虛擬電廠整體解決方案

虛擬電廠總體規(guī)劃建設(shè)方案1虛擬電廠總體分析虛擬電廠系統(tǒng)架構(gòu)虛擬電廠業(yè)務(wù)規(guī)劃虛擬電廠未來展望C背景分析新能源發(fā)展越來越快，規(guī)模也越來越大，風(fēng)能、太陽能等清潔可再生能源，都具有隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特征。季節(jié)性、時(shí)段性負(fù)荷迅猛增長(zhǎng)電網(wǎng)峰值負(fù)荷不斷攀升，電網(wǎng)峰谷差呈現(xiàn)逐步擴(kuò)大趨勢(shì)，夏季空調(diào)尖峰負(fù)荷和冬季熱-電調(diào)度矛盾等電力供需不平衡矛盾非常嚴(yán)重。傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的調(diào)峰能力不足，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。分布式電源傳統(tǒng)并網(wǎng)方式存在一定局限中國(guó)目前大多采用微網(wǎng)的概念作為分布式電源的并網(wǎng)形式，它能夠很好地協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源的技術(shù)矛盾，并具備一定的能量管理功能，但微網(wǎng)以分布式電源與用戶就地應(yīng)用為主要控制目標(biāo)，且受到地理區(qū)域的限制，對(duì)多區(qū)域、大規(guī)模分布式能源的有效利用及在電力市場(chǎng)中的規(guī)?；б婢哂幸欢ǖ木窒扌浴Ｐ履茉床⒕W(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng)，給電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來一系列新的挑戰(zhàn)。保護(hù)問題：潮流的改變，一會(huì)導(dǎo)致本線路保護(hù)的靈敏度降低及拒動(dòng)；二會(huì)導(dǎo)致本線路保護(hù)誤動(dòng)；三會(huì)導(dǎo)致相鄰線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)并失去選擇性；四回導(dǎo)致重合閘不成功。電壓?jiǎn)栴}：一是分布式電源啟停的影響，二是分布式電源供電間歇性的影響。電能質(zhì)量問題：分布式發(fā)電通過電力電子逆變器并網(wǎng)，易產(chǎn)生諧波、三相電壓/電流不平衡；輸出功率隨機(jī)性易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變；分布式電源直接在用戶側(cè)接入電網(wǎng)，電能質(zhì)量問題直接影響用戶的電器設(shè)備安全。其他問題：短路電流問題，通信計(jì)量問題，孤島問題等。新能源發(fā)展快虛擬電廠定義虛擬電廠（virtualpowerplant,VPP）是一種通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)DG、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等DER的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。關(guān)鍵點(diǎn)：“聚合”和“通信”“聚合”：DER與控制中心的雙向通信“通信”：各種DER聚合起來協(xié)調(diào)優(yōu)化風(fēng)電虛擬電廠光伏充電樁普通負(fù)荷柔性負(fù)荷火電儲(chǔ)能電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)智能計(jì)量技術(shù)信息通信技術(shù)多元聚合技術(shù)通過智能調(diào)控、通信技術(shù)整合各種形式的分布式發(fā)電、負(fù)荷、儲(chǔ)能等資源，作為一個(gè)調(diào)控性能好的“虛擬電廠”來參與電力供需調(diào)節(jié)。虛擬電廠與微網(wǎng)的區(qū)別虛擬電廠和微網(wǎng)是目前實(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)最具創(chuàng)造力和吸引力的2種形式。虛擬電廠并未改變每個(gè)分布式電源并網(wǎng)方式，而是通過先進(jìn)的控制、計(jì)量、通信等技術(shù)聚合分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等不同類型的分布式能源并通過更高層面的軟件構(gòu)架實(shí)現(xiàn)多個(gè)分布式能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。它能夠聚合微網(wǎng)所轄范圍之外的分布式電源，更有利于資源的合理優(yōu)化配置及利用。對(duì)于微網(wǎng)的定義，國(guó)內(nèi)一般認(rèn)為：微網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。它能夠很好地協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源的技術(shù)矛盾，并具備一定的能量管理功能，但微網(wǎng)以分布式電源與用戶就地應(yīng)用為主要控制目標(biāo)，且受到地理區(qū)域的限制，對(duì)多區(qū)域、大規(guī)模分布式電源的有效利用及在電力市場(chǎng)中的規(guī)?；б婢哂幸欢ǖ木窒扌浴８拍睿簩⒉煌臻g的可調(diào)（可中斷）負(fù)荷、分布式電源、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車等一種或者多種資源聚合起來，實(shí)現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)交易的智慧能源系統(tǒng)。