虛擬電廠的概念思辨與現(xiàn)實發(fā)展路徑

嚴證求究固結春進蟹屬外南電力經濟論壇暨東南大學電氣工程學南京2023-09-23虛擬電廠的概念思辨與現(xiàn)實發(fā)展路徑高賜威教授東南大學電氣工程學院電力經濟技術研究所IEEEseniormember,江蘇省青藍工程學術帶頭人，中國電機工程學會智慧用能與節(jié)能專業(yè)委員會委員、電力需求側管理學組副組長，全國電力需求側管理標準化技術委員會TC5準工作組組長，中國電科院國網電力市場技術實驗室學術委員會委員、廣西電力市場管理委員會專家委員會委員，多年從事有關電力市場與監(jiān)管、虛擬電廠、智能調控技術、電力需求側管理、電力需求響應的相關基礎理論和實踐的研究工作。獲教育部高等學校就科技進步二等獎、江蘇省科技進步二等獎、上海市科技進步二等獎各一項(均排名第一),中國電力創(chuàng)新一等獎一項(排名第二)。虛擬電廠領域的研究工作3虛擬電廠的構建新能源大規(guī)模發(fā)展帶來的重大挑戰(zhàn)隨著“雙碳”目標的提出，能源轉型不斷推進，高例新能源接入電力系統(tǒng)已成必然趨勢。2030年實現(xiàn)“碳達峰”風電、光伏裝機12億干瓦以上!電力供需實時平衡困難電力供需實時平衡困難電力系統(tǒng)運行視角電力建設電力系統(tǒng)運行視角用戶側資源的尚待開發(fā)傳統(tǒng)的考慮方式：的誘導性減少負荷的直接補償通知或者電力價格上升或下降信號后，改變其固有的習慣用電模式，促進供需平衡，從而保障電網穩(wěn)定的短期行為。5總結需求響應的概念可靠性需求響應需求響應的應用場景：電網作為發(fā)起方；當出現(xiàn)了電力供需平衡缺口；·售電公司作為發(fā)起方；當出現(xiàn)了批發(fā)市場和零售市場價格差異；·負荷聚合商作為發(fā)起方：籌措需求側資源參與輔助服務市場；經濟性需求響應需求響應：交易的載體一通過“聚合”和“通信”進行管理和運行控制光伏虛擬電廠儲能省鑿自能量交互調整量模型：以負荷削峰為例，調整量實際上是將需求響應期間的功率調整量等效為虛絕對量模型：負荷調度/可調負荷的概念負荷調度打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行模式，以電力供需平衡為目標，將負荷也作為到提供平衡能力的資源來看待，實現(xiàn)供需的動態(tài)平衡。定義(可調節(jié)負荷)-定義(可調節(jié)負荷)-DL/T2473.1~2473.13●通過車聯(lián)網平臺(電動汽車)、智慧能源服務平臺(營銷)、第三方獨負荷調度是用戶根據(jù)調度指令調節(jié)其功率取用情負荷調控系統(tǒng)負荷聚合平臺虛擬負荷聚合平臺虛擬電廠大用戶負荷量占比均不應低于80%。虛擬電廠和需求響應有什么關系?虛擬電廠有基線問題嗎?虛擬電廠與負荷聚合商有什么區(qū)別?虛擬電廠聚合分布式光伏的意義何在?虛擬電廠和負荷調度(可調負荷)是什么關系?虛擬電廠概念隱含的是能夠被系統(tǒng)調度?虛擬電廠概念隱含的是能夠被系統(tǒng)調度?傳統(tǒng)電廠其一●功率可調→輔助服務市場是必須的嗎?控制是必須的嗎?格理格理+分布式資源可以嗎?虛擬電廠與需求響應需求響應是虛擬電廠的基礎技術?虛擬電廠調用下屬負荷資源可基于需求響應●虛擬電廠參與需求響應有負荷基線扮演的是負荷聚合商的角色，并非虛擬電廠不存在負荷基虛擬電廠發(fā)●可以借助行政措施解決硬缺口問題(有序用電),可以轉化為用電權分配或者交易；和調度業(yè)務部門業(yè)務負荷聚合平臺需求響應虛擬電廠平臺●可調度負荷5總結從分布式資源到虛擬電廠、可調節(jié)負荷的基本認識空調電動汽車充電儲能空調電動汽車充電儲能靈活性可調節(jié)負荷、負荷型虛擬電廠?虛擬電廠電源型虛擬電廠?(可調度、消耗電功率)(可調度、輸出電功率)(不可調度、輸出電功率)輔助服務市場(功率平衡能力)能量市場輔助服務市場(功率平衡能力)能量市場時還能稱為虛擬電廠嗎?