《新能源發(fā)電技術(shù)》課件-虛擬電廠

VPP虛擬電廠VirtualPowerPlant基本概念基本概念、背景、技術(shù)組成、主要類型、主要參與方、功能價(jià)值01關(guān)鍵技術(shù)02發(fā)展現(xiàn)狀03商業(yè)模式國(guó)外、國(guó)內(nèi)04目錄CONTENTS基本概念PART01虛擬電廠結(jié)構(gòu)圖VPP是一種通過(guò)先進(jìn)信息通信和監(jiān)測(cè)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海量分布式新能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，作為一個(gè)特殊電廠參與電網(wǎng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，對(duì)外表現(xiàn)為一個(gè)可控電源。與傳統(tǒng)電廠相比：1、構(gòu)成資源多樣化；2、更具環(huán)保性；3、更具競(jìng)爭(zhēng)力。1.1基本概念1.2背景電力調(diào)配技術(shù)的改進(jìn)提高能源效率節(jié)能電力供應(yīng)單位增加需求角度供給角度1.2背景（四化）綜合化智能化清潔化去中心化1.2背景（兩高三低）其他污染物排放運(yùn)行可靠性用能效率用戶用能成本兩提高三降低碳排放1.3技術(shù)組成集控平臺(tái)可控負(fù)荷電源儲(chǔ)能設(shè)備DDG：以戶用光伏為主，定位為“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”；PDG：風(fēng)電、光伏、氣電等中小型分布式電源，為住宅、商業(yè)或工業(yè)設(shè)施等供電，目標(biāo)是盡量出售自產(chǎn)電能以獲得收益。自用型分布式能源（DDG）、公用型分布式能源（PDG）以適應(yīng)電力需求變化、補(bǔ)償分布式電源發(fā)電出力波動(dòng)性和不可控性，改善分布式電源出力波動(dòng)所致的電網(wǎng)不穩(wěn)定問(wèn)題，增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)分布式電源的消納能力并提高能源利用效率。以分布式電化學(xué)儲(chǔ)能為主可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度管理，有助于降低間歇性分布式電源對(duì)常規(guī)負(fù)荷的影響，維持系統(tǒng)功率平衡，提升分布式能源利用效率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和用戶雙向互動(dòng)。主動(dòng)、被動(dòng)可控負(fù)荷是VPP進(jìn)行能量管理、優(yōu)化調(diào)度、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，以及與電力調(diào)控中心、電力交易中心進(jìn)行通信的重要組成部分。同時(shí)，通過(guò)與電網(wǎng)其他主體交互信息，可促進(jìn)VPP管理可視化，也便于電網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控管理。軟件平臺(tái)、通信設(shè)施、控制裝置集控平臺(tái)通信設(shè)施用于獲取數(shù)據(jù)和發(fā)出指令。不同運(yùn)營(yíng)商和終端設(shè)施選擇不同的通信協(xié)議，很多第三方聚合商使用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而電力公司大多選擇已經(jīng)部署到位的專用網(wǎng)絡(luò)。控制裝置傳遞指令的控制單元，第三方運(yùn)營(yíng)商一般設(shè)計(jì)自有控制單元，與負(fù)荷和發(fā)電資源進(jìn)行有效對(duì)接，電力公司一般從專業(yè)供應(yīng)商購(gòu)買此類裝置，風(fēng)電、光伏和儲(chǔ)能電池一般通過(guò)加裝額外功能的逆變器接收指令。3軟件平臺(tái)VPP的核心，基于電網(wǎng)、資產(chǎn)和天氣狀況進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)測(cè)，通過(guò)平衡運(yùn)行約束和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)度各類資源1PPT模板/moban/

321.4主要類型供給側(cè)資源型以PDG、電網(wǎng)側(cè)和發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能等資源為主混合資源型由分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷等資源共同組成，通過(guò)能量管理系統(tǒng)優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)能源利用最大化和供用電效益最大化3需求側(cè)資源型以可控負(fù)荷以及用戶側(cè)儲(chǔ)能、DDG等資源為主1PPT模板/moban/