它既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調(diào)峰，又可以作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納配合系統(tǒng)填谷。它既可以快速響應(yīng)指令，配合保障系統(tǒng)穩(wěn)定并獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，也可以等同于電廠參與容量、電量、輔助服務(wù)等各類電力市場(chǎng)獲得經(jīng)濟(jì)收益。<2.1>虛擬電廠概念·通過先進(jìn)的通信、計(jì)算、調(diào)度、市場(chǎng)手段把大量分散布置的中小規(guī)模的分布式資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，協(xié)調(diào)優(yōu)化，釋放系統(tǒng)靈活性?！ぬ摂M電廠通過聚合分散在電網(wǎng)中的分布式能源（即分布式發(fā)電、可控負(fù)荷和分布式儲(chǔ)能）以使其成為可統(tǒng)一調(diào)度的“發(fā)電系統(tǒng)”，進(jìn)而可以跟從調(diào)度指令、參與電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)。分散資源不屬于我，但托管于我。07

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虛擬電廠系統(tǒng)架構(gòu)虛擬電廠發(fā)展歷程虛擬電廠分類虛擬電廠最具吸引力的功能在于能夠聚合DER參與電力市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)行，為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)。按功能不同，虛擬電廠可劃分為商業(yè)型虛擬電廠（commercialVPP，CVPP）和技術(shù)型虛擬電廠（technicalVPP，TVPP）。傳統(tǒng)發(fā)電廠輸電系統(tǒng)需求響應(yīng)期貨市場(chǎng)輔助服務(wù)市場(chǎng)中長(zhǎng)期市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)授權(quán)成本和運(yùn)行特性技術(shù)確認(rèn)CVPPTVPP（配電系統(tǒng)）虛擬電廠儲(chǔ)能設(shè)備電動(dòng)汽車...分布式光伏分布式風(fēng)電技術(shù)核準(zhǔn)與確認(rèn)競(jìng)標(biāo)授權(quán)成本和運(yùn)行特性技術(shù)確認(rèn)發(fā)電計(jì)劃狀態(tài)參數(shù)分派發(fā)電計(jì)劃商業(yè)型虛擬電廠（commercialVPP，CVPP）功能：從經(jīng)濟(jì)角度考慮，基于用戶需求、負(fù)荷預(yù)測(cè)和發(fā)電潛力預(yù)測(cè)，制定最優(yōu)發(fā)電計(jì)劃，參與市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)。特點(diǎn)：打包交易，分布式資源的商業(yè)模式。技術(shù)型虛擬電廠（technicalVPP，TVPP）。功能：從電力系統(tǒng)整體需求考慮，結(jié)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案，并根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、潮流約束等條件，建立安全調(diào)度模型，對(duì)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案進(jìn)行修正，滿足配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。特點(diǎn)：考慮接入電源、負(fù)荷等物理特性和電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況?？煽刎?fù)荷虛擬電廠運(yùn)營(yíng)模式光伏風(fēng)機(jī)充電樁儲(chǔ)能負(fù)荷電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制虛擬電廠虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理運(yùn)行指導(dǎo)電力市場(chǎng)穩(wěn)定出力輔助服務(wù)需求響應(yīng)市場(chǎng)交易能量交互能量流信息流市場(chǎng)容量策略傳導(dǎo)虛擬電廠目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)：保障電網(wǎng)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)資源優(yōu)化通過信息手段，將廣域可調(diào)資源連接，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)和互動(dòng)信息的計(jì)算、存儲(chǔ)，具備能源運(yùn)行管理、交易、輔助服務(wù)等功能，整合優(yōu)化各類分布式資源與智慧能源服務(wù)平臺(tái)、電力交易平臺(tái)、調(diào)度系統(tǒng)交互。虛擬電廠商業(yè)模式建設(shè)虛擬電廠前無市場(chǎng)準(zhǔn)入資格分布式能源、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車一般體量較小，不具備準(zhǔn)入市場(chǎng)化交易資格。