【国家电网】新型电力系统背景下虚拟电厂实践_4页_11mb

新型电力系统背景下虚拟电厂实践总结

一、虚拟电厂基础

虚拟电厂是一种能源与信息技术深度融合的智慧能源系统，通过聚合不同空间的可调负荷、储能和电源等资源，实现自主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易。通常分为电源型、负荷型和混合型三种类型。

主要观点

• 虚拟电厂是源网荷储的集成商，具有跨空间、广域的特性。
• 聚合对象包括需求侧可调负荷资源、储能及分布式电源。
• 采用物联网、云计算等先进技术进行在线监测和优化调控。

二、国外虚拟电厂实践

1. 澳大利亚虚拟电厂

• 建设情况：2019年启动8个试点项目，覆盖约7150用户，规模总计31MW。
• 试点效果：
  • 2021年1月，参与紧急频率控制辅助服务市场收益约238万澳元。
  • 2020年2月，南澳电网发生孤岛运行事件，虚拟电厂成功参与调频辅助服务市场，收益达117万澳元。
• 系统架构：采用“云-管-边-端”架构，具备实时监测和优化调控能力。

2. 德国虚拟电厂

• 建设情况：2009年Next Kraftwerke成立，截至2020年6月，聚合资源规模达8200MW，聚合单元超9500个。
• 试点效果：
  • 2020年6月，能源交易量约15.1亿kWh，营业额约3.6亿元。
  • 调节性能良好，2022年已响应最大调节功率154MW，调节速率达15.7MW/min。
• 系统架构：采用NEMOCS平台进行实时监控与调控，支持多种资源类型。

3. 美国虚拟电厂

• 建设情况：截至2020年底，北美虚拟电厂装机规模约1000MW，预计2029年将达8600MW。
• 试点效果：
  • 通过调控用户侧储能设备，实现用电成本降低。
  • 虚拟电厂成为负荷响应和分布式电源管理的新解决方案。

三、国内虚拟电厂实践

1. 深圳虚拟电厂

• 建设情况：接入市场主体14家，装机容量约87万千瓦，相当于约9万户家庭用电容量。
• 平台亮点：
  • 实现系统闭环、实时在线、全自动运行，可在10秒内完成优化计算和指令下达。
  • 智能终端采用模块化设计，具备通用接口，适应多种分布式能源资源接入。
• 试点成效：
  • 2021年11月，响应负荷3000kW，精准调节。
  • 2022年4月，实现电动汽车与电网的快速互动调节，单次调峰效益超170万元。

2. 冀北虚拟电厂

• 建设情况：总容量358MW，最大调节能力204MW，接入资源类型包括工业负荷、储能、分布式光伏等。
• 试点成效：
  • 2022年响应最大调节功率154MW，调节速率15.7MW/min。
  • 累计消纳新能源电量3412万千瓦时，度电收益0.183元。

3. 上海虚拟电厂

• 建设情况：接入12家虚拟电厂，初步形成1000MW发电能力，接入资源包括工商业楼宇、电动汽车、铁塔基站等。
• 试点成效：
  • 2018年起，黄浦区商业建筑虚拟电厂累计调峰效益超170万元。
  • 2019年台风期间，首次投运实现电力运行保障，响应资源达60MW。

四、虚拟电厂实践经验总结

1. 国内外对比分析

2. 经验总结

• 虚拟电厂需依托“云-管-边-端”架构，实现资源的高效聚合与智能调控。
• 需加强政策支持，推动需求侧资源常态化参与辅助服务市场交易。
• 需提升数字化支撑能力，融合大数据、云计算、物联网等技术，实现响应系统自动化与智能化。

3. 投资效益分析

五、虚拟电厂发展建议

1. 推动试点支持政策完善：扩大激励资金来源，固化资金渠道，推动需求侧资源常态化参与辅助服务市场交易。
2. 加强统筹管理和顶层设计：政府牵头，联合电力用户、电网企业、负荷聚合商等，将需求侧资源纳入双碳战略和能源安全体系。
3. 推行需求响应强制性标准和产品认证制度：推动统一互动接口标准和评价认证制度，完善可调节资源的技术支撑体系。
4. 提升数字化支撑能力：融合大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等技术，提升用户侧需求响应的自动化和智能化水平。