實質上是購O以盈利作為且標O以盈利作為且標是如何聚合不同叢而形成虛擬電類型分布式電源柔性可調負荷儲能分布式電源柔性可調負荷儲能√分布式光伏上網按√分布式光伏上網按格大致相當于基準√光伏出力的不確定此);分區(qū)者50萬母線，由市場交易結果確定虛擬電廠調民4四鋼分鋼110KV層下再有35KV分區(qū)時原則相同5總結用戶側資源分析隨著新型電力系統(tǒng)建設和國家相關政策的引導，用戶側資源呈現(xiàn)出以下新特征：用戶側電化學儲能具有較好的經濟效益，增長迅速，其運行特征主要部分先進企業(yè)應用數(shù)字化技術，實現(xiàn)了數(shù)字化做到單臺5萬kW,但其電以上四者均為當前用戶側優(yōu)質的分布式資源，但是未能得到充分的挖掘和利用，處于簡單粗放的運行狀態(tài)或是亟待推廣開發(fā)狀態(tài)。基本原則基本原則“眾人引起的問題，眾人幫手共同解決，化解問題于無形中”資源層面深度挖掘儲能和可調負荷資源，發(fā)掘海量沉睡用戶側資源，提升系統(tǒng)韌性資源層面和靈活性；機制層面基于市場“看不見的手”,撬動相關利益主體主動參與，形成萬眾參與的機制層面電力供需互動新生態(tài)；技術層面引入自動決策和控制技術，實現(xiàn)用戶對于能源自動決策和響應，提升系統(tǒng)對技術層面用戶側資源的調用效率和能力。工作思路工作思路工作思路電力供需互動生態(tài)搭建電網電網虛擬電廠虛擬電廠費電力供給電力需求工作思路 工作思路>用戶主體能力建設著力于用戶能源管理能力和響應能力提升，構建用戶參與系統(tǒng)運行的“能力”:1用戶資源盤點：分布式儲能分布式光伏梳理用戶內部資源，包括光伏、儲能、可分布式儲能分布式光伏調節(jié)負荷(數(shù)字化生產能力);可調節(jié)負荷數(shù)字化生產能力可調節(jié)負荷2用戶能源管理系統(tǒng)(微網)建設：圍繞自供能平衡能力，發(fā)用電智能決策和自動控制，降低特定場景下的系統(tǒng)依賴，使之具備上報能源預測和管理潛力的能力。通過自供能系統(tǒng)建設，避免或者減工作思路 工作思路>用戶主體動力挖掘關鍵在于用戶開展能力建設和參與系統(tǒng)運行的動力，是否足以支撐用戶開展相關工作：通過能源管理實現(xiàn)效益提升，參加電力系統(tǒng)的需求響應或參與輔助服 工作思路>虛擬電廠主體能力建設著力于搭建虛擬電廠運行和資源管理平臺，以系統(tǒng)對系統(tǒng)的方式，實現(xiàn)對于用戶側資源的多場景、多時間尺度調用：調度/營銷系統(tǒng)上報能力下發(fā)指令調度/營銷系統(tǒng)上報能力下發(fā)指令跳虛擬電廠運營3虛擬電廠聚合調控優(yōu)化算法與模型：可控負薄’向市場/用戶提供電能量，包括參加主網的批發(fā)能量市場和無法參與批發(fā)市場的中小用戶(如山西的源網荷型虛擬電廠，實現(xiàn)隔墻售電)工作思路 工作思路>虛擬電廠主體動力挖掘虛擬電廠是第三方主體，通過規(guī)?；?專業(yè)化的用戶服務向電網提供平衡服務，其動力來自于從事連接電網和用戶的中間載體業(yè)務獲利：向電網/電力市場提供平衡服務獲利，包括需求響應，常態(tài)化的參與調峰市場；工作思路 工作思路>電網主體能力建設著力于提升電網安全穩(wěn)定運行的能力，配網層面主要在于如何充分挖掘需求側的柔性資源以及對其的掌控能力：通過高水平的需求響應項目設計和開發(fā)，向政府建言虛擬電廠運行管理規(guī)范，實現(xiàn)對于2開發(fā)并部署資源管理平臺，提出面向聚合主易系統(tǒng)調用方法和交互方式；3借助電網公司下屬的綜能公司實現(xiàn)對于用戶側資源的深度掌控，包括對于用戶側資源微電力需求響應類別直接負荷控制項目可中斷負荷項目緊急需求響應項目需求響應[需求側競價項目容量市場項目輔助服務市場項目尖峰電價實時電價分耐重尖峰電價實時電價分耐重需求響應[工作思路工作思路>電網主體動力挖掘電網公司是系統(tǒng)運行的實施方，對于電網的安全運行負有責任，同時也有意愿在電改背景下拓展新型業(yè)務：