管理困難分布式能源容量小、數(shù)量大、分布不均，管理困難。為電網(wǎng)穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)分布式能源具有間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性特點(diǎn)，造成潮流改變、線路阻塞、電壓閃變、諧波影響等，為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。能效低能源利用粗放，無監(jiān)管，效率低。通過多能互補(bǔ)等方式，提高能源輸出穩(wěn)定性。參與需求響應(yīng)業(yè)務(wù)，獲取補(bǔ)貼。參與輔助服務(wù)業(yè)務(wù)，獲取補(bǔ)貼。作為整體，參與市場(chǎng)化交易，提高規(guī)模經(jīng)濟(jì)和議價(jià)能力。通過用能監(jiān)測(cè)、用能分析、用能優(yōu)化、提高能效水平。多能互補(bǔ)穩(wěn)定需求響應(yīng)補(bǔ)貼輔助服務(wù)補(bǔ)貼參與市場(chǎng)化交易，提高議價(jià)能力提高能效水平建設(shè)虛擬電廠后多能互補(bǔ)需求響應(yīng)輔助服務(wù)市場(chǎng)化交易能效管理效益分析現(xiàn)狀分析冀北虛擬電廠運(yùn)營(yíng)情況電力公司削峰響應(yīng)和填谷響應(yīng)發(fā)布成交總額度均為120萬千瓦，累計(jì)補(bǔ)充成本約700萬元，形成占年度最大用電負(fù)荷超3%的需求側(cè)機(jī)動(dòng)調(diào)峰能力。客戶通過設(shè)定的時(shí)間分段響應(yīng)系數(shù)可獲得最大3倍基準(zhǔn)價(jià)的經(jīng)濟(jì)收益。2019年12月3日虛擬電廠迎峰度冬需求響應(yīng)專項(xiàng)試點(diǎn)交易。本次交易共有4家虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商參與，聚合226個(gè)客戶，總計(jì)8.7萬千瓦負(fù)荷參與，響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)2h；參與虛擬電廠有效出清電量為1.83萬千瓦時(shí)，通過交易可獲得經(jīng)濟(jì)收益4.4萬元。2020年6月25日虛擬電廠端午節(jié)填谷需求響應(yīng)交易。共2家運(yùn)營(yíng)商參與交易，出清容量1.7萬千瓦，電量為4.02萬千瓦時(shí)，出清價(jià)格為1.2元/千瓦時(shí)。上海虛擬電廠建設(shè)成效江蘇虛擬電廠建設(shè)情況其他虛擬電廠建設(shè)情況天津、安徽、山東等地都在開展虛擬電廠相關(guān)建設(shè)。2虛擬電廠總體分析虛擬電廠系統(tǒng)架構(gòu)虛擬電廠業(yè)務(wù)規(guī)劃虛擬電廠未來展望C虛擬電廠角色定位虛擬電廠主要業(yè)務(wù)輔助服務(wù)、需求響應(yīng)、市場(chǎng)化交易、能效管理交易中心&綜合能源服務(wù)公司1、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管控平臺(tái)，平臺(tái)用戶及設(shè)備審批和管理。2、組織虛擬電廠參與輔助服務(wù)、輔助服務(wù)資源管理、輔助服務(wù)指令分解下發(fā)3、組織虛擬電廠參與需求響應(yīng)，管理需求響應(yīng)資源、需求響應(yīng)能力分析、需求響應(yīng)指令分解下發(fā)、需求響應(yīng)有效性認(rèn)定、需求響應(yīng)補(bǔ)貼計(jì)算、需求響應(yīng)檔案管理。4、組織虛擬電廠參與市場(chǎng)化交易業(yè)務(wù)，交易信息發(fā)布、交易結(jié)果審批。虛擬電廠1、注冊(cè)和管理聚合的分布式能源、儲(chǔ)能設(shè)備、可調(diào)負(fù)荷。2、代理參與輔助服務(wù)、輔助服務(wù)申報(bào)3、代理參與需求響應(yīng)，需求響應(yīng)申報(bào)、需求響應(yīng)檔案查詢。4、代理參與市場(chǎng)化交易業(yè)務(wù)，交易申報(bào)、交易結(jié)果查詢。分布式能源+儲(chǔ)能+電動(dòng)汽車1、向虛擬電廠提供分布式能源信息2、發(fā)電上網(wǎng)、輔助服務(wù)執(zhí)行，查看輔助服務(wù)檔案可控負(fù)荷+儲(chǔ)能+電動(dòng)汽車1、向虛擬電廠提供用戶信息和設(shè)備信息2、需求響應(yīng)執(zhí)行、查看需求響應(yīng)檔案、查看補(bǔ)貼情況3、用電總體架構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)/用采通道外部用戶內(nèi)部用戶需求傳導(dǎo)

策略下達(dá)數(shù)據(jù)上傳

執(zhí)行反饋?zhàn)鳂I(yè)層管理層虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)樓宇能源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集管理決策能源控制PC端移動(dòng)端內(nèi)部專網(wǎng)物聯(lián)接入體系能源監(jiān)控虛擬電廠1儲(chǔ)能光伏動(dòng)力空調(diào)照明充電樁光伏虛擬電廠3光伏風(fēng)機(jī)儲(chǔ)能聚合協(xié)調(diào)聚合協(xié)調(diào)聚合協(xié)調(diào)能源控制能源互動(dòng)能源終端虛擬電廠運(yùn)行系統(tǒng)虛擬電廠運(yùn)行系統(tǒng)能源監(jiān)控能源控制能源互動(dòng)能源終端虛擬電廠運(yùn)行系統(tǒng)能源監(jiān)控能源控制能源互動(dòng)能源終端終端管理連接管理平臺(tái)管理應(yīng