32自主型高級(jí)發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)跨空間自主調(diào)度，既包含可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能和分布式能源等基礎(chǔ)資源，也包含這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)3合約型通過(guò)專項(xiàng)資金、特定合同、激勵(lì)政策引導(dǎo)聚合商參與1市場(chǎng)型建立電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)，參與市場(chǎng)獲得收益2不同發(fā)展階段分類內(nèi)部資源類型1.5主要參與方用電側(cè)1、各行業(yè)大用戶（電子信息、服裝、石油化工等）2、城鎮(zhèn)居民、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)建筑3、售電公司（批發(fā)零售商）2發(fā)電側(cè)1、發(fā)電企業(yè)2、工業(yè)園區(qū)發(fā)電商（PDG）3、工礦企業(yè)（自建電源）4、城鎮(zhèn)居民（屋頂光伏）1電網(wǎng)企業(yè)電網(wǎng)公司、輸電企業(yè)、配電企業(yè)3監(jiān)管機(jī)構(gòu)電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)、需求響應(yīng)中心、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化管理部門、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)監(jiān)管部門等4產(chǎn)業(yè)鏈1、負(fù)荷聚合商2、技術(shù)裝備供應(yīng)商（物聯(lián)網(wǎng)、智能計(jì)量、控制調(diào)度等）3、VPP管控平臺(tái)開發(fā)商及運(yùn)營(yíng)商4、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商（通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算等）5、金融機(jī)構(gòu)5PPT模板/moban/

1.6功能價(jià)值關(guān)鍵技術(shù)PART02關(guān)鍵技術(shù)精準(zhǔn)決策技術(shù)覆蓋日內(nèi)調(diào)整計(jì)劃修正日前計(jì)劃偏差，需使用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)。2資源組合優(yōu)化技術(shù)分為：?jiǎn)误w參與分配方案和響應(yīng)容量最多方案。其中單體參與分配方案體現(xiàn)了公平分?jǐn)傇瓌t；響應(yīng)容量最多是以參與響應(yīng)的用戶量最少為目標(biāo)。3協(xié)調(diào)控制技術(shù)各項(xiàng)設(shè)備之間協(xié)調(diào)配合運(yùn)行，提高發(fā)電經(jīng)濟(jì)性。包括：集中控制、集中-分散控制、完全分散控制1智能計(jì)量技術(shù)是VPP實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源和可控負(fù)荷等監(jiān)測(cè)和控制的重要基礎(chǔ)，包括自動(dòng)計(jì)量管理和高級(jí)計(jì)量體系。作用為自動(dòng)測(cè)量和讀取用戶狀態(tài)，方便用戶直觀獲取消費(fèi)或者生產(chǎn)的電能以及相應(yīng)費(fèi)用等信息5指令自動(dòng)分配技術(shù)依據(jù)歷史電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)、可信容量預(yù)測(cè)技術(shù)、電網(wǎng)調(diào)控目標(biāo)、指令方案，自動(dòng)形成出力調(diào)度指令4PPT模板/moban/

信息通信技術(shù)雙向通信技術(shù)：不僅能夠接受各個(gè)單元狀態(tài)i信息，而且能夠向控制目標(biāo)發(fā)送控制信號(hào)。相關(guān)技術(shù)包括：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的服務(wù)、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全等6發(fā)展現(xiàn)狀PART033.1發(fā)展歷史我國(guó)江蘇省投運(yùn)了世界首個(gè)最大規(guī)模VPP，也是首套針對(duì)清潔能源大規(guī)模消納的“源網(wǎng)荷智能電網(wǎng)”系統(tǒng)2016年德國(guó)、英國(guó)、西班牙、法國(guó)、丹麥等歐洲國(guó)家開始日益興起以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬電廠研究項(xiàng)目2001年ShimonAwerbuch博士提出了“虛擬公共設(shè)施”的概念,認(rèn)為市場(chǎng)各獨(dú)立實(shí)體之間能夠達(dá)成一種靈活合作,其資產(chǎn)互相彌補(bǔ)成為一個(gè)虛擬的公共設(shè)施,從而為消費(fèi)者提供更高效貼心的服務(wù)。

