虛擬電廠關鍵技術和運營模式探討-紀陵

1133過載?過電壓?潮流反送新特征屋新特征a新新變化新挑戰(zhàn)虛擬電廠的發(fā)展是建設新型電力系統的必然要求國電南京息助化股有限公國電南京息助化股有限公部門或電力調度機構發(fā)出邀約信號(需求響應),通過專項資金、特定合同、激勵政策引導虛擬電廠組織資源參與。擬電廠聚合了”源、儲、荷”多類型可調資源，隨著市場化機制的成熟和智能調控技術的成熟，虛擬電廠可以參與電力現貨輔助服務等市場，并實現自主調控和與電網的友好互動。虛擬電廠發(fā)展階段演進路線虛擬電廠發(fā)展階段演進路線在極端情況下100%被移到綠燈5000MW●歐盟FENIX●歐盟NEXTKra德國二次調煩市場10%的份額少1%-3%電力行業(yè)單位發(fā)電能力超10GW,其中超過60%來自太陽能發(fā)電，占據了思■面對新型電力系統發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，需要喚醒電網調度看不到、控不了的用戶側海量靈活異質資源，建設和實現從離散動作的需求響應，到連續(xù)閉環(huán)運營、可調控、可交易的新型虛擬電廠，用更經濟的方案，解決能源轉型中1十十23充電站平臺技術平臺技術整體技術架構虛擬電廠邊緣智能節(jié)點整體技術架構虛擬電廠邊緣智能節(jié)點十十應用技術應用技術■整體架構：“云-邊-端”協同、彈性、可擴展聚合和優(yōu)化調度，又保障了本地控制閉環(huán)、快速響應和安全可靠。云端不僅可以下發(fā)控制指令到邊緣側，還可以直接下發(fā)調控模型，使得邊緣側自主靈活性大大提升；同時，多個邊緣側調控結果實時反饋統一匯聚到云端決策中心，根據實際運行數據不斷迭代優(yōu)化算法模型，實現自學習和自優(yōu)化。地區(qū)1(調度+市場地區(qū)1(調度+市場地區(qū)2(調度+市場地區(qū)n(調度+市場資源動態(tài)聚合(機組級運行監(jiān)控+運營管理側儲能區(qū)域n自主調度型能電電動電動區(qū)域2域1動電在云端，構建三個網絡域，一是面向調控和營銷業(yè)務，打通電力調度網絡、用采網絡，實現負荷終端靈活調控；二是面向虛擬電廠運營管控與現貨交易業(yè)務，實現能源實時計算與交易；三是面向第三方運營運維系統/移動互聯網管理服務類業(yè)務，為能源互聯網業(yè)務提供支撐。>在管端，利用運營商骨干網、5G核心網打通云邊協同鏈路，根據行業(yè)特點與業(yè)務類型，構建多個2B網和控制類MEC網，實現最優(yōu)網絡通道劃分和網絡擁塞動態(tài)控制；>在邊端，將部分網絡設施下沉設置在園區(qū)內部或周邊，形成一張僅服務具體企業(yè)、規(guī)模較小的專網，并與園區(qū)公網相連，支撐企業(yè)建立起自己的虛擬專用網絡，滿足園區(qū)企業(yè)數據要素存儲和流通等業(yè)務需要。>海量資源互聯、接入和管理，實現資源信息自描述、自發(fā)現、自注s網關Y發(fā)射匯聚自主設計低時延(轉發(fā)時延20微秒)■虛擬電廠分時分類聚合：根據資源響應準備時間、調節(jié)響應時間等特性，設計了7級響應時間尺度，根據不同時間尺度，對應響應多樣的電網調度和交易品種需求，例如，儲能和可中斷負荷為秒級響應，對應電網緊急或故障調節(jié)需求，電動汽車和樓宇空調為分鐘級響應，對應電網實時功率調節(jié)，工業(yè)用戶生產負荷為小時級或者天級，對應日前調度和區(qū)域平衡調節(jié)，以此提升響應各類調控需求的可靠性。魚電幽自助化有限公司電幽自助化有限公司■虛擬電廠資源可調能力感知和預測：基于模型-數據聯合驅動、聚類估算和多模型動態(tài)組合的方式，一方面進行基于標簽特性的聚類劃分，找到相似運行曲線；另一方面，基于多模態(tài)監(jiān)測數據組合分析，實現了分布式資源可調潛力的感知和預測，比如對充換電站的可調能力預測，需要綜合人流、電動車熱力圖、充換電站歷史負荷數據、工作日和節(jié)假日時段等多維數據分析。