)用管理能耗分析通訊管理數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)交互策略管理能源監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)服務(wù)能源SCADA虛擬電廠應(yīng)用能效分析能效對(duì)標(biāo)能效診斷響應(yīng)資源響應(yīng)能力響應(yīng)申報(bào)響應(yīng)補(bǔ)貼調(diào)峰響應(yīng)調(diào)頻響應(yīng)補(bǔ)償管理調(diào)節(jié)策略交易代理隔墻交易結(jié)算管理偏差管理能效管理需求響應(yīng)輔助服務(wù)能源交易物聯(lián)代理協(xié)議代理邊緣計(jì)算操作控制能源站工業(yè)園區(qū)負(fù)荷聚合商內(nèi)部系統(tǒng)營(yíng)銷系統(tǒng)智慧能源服務(wù)平臺(tái)電力交易系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)需求側(cè)系統(tǒng)第三方CPS系統(tǒng)外部系統(tǒng)虛擬電廠2需求響應(yīng)能源交易能源運(yùn)營(yíng)能源監(jiān)控業(yè)務(wù)架構(gòu)數(shù)據(jù)采集管理智慧能源服務(wù)平臺(tái)用戶關(guān)聯(lián)響應(yīng)潛力執(zhí)行反饋響應(yīng)預(yù)案正式方案補(bǔ)貼信息數(shù)據(jù)交互管理采集檔案管理運(yùn)行監(jiān)視輔助服務(wù)響應(yīng)負(fù)荷執(zhí)行分解綜合告警控制演練能源互動(dòng)交易報(bào)價(jià)接收交易結(jié)果模擬交易結(jié)算爭(zhēng)議處理需求響應(yīng)執(zhí)行能源控制資源建模響應(yīng)終端管理檔案管理終端維護(hù)輔助服務(wù)響應(yīng)資源控制策略資源預(yù)測(cè)策略用戶管理報(bào)表管理系統(tǒng)管理保電管理需求響應(yīng)監(jiān)控需求響應(yīng)客戶管理計(jì)量與結(jié)算虛擬電廠運(yùn)行系統(tǒng)輔助服務(wù)能效管理能耗在線監(jiān)測(cè)能耗統(tǒng)計(jì)分析能效對(duì)標(biāo)能效分析能效診斷節(jié)能策略響應(yīng)資源管理響應(yīng)類型分析響應(yīng)能力分析響應(yīng)補(bǔ)貼核算輔助服務(wù)能力分析調(diào)節(jié)指令下發(fā)響應(yīng)事件啟動(dòng)響應(yīng)綜合效果響應(yīng)執(zhí)行監(jiān)控輔助服務(wù)資源管理服務(wù)補(bǔ)貼核算調(diào)節(jié)響應(yīng)分析調(diào)節(jié)執(zhí)行監(jiān)控響應(yīng)資源監(jiān)控響應(yīng)事件下發(fā)接收調(diào)節(jié)指令指標(biāo)分解虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)響應(yīng)單元效果響應(yīng)補(bǔ)貼下發(fā)響應(yīng)補(bǔ)貼爭(zhēng)議年度響應(yīng)能源申報(bào)日前響應(yīng)能源申報(bào)應(yīng)急響應(yīng)能源申報(bào)服務(wù)補(bǔ)貼下發(fā)調(diào)節(jié)效果評(píng)估客戶管理商機(jī)管理購電需求管理代理交易報(bào)價(jià)購電策略管理購電合約管理用電量確認(rèn)購電結(jié)算管理電量執(zhí)行跟蹤偏差算法偏差預(yù)測(cè)偏差預(yù)警負(fù)荷預(yù)測(cè)模型負(fù)荷預(yù)測(cè)分析輔助競(jìng)價(jià)量本利計(jì)算市場(chǎng)邊界價(jià)格預(yù)測(cè)專家知識(shí)庫售電交易發(fā)布售電交易申報(bào)監(jiān)控售電交易出清售電合約管理售電套餐管理售電結(jié)算能源控制通訊管理數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)交互策略管理控制執(zhí)行系統(tǒng)管理虛擬電廠注冊(cè)虛擬電廠管理可調(diào)資源管理信道加密用戶認(rèn)證服務(wù)檔案查詢響應(yīng)效果評(píng)估需求響應(yīng)檔案查詢省級(jí)電力交易平臺(tái)用戶關(guān)聯(lián)報(bào)價(jià)信息計(jì)量信息交易信息交易結(jié)果結(jié)算結(jié)果偏差信息調(diào)度系統(tǒng)用戶關(guān)聯(lián)響應(yīng)潛力執(zhí)行反饋輔助服務(wù)發(fā)電計(jì)劃安全架構(gòu)平臺(tái)防護(hù)依據(jù)《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》（電監(jiān)會(huì)5號(hào)令）要求，按照“分區(qū)分域、安全接入、動(dòng)態(tài)感知、全面防護(hù)”的安全策略防護(hù)，從物理、邊界、應(yīng)用、數(shù)據(jù)、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、終端等層次進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)計(jì)，最大限度保障虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的安全、可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)安全防護(hù)主機(jī)安全網(wǎng)絡(luò)安全邊界安全應(yīng)用安全數(shù)據(jù)安全安全管理主機(jī)入侵檢測(cè)服務(wù)器安全防護(hù)主機(