1997年當(dāng)前世界上已建有上百個(gè)VPP，其中英國(guó)超過(guò)了32個(gè)，總?cè)萘砍^(guò)616萬(wàn)KW；法國(guó)超過(guò)了17個(gè)，總?cè)萘砍^(guò)150萬(wàn)KW；美國(guó)超過(guò)了20個(gè)，總?cè)萘考s100萬(wàn)KW。3.2中國(guó)現(xiàn)狀A(yù)BCD我國(guó)江蘇省投運(yùn)了世界首個(gè)最大規(guī)模VPP，也是首套針對(duì)清潔能源大規(guī)模消納的“源網(wǎng)荷智能電網(wǎng)”系統(tǒng)2016年廣州市虛擬電廠順利完成了基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的負(fù)荷資源精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，具備邀約響應(yīng)和實(shí)時(shí)響應(yīng)兩大功能2021年上海建成世界首個(gè)商業(yè)建筑VPP-黃埔區(qū)商業(yè)建筑VPP示范工程2017年深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌，標(biāo)志著深圳虛擬電廠邁入快速發(fā)展的新階段，這也是國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠管理中心。已接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型負(fù)荷聚合商14家，接入容量達(dá)87萬(wàn)千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。2022年8月26日總體來(lái)看，我國(guó)VPP目前仍處于理論研究和前期試點(diǎn)的發(fā)展階段3.3其他各國(guó)現(xiàn)狀A(yù)BCD以聚合式能源為主德國(guó)以聚合用戶側(cè)儲(chǔ)能、分布式電源為主日本以可控負(fù)荷為主美國(guó)以聚合用戶側(cè)儲(chǔ)能為主澳大利亞商業(yè)模式PART04國(guó)外VPP商業(yè)模式獨(dú)立聚合商模式電力公司或電力零售商主導(dǎo)模式電力營(yíng)銷模式聚合用戶側(cè)電池儲(chǔ)能和靈活負(fù)荷等資源，重點(diǎn)提供電網(wǎng)支撐、尖峰負(fù)荷管理服務(wù)，主要應(yīng)用在澳大利亞、日本和美國(guó)部分地區(qū)聚合分布式發(fā)電和大型用戶負(fù)荷，重點(diǎn)參與批發(fā)電力市場(chǎng)、輔助服務(wù)和容量市場(chǎng)，主要應(yīng)用在德國(guó)由第三方聚合負(fù)荷、電源和儲(chǔ)能等資源，重點(diǎn)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)和容量市場(chǎng)，主要應(yīng)該在歐洲和美國(guó)儲(chǔ)能供應(yīng)商主導(dǎo)模式由儲(chǔ)能供應(yīng)商聚合匯入儲(chǔ)能系統(tǒng)，重點(diǎn)提供電網(wǎng)支撐和輔助服務(wù)，一定程度上參與現(xiàn)貨市場(chǎng)和容量市場(chǎng)，主要應(yīng)用于美國(guó)加州根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）對(duì)全球93家VPP企業(yè)的調(diào)研結(jié)果顯示，目前尚未有任何一家VPP企業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利。國(guó)外VPP商業(yè)模式VPP發(fā)展與所在國(guó)的電力市場(chǎng)建設(shè)情況相適應(yīng)明確市場(chǎng)的準(zhǔn)入門檻，參與各方權(quán)利責(zé)任等問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)VPP商業(yè)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵完善配套激勵(lì)政策，是推動(dòng)VPP快速發(fā)展的催化劑健全管理機(jī)制，是促進(jìn)VPP有序發(fā)展的重要保障在國(guó)外總體上都還處于技術(shù)試點(diǎn)和商業(yè)模式探索階段，距離實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有一定距離，總結(jié)以下經(jīng)驗(yàn)：跨區(qū)協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)權(quán)限等問(wèn)題需要重點(diǎn)關(guān)注我國(guó)VPP未來(lái)分階段發(fā)