益/元 成本/元 益/元 量/t 到一定改善。
2 16 915.38 2 064.05 7 597.40 11 382.03 7.167 本研究未纳入碳税、新能源消纳考核等多元因
3 17 236.66 2 135.34 7 644.39 11 727.60 7.416 素，模型对复杂实际场景的适配性仍应深入研究。

17 236.66 元，增幅约 1.89%，体现了所提优化方法 参考文献：
在挖掘电力市场收益潜力方面的积极作用；碳市
场效益同步提升，从 2 064.05 元增至 2 135.34 元，
[1] 张亚杰, 崔威, 吴凡, 等. 基于信息-物理-社会融合系统的虚拟电厂
碳交易量也从 7.167 t 增加至 7.416 t，表明该方法在
低碳调控模型 [J]. 浙江电力, 2025, 44(4): 50–60.
保障碳市场参与积极性与收益提升方面的有效性；
ZHANG Yajie, CUI Wei, WU Fan, et al. A low-carbon scheduling
尽管设备运行成本从 7 597.40 元微增至 7 644.3 元，
model for virtual power plants based on a cyber-physical-social
增幅约 0.62%，但由于电、碳市场效益的双重提升， system[J]. Zhejiang Electric Power, 2025, 44(4): 50–60.
直接推动 VPP 总效益实现显著增长，从 11 382.03 元 [2] 刘军会, 龚健, 佟炳绅, 等. 基于分布式储能与光伏的虚拟电厂与配
增至 11 727.60 元，增幅达 3.04%，充分验证了所 电网协同优化方法 [J]. 中国电力, 2025, 58(6): 1–9.
提方法在优化资源配置、提升整体经济效益方面 LIU Junhui, GONG Jian, TONG Bingshen, et al. Coordinated
的核心价值。 optimization method for virtual power plants and distribution
上镜图理论通过等效投影将 VPP 高维非线性 networks considering distributed energy storage and photovoltaics[J].
约束映射至低维协调空间，实现了内部冗余变量 Electric Power, 2025, 58(6): 1–9.

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