jī)房非法外聯(lián)病毒防護(hù)入侵檢測(cè)漏洞掃描防火墻準(zhǔn)入控制隔離網(wǎng)閘主機(jī)監(jiān)控與審計(jì)密碼服務(wù)設(shè)備智能卡應(yīng)用密碼服務(wù)單點(diǎn)登錄資源訪問控制數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)安全數(shù)據(jù)庫密鑰管理權(quán)限管理統(tǒng)一安全管理基礎(chǔ)安全技術(shù)（密碼技術(shù)、密鑰管理技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)與邊界安全技術(shù)應(yīng)用與數(shù)據(jù)安全技術(shù)系統(tǒng)安全技術(shù)安全管理技術(shù)終端認(rèn)證登錄物理架構(gòu)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)分內(nèi)外網(wǎng)部署，信息內(nèi)網(wǎng)部署虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)（主要為平臺(tái)內(nèi)部管理功能）應(yīng)用服務(wù)集群和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群。內(nèi)外網(wǎng)邊界使用強(qiáng)隔離裝置隔離。信息外網(wǎng)部署虛擬電廠運(yùn)行系統(tǒng)（主要為平臺(tái)外部用戶使用功能）應(yīng)用服務(wù)器集群。并將信息外網(wǎng)應(yīng)用映射到Internet互聯(lián)網(wǎng)。信息外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)邊界使用IPS入侵防御系統(tǒng)進(jìn)行隔離。示意虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)協(xié)調(diào)控制技術(shù)聚合多樣化DG、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等多樣性DER實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)高要求的電能輸出是虛擬電廠協(xié)調(diào)控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)，這就要求儲(chǔ)能系統(tǒng)、可分配發(fā)電機(jī)組、可控負(fù)荷與之合理配合，以保證電能質(zhì)量并提高發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。靶向精準(zhǔn)決策技術(shù)冬季填谷：充分利用谷時(shí)段的電量，從而提高電力系統(tǒng)的負(fù)荷率、電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，保障居民供暖用電，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性。夏季削峰：根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差帶，在制定日前調(diào)度計(jì)劃時(shí)對(duì)小時(shí)前通知需求響應(yīng)資源的參與量和預(yù)留量進(jìn)行約束，為日內(nèi)調(diào)整計(jì)劃修正日前計(jì)劃偏差做準(zhǔn)備。信息通信技術(shù)虛擬電廠系統(tǒng)多元資源組合優(yōu)化技術(shù)虛擬電廠系統(tǒng)指令自動(dòng)分配技術(shù)靶向精準(zhǔn)決策技術(shù)協(xié)調(diào)控制技術(shù)智能計(jì)量技術(shù)虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)智能計(jì)量技術(shù)智能計(jì)量技術(shù)是虛擬電廠的一個(gè)重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)虛擬電廠對(duì)DG和可控負(fù)荷等監(jiān)測(cè)和控制的重要基礎(chǔ)，基本作用是自動(dòng)測(cè)量和讀取用戶，遠(yuǎn)程測(cè)量實(shí)時(shí)用戶信息，合理管理數(shù)據(jù)，用戶能夠直觀地看到自己消費(fèi)或生產(chǎn)的電能以及相應(yīng)費(fèi)用等信息。信息通信技術(shù)虛擬電廠采用雙向通信技術(shù)，它不僅能夠接收各個(gè)單元的當(dāng)前狀態(tài)信息，而且能夠向控制目標(biāo)發(fā)送控制信號(hào)。應(yīng)用于虛擬電廠中的通信技術(shù)主要有基于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，如基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的服務(wù)、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)、電力線路載波技術(shù)和無線技術(shù)。