照屬密生密概到系罪世照屬密生密概到系罪世訓練樣本隨機森林支持向量積訓練輸出■虛擬電廠動態(tài)建模和模型拼接：首先構建虛擬電廠動態(tài)聚合等值模型，根據多元異質資源聚合集群的運行特性、調節(jié)能力、響應時間及影響范圍，實現虛擬機組外特性參數動態(tài)辨識和虛擬機組資源聚合集群外特性參數的建模；基于“站-線-變-戶”節(jié)點關系進行資源動態(tài)聚合，根據分布式資源所在的動態(tài)拓撲節(jié)點，從10kV臺區(qū)開始逐級向上聚合，并根據虛擬機組功率變化對各個電壓等級節(jié)點影響的靈敏度大小，確定和大電網模型拼接的顆粒度，解決電網調度對虛擬電廠盲目調節(jié)的問題。Gw虛擬機組外特性參數最大上調能力最大下調能力響應持續(xù)時間響應時延N■虛擬電廠等值模型描述：在分布式資源靈活高效聚合和支撐電網調控響應方面，考慮虛擬電廠聚合大量分散資源后，如何正確描述其整體外特性，并納入到電網調度運行控制?；谫Y源接入的網絡拓撲信息和資源個性化模型進行分析，同時考慮資源響應時間尺度的差異性及資源與交易品種的契合度來進行聚合，動態(tài)構建虛擬電廠凈功率等值模型。日前響應日內響應調度專網/廣域網虛擬機組/臺區(qū)間準實時，有功/無功局部協同時間尺度分虛時間尺度分虛區(qū)8臺(機)參與配電同優(yōu)化臺(機)參與配電同優(yōu)化柔性負荷儲能資源分布式發(fā)電響應調節(jié)資源與交易品種契合度日前經濟最優(yōu)日內經濟修正成本均衡利潤分攤成本核算懲罰評估線路規(guī)劃日批露數據概率化場景生成雙層隨機規(guī)劃持倉量情況場景生成出清價格歸一化值預測結果市場供需情況場景消減累計收益情況歷史出清情況投標競價場景集Em,)*E(m,)=E(m,*m,)V數據保密數據完整數據完整自動編排內存VO日前省內備用(實時/日內/日前)調頻(實時)日前省內山西：日前交易以報量報價方式參與省內0■虛擬電廠參與交易品種——需求響應需求響應由當地人民政府發(fā)改運行部門經審批后發(fā)布實施，具有非周期性、非連續(xù)性、審慎性。實施前完成需求響應資源組織、項目建設管理等，按照邀約結果制定計劃并實施，最后根據響應結果發(fā)放激勵。激勵發(fā)放電力(量)■虛擬電廠參與交易品種——輔助服務輔助服務市場由調度中心組織，通常對需求側資源(虛擬電廠、儲能等)設獨立交易品種，包括調峰和調頻，部分地區(qū)將調峰進一步細分為調峰(增負荷)和頂峰(減負荷)輔助服務。市場決策與量(曲線)價申報結算盈利分成與效n“第00滿足多元化用能需求開拓售電服務市場促進清潔能源消納構建合作共贏生態(tài)高校科研院所基礎成本人才成本營銷成本科研成本電能量交易能源管理服務輔助服務收益依據不同客戶的能源服務需求，針對性匹配服務資源合作伙伴園區(qū)需求響應收益渠道通路可再生能能源合同可再生能能源合同緊急控制輔助服務用戶互濟需量電費主要內容對于愿意參加虛擬電廠調控的各類用戶，根據實際響應持續(xù)時間，響應速度和容通過充分調用用戶側靈活性資源，提升電網的可再生能源消納能力，并通過能源合同交易，合理補償參與響應的用戶.整合分散的各類分布式能源，在電網低谷時刻提高柔性負荷需求，尖峰時刻降低負荷需通過虛擬電廠進行調峰填谷可以減少用電高峰時期從電網吸收的功率，從而減少當電力系統在大的擾動或故障下，為了維持電力系統的穩(wěn)定運行電廠快速及時的管理負荷，以此來實現受擾動的電力系統的穩(wěn)定運行，并對提供服務的用戶虛擬電廠下屬部分裝有分布式發(fā)電設備的用戶，在分布式發(fā)電不能完全消納或用電缺額時，可通過虛擬電廠管控平