虛擬電廠系統(tǒng)指令自動(dòng)分配技術(shù)通過分析往年的電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)與電網(wǎng)負(fù)荷曲線，總結(jié)電網(wǎng)負(fù)荷曲線特征；根據(jù)負(fù)荷短時(shí)、超短時(shí)響應(yīng)可信容量預(yù)測(cè)技術(shù)，預(yù)測(cè)電網(wǎng)不同運(yùn)行場(chǎng)景下多種資源響應(yīng)的可信容量；針對(duì)電網(wǎng)的調(diào)控目標(biāo)，基于多種資源的可信容量，自動(dòng)分解為每種資源的調(diào)控指令；建立公共資源非工空調(diào)負(fù)荷響應(yīng)可信容量與調(diào)峰指令方案的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過空調(diào)負(fù)荷響應(yīng)可信容量調(diào)用相應(yīng)的調(diào)峰指令方案，并考慮通道等實(shí)際限制，自動(dòng)形成調(diào)峰指令。虛擬電廠系統(tǒng)多元資源組合優(yōu)化技術(shù)單體參與分配方案一是指以最小影響用戶生產(chǎn)生活為目標(biāo)進(jìn)行調(diào)控容量的分解?？梢宰钚』绊戨娏τ脩舻纳a(chǎn)生活，體現(xiàn)了公平分?jǐn)偟脑瓌t，提高用戶認(rèn)可度和滿意度，但結(jié)算較復(fù)雜。響應(yīng)容量最多是指以最少用戶參與為目標(biāo)進(jìn)行調(diào)控容量的分解。單體用戶響應(yīng)容量最多，選取每個(gè)用戶的最大響應(yīng)容量檔位，直到總和滿足自動(dòng)調(diào)控總?cè)萘啃枨?。排序在前面的用戶?zhí)行了最大的調(diào)控容量，可能較大影響用戶舒適度，但結(jié)算較簡(jiǎn)單。3虛擬電廠總體分析虛擬電廠系統(tǒng)架構(gòu)虛擬電廠業(yè)務(wù)規(guī)劃虛擬電廠未來展望C業(yè)務(wù)場(chǎng)景-需求響應(yīng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景-需求響應(yīng)業(yè)務(wù)分析需求側(cè)管理平臺(tái)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)虛擬電廠1虛擬電廠2…響應(yīng)需求響應(yīng)能力調(diào)節(jié)策略調(diào)節(jié)能力執(zhí)行反饋調(diào)節(jié)策略調(diào)節(jié)能力執(zhí)行反饋調(diào)節(jié)策略需求分解能力匯總執(zhí)行策略分發(fā)執(zhí)行結(jié)果反饋響應(yīng)單元1響應(yīng)單元2響應(yīng)單元3響應(yīng)單元4能力整合策略分發(fā)響應(yīng)設(shè)備能力評(píng)估執(zhí)行策略結(jié)果反饋調(diào)節(jié)能力執(zhí)行反饋虛擬電廠開展需求響應(yīng)業(yè)務(wù)主要分為兩個(gè)層面：主站側(cè)和廠站側(cè)。主站側(cè)完成響應(yīng)能力的匯總合響應(yīng)需求的分解下發(fā)；場(chǎng)站側(cè)經(jīng)過自身的響應(yīng)能力評(píng)估，整合后，上報(bào)到主站側(cè)。同時(shí)接收主站下發(fā)的響應(yīng)需求，并按照?qǐng)?zhí)行分發(fā)策略，分發(fā)給具體的響應(yīng)單元。業(yè)務(wù)場(chǎng)景-需求響應(yīng)政府電網(wǎng)公司省綜合能源公司虛擬電廠響應(yīng)單元響應(yīng)資源需求側(cè)響應(yīng)結(jié)算支付響應(yīng)資源管理響應(yīng)用戶管理響應(yīng)單元注冊(cè)響應(yīng)評(píng)估分析評(píng)估結(jié)果整合補(bǔ)貼結(jié)算管理結(jié)算支付爭(zhēng)議管理補(bǔ)貼發(fā)布響應(yīng)補(bǔ)貼管理響應(yīng)執(zhí)行響應(yīng)預(yù)案管理市場(chǎng)成員注冊(cè)響應(yīng)評(píng)估匯總約定響應(yīng)發(fā)布響應(yīng)策略競(jìng)價(jià)撮合約定響應(yīng)報(bào)價(jià)響應(yīng)結(jié)果確認(rèn)出清發(fā)布響應(yīng)效果評(píng)估響應(yīng)能力申報(bào)需求側(cè)響應(yīng)在整體設(shè)計(jì)上，基本面仍然是采用響應(yīng)預(yù)案管理、響應(yīng)資源管理、響應(yīng)能力分析、需求響應(yīng)申報(bào)、需求響應(yīng)執(zhí)行、響應(yīng)效果評(píng)價(jià)、響應(yīng)響應(yīng)補(bǔ)貼管理7個(gè)大模塊；本方案的重點(diǎn)在于對(duì)不同響應(yīng)形式（邀約、實(shí)時(shí)等）的歸納總結(jié)，功能范圍向廠站側(cè)延申，將虛擬電廠廠站測(cè)的參與形式扁平化，在響應(yīng)接入、響應(yīng)過程中更加方便快捷；同時(shí)在響應(yīng)能力評(píng)估和響應(yīng)策略管理上加大投入，以確保需求響應(yīng)從有效性向高效性更進(jìn)一步。響應(yīng)能力匯總響應(yīng)預(yù)案發(fā)布響應(yīng)預(yù)案審核響應(yīng)能力評(píng)估響應(yīng)能力分析實(shí)時(shí)響應(yīng)發(fā)起實(shí)時(shí)響應(yīng)指令約定響應(yīng)發(fā)起需求分解結(jié)果分解審核發(fā)放響應(yīng)結(jié)果爭(zhēng)議反饋業(yè)務(wù)場(chǎng)景-能源交易業(yè)務(wù)生態(tài)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)省級(jí)交易中心（交易平臺(tái)）用能單元交易用戶供能單元集中式發(fā)電企業(yè)電網(wǎng)業(yè)務(wù)關(guān)系能量流市場(chǎng)交易信息傳導(dǎo)用戶代理用戶注冊(cè)分布式交易交易結(jié)算計(jì)量收費(fèi)電量上網(wǎng)電量輸配能源上網(wǎng)隔墻交易（分布式交易）市場(chǎng)交易虛擬電廠市場(chǎng)注冊(cè)市場(chǎng)交易市場(chǎng)結(jié)算市場(chǎng)注冊(cè)市場(chǎng)交易市場(chǎng)結(jié)算市場(chǎng)注冊(cè)市場(chǎng)交易市場(chǎng)結(jié)算電量輸配綜合管理運(yùn)營(yíng)指導(dǎo)電源管理虛擬電廠開展能源交易業(yè)務(wù)主要分為兩個(gè)方面：市場(chǎng)交易代理和分布式交易。市場(chǎng)交易代理主要是虛擬電廠參與省級(jí)交易平臺(tái)組織的批量市場(chǎng)交易；分布式交易主要是指虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)綜合考慮市場(chǎng)購入電量和自身發(fā)電量情況開展的分布式能源零售市場(chǎng)交易。省級(jí)交易平臺(tái)省綜合能源公司虛擬電廠業(yè)務(wù)注冊(cè)代理交易結(jié)算支付用戶管理用戶管理合同簽訂電量計(jì)量偏差管理結(jié)算管理服務(wù)費(fèi)收取偏差考核交易結(jié)算結(jié)算管理代理合同管理代理合同管理市場(chǎng)成員準(zhǔn)入審核、發(fā)布代理關(guān)系審核、發(fā)布合同管理套餐制定套餐審核套餐管理套餐發(fā)布輔助決策交易撮合交易信息發(fā)布交易信息發(fā)布申報(bào)交易交易結(jié)果發(fā)布交易結(jié)果發(fā)布用能評(píng)估用能計(jì)量業(yè)務(wù)場(chǎng)景-批發(fā)市場(chǎng)業(yè)務(wù)流程批量市場(chǎng)交易：批量市場(chǎng)交易主要是虛擬電廠（單體）通過虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)參與市場(chǎng)化交易，獲得代理服務(wù)費(fèi)或收益分成。在業(yè)務(wù)注冊(cè)方面涉及用戶管理以及代理關(guān)系的管理，由用戶、虛擬電廠進(jìn)行賬戶注冊(cè)申請(qǐng)，省綜合能源公司進(jìn)行審核后創(chuàng)建賬戶；在代理交易方面涉及套餐管理、合同管理、負(fù)荷預(yù)測(cè)、輔助決策和偏差管理，由虛擬電廠進(jìn)行套餐定制、輔助決策，生成負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和輔助決策報(bào)價(jià)方案，以供進(jìn)行電力交易申報(bào)指導(dǎo)和偏差預(yù)警分析；在結(jié)算支付方面涉及能源計(jì)量、結(jié)算管理、結(jié)算支付和服務(wù)費(fèi)用收取。外部用戶省綜合能源公司虛擬電廠內(nèi)部負(fù)荷業(yè)務(wù)注冊(cè)分布式交易結(jié)算支付用戶管理用戶管理業(yè)務(wù)注冊(cè)合同簽訂套餐選購電量計(jì)量偏差管理結(jié)算管理結(jié)算支付服務(wù)費(fèi)收取偏差考核交易結(jié)算結(jié)算管理負(fù)荷預(yù)測(cè)代理合同管理代理合同管理代理合同提交市場(chǎng)成員注冊(cè)合同管理套餐制定套餐管理套餐發(fā)布輔助決策交易撮合交易信息接收交易信息發(fā)布申報(bào)交易交易結(jié)果發(fā)布交易結(jié)果發(fā)布偏差預(yù)警用能評(píng)估用能計(jì)量業(yè)務(wù)場(chǎng)景-零售市場(chǎng)業(yè)務(wù)流程零售市場(chǎng)交易：零售市場(chǎng)交易主要包含兩方面用戶：虛擬電廠代理的內(nèi)部負(fù)荷和外部簽約用戶：針對(duì)內(nèi)部負(fù)荷，主要通過完成內(nèi)部電量銷售、結(jié)算等功能，獲取代理服務(wù)費(fèi)或收益分成；針對(duì)外部簽約用戶主要通過分布式能源交易實(shí)現(xiàn)隔墻售電，現(xiàn)有功能包括主體注冊(cè)、交易管理、合同管理、結(jié)算管理等。交易申報(bào)業(yè)務(wù)場(chǎng)景-輔助服務(wù)省級(jí)調(diào)度平臺(tái)能效管理輔助服務(wù)輔助服務(wù)資源上報(bào)輔助服務(wù)能力上報(bào)輔助服務(wù)交易意向發(fā)布輔助服務(wù)交易信息發(fā)布輔助服務(wù)中標(biāo)結(jié)果調(diào)度指令用電數(shù)據(jù)輔助服務(wù)結(jié)果輔助服務(wù)結(jié)果能效分析其他模塊輔助服務(wù)資源管理輔助服務(wù)能力分析輔助服務(wù)資源管理輔助服務(wù)事件執(zhí)行輔助服務(wù)執(zhí)行監(jiān)控輔助服務(wù)指令下發(fā)輔助服務(wù)事件啟動(dòng)調(diào)控策略管理輔助服務(wù)執(zhí)行輔助服務(wù)收益管理輔助服務(wù)效果評(píng)價(jià)輔助服務(wù)結(jié)果輔助單元效果評(píng)價(jià)輔助服務(wù)評(píng)價(jià)輔助服務(wù)收益計(jì)算收益校核與確認(rèn)收益爭(zhēng)議管理輔助服務(wù)補(bǔ)貼計(jì)算模型及參數(shù)接收調(diào)節(jié)指令輔助服務(wù)檔案管理輔助服務(wù)檔案管理輔助服務(wù)檔案查詢能源采集控制用戶管理發(fā)電資源信息業(yè)務(wù)場(chǎng)景-輔助服務(wù)省調(diào)度中心省綜合能源公司虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商發(fā)電資源客戶發(fā)布調(diào)頻需求、最低/最高報(bào)價(jià)、性能準(zhǔn)入門檻虛擬電廠申報(bào)預(yù)出清、發(fā)布預(yù)出清結(jié)果修改電廠出力上下限出力指標(biāo)分解發(fā)布調(diào)頻需求、最低/最高報(bào)價(jià)、性能準(zhǔn)入門檻發(fā)布預(yù)出清電廠出力上下限按申報(bào)電價(jià)、申報(bào)時(shí)間、調(diào)節(jié)性能依次排序調(diào)用申報(bào)電價(jià)、容量(可設(shè)置自動(dòng)申報(bào))出力指標(biāo)分解結(jié)果查詢正式出清、發(fā)布中標(biāo)結(jié)果發(fā)布中標(biāo)結(jié)果中標(biāo)結(jié)果分解中標(biāo)發(fā)電資源切換AGC調(diào)頻模式調(diào)頻結(jié)果發(fā)布調(diào)頻結(jié)果發(fā)布提起爭(zhēng)議是否有爭(zhēng)議調(diào)頻里程查詢/調(diào)頻收益查詢調(diào)頻里程查詢/調(diào)頻收益查詢調(diào)頻里程查詢/調(diào)頻收益查詢爭(zhēng)議處理是否發(fā)電資源收益計(jì)算發(fā)布發(fā)電資源收益結(jié)果查詢?nèi)涨斑\(yùn)行日調(diào)頻結(jié)果發(fā)送交易中心結(jié)算用能診斷優(yōu)化用能分析用電類型分析用能監(jiān)測(cè)用能診斷能效對(duì)標(biāo)電梯用電分析用能策略優(yōu)化負(fù)荷分析功率因數(shù)分析用電量分析照明設(shè)備分析其他類型分析能效監(jiān)測(cè)能效對(duì)標(biāo)對(duì)標(biāo)結(jié)果分析能源交易輔助服務(wù)能效管理交易結(jié)果節(jié)能分析輔助服務(wù)結(jié)果響應(yīng)結(jié)果節(jié)能分析其他模塊用能設(shè)備管理中央空調(diào)分析排水用電分析業(yè)務(wù)場(chǎng)景-能效管理需求響應(yīng)節(jié)能分析用能優(yōu)化查詢業(yè)務(wù)場(chǎng)景-能效管理

能效優(yōu)化控制方案是對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等柔性可調(diào)節(jié)負(fù)荷，制定可靠的、實(shí)際的能效控制策略方案，對(duì)其下發(fā)能效優(yōu)化策略，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理，并不斷的進(jìn)行策略微調(diào)優(yōu)化，最終得到切合實(shí)際的最優(yōu)的能效控制方案，實(shí)現(xiàn)能效提升的目的。1、中央空調(diào)系統(tǒng)能效優(yōu)化策略下發(fā)控制對(duì)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能策略、空調(diào)箱系統(tǒng)節(jié)能策略、冷凍水節(jié)能策略的維護(hù)后，可經(jīng)過能源SCADA下發(fā)到空調(diào)系統(tǒng)的冷棟水循環(huán)子系統(tǒng)控制柜、冷卻水循環(huán)子系統(tǒng)控制柜、空調(diào)箱控制柜轉(zhuǎn)換等調(diào)控終端進(jìn)行策略的執(zhí)行。2、照明系統(tǒng)能效優(yōu)化策略方案下發(fā)控制

照明策略可針對(duì)不同的照明回路的車流量、人流量、光線等因素分別設(shè)置不同回路的開關(guān)燈時(shí)間，既滿足照明需求，又避免過度照明帶來的能源浪費(fèi)34

虛擬電廠的實(shí)例

一、南澳大利亞州第三代虛擬電廠實(shí)例Tesla的Powerwall特斯拉不僅是純電動(dòng)汽車制造商，更致力于實(shí)現(xiàn)可再生能源生產(chǎn)-儲(chǔ)存-使用的閉環(huán)。2019年，Tesla在南澳大利亞1000多個(gè)家庭中安裝屋頂光伏系統(tǒng)及Powerwall住宅蓄電池。它們不是集中在一起，而是分布式的多個(gè)小型儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)已有5萬個(gè)家庭光伏和Powerwall電池系統(tǒng)、250MW容量。在房屋之間共享太陽產(chǎn)生的能量。35

Powerwall設(shè)有內(nèi)置逆變器，可隨時(shí)與太陽能進(jìn)行無縫集成，可滿足家庭用戶的用電需求，甚至在需要的情況下，不依賴于公用電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。太陽能電池板產(chǎn)生的剩余能量?jī)?chǔ)存在Powerwall中，可以在夜間為家庭供電。每臺(tái)Powerwall容量為13.5kWh。Tesla虛擬電廠在電網(wǎng)負(fù)荷峰值時(shí)給powerwall電池放電，其他時(shí)候，房主將使用Powerwall作為清潔的備用電源。36

<1>2019年10月9日，澳大利亞國(guó)家電力市場(chǎng)中最大的發(fā)電機(jī)組昆士蘭州電力負(fù)荷意外跳閘，丟失負(fù)荷748MW，電力系統(tǒng)頻率立即降至49.61Hz，低于正常工作范圍。虛擬電廠檢測(cè)到頻率異常偏移，立即作出反4應(yīng)，將功率注入系統(tǒng)幫助其恢復(fù)頻率。<2>2019年11月16日下午6點(diǎn)后，南澳大利亞州地區(qū)電網(wǎng)因故障與澳大利亞國(guó)家電力系統(tǒng)中的其他地區(qū)中斷了近5個(gè)小時(shí)。導(dǎo)致頻率在45分鐘內(nèi)經(jīng)歷了高頻（>50.15Hz）和低頻（49.85Hz）事件。在這2種情況下，虛擬電廠均立即反應(yīng)，首先將電池充電至較低的系統(tǒng)頻率，然后對(duì)電池放電以提高系統(tǒng)頻率。37

二、冀北電網(wǎng)第二代虛擬電廠實(shí)例冀北地區(qū)清潔能源資源豐富，數(shù)據(jù)顯示，截至12月5日，冀北電網(wǎng)新能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)2014萬千瓦。因此，清潔能源消納成為國(guó)網(wǎng)冀北電力的工