2024-08-06-国家电网-2024虚拟电厂与大电网三道防线的关系探讨报告_31页_11mb

第二届全国电力市场下虚拟电厂应用发展论坛总结

核心内容

本次论坛围绕虚拟电厂与大电网三道防线的关系展开，重点探讨了虚拟电厂在新型电力系统中的角色定位及其对电网安全稳定运行的支撑作用。国网浙江省电力有限公司裘愉涛在演讲中分析了大电网三道防线的建设现状及面临的挑战，并提出通过虚拟电厂实现负荷侧资源的灵活调控，提升电网安全运行能力。

大电网三道防线概述

大电网三道防线是保障电力系统安全稳定运行的重要机制，分别对应不同级别的安全稳定标准：

• 第一道防线：预防性控制和继电保护，旨在防止故障扩大，确保电网稳定运行。
• 第二道防线：稳控系统，通过预设策略控制负荷，减少系统失稳风险。
• 第三道防线：失步解列、频率及电压紧急控制装置，用于应对极端情况，防止系统崩溃和大面积停电。

新型配电网第三道防线建设现状

随着分布式新能源的快速增长，配电网频率防线面临严峻挑战：

• 问题1：现行低频减载方案仅基于系统频率判断，忽视了负荷特性，可能导致切负荷量误判。
• 问题2：切负荷量依赖离线整定，缺乏实时监测和动态调整能力。
• 问题3：配电网中“含源量”上升，传统频率防线配置难以满足需求，存在“欠防”风险。
• 问题4：民生用电保障难度加大，现有配置难以兼顾电网安全与民生负荷。

建设探索

为应对上述问题，国网浙江提出了以下建设思路：

• 多专业协同组织管理模式：实现省地县一体化，从“源、网、荷、储”等要素管控到目标管控。
• 全景智能管控平台：通过数字赋能，集中监视、智能研判和精准控制电网频率防线运行状态。
• 源网荷储全要素管理：
  • 做法1：溯源分布式新能源，实现“切荷留源”。
  • 做法2：前移配网低频配置，实现“精准切路”。
  • 做法3：精细化负荷管理，避免负荷侧措施交叉影响频率防线。
  • 做法4：储能纳入频率防线建设，实现“一能多用”。
• 负荷调控系统：具备实时调控能力，满足异常时紧急响应、功能不足时有序用电、调节电网峰谷差的需求。

虚拟电厂与三道防线探讨

虚拟电厂的负荷调度特性

虚拟电厂通过聚合分布式资源（如负荷、储能、可调电源等），形成对外提供电能量或辅助服务的“电厂”，具备以下特点：

• 可实现电源侧的多能互补和负荷侧的灵活互动。
• 负荷资源具备可观、可测、可调的特性，为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。

虚拟电厂参与第三道防线建设的可行性

当前虚拟电厂对负荷资源的调度仅停留在日前优化调度层面，难以满足电网在异常状态下的实时、精准、快速响应需求。为此，虚拟电厂需具备以下能力：

• 准确感知：实时掌握负荷资源池的状态和容量。
• 快速响应：具备紧急控制手段，响应电网异常状态。
• 多时间尺度调控：支持日前、小时级、分钟级到秒级的控制调节。

虚拟电厂参与第三道防线的模型与技术

• 台区虚拟聚合减载终端：接收低频减载指令，进行负荷、电源、储能等控制，实现站域自治与区域协同。
• 信息通信建设：构建“本地+远程”两级通信架构，支持海量、多类型终端接入。
• 云边端协同：实现多层级协调控制，提升系统运行效率与安全性。
• 时延控制：通过人工智能流量预测和全局优化调度算法，实现多时间尺度调控业务的按需弹性保障。
• 安全可靠接入：需兼顾安全性与可靠性，应对网络边界外延与数据融合共享的挑战。
• 性能与效率兼顾：优化通信网络性能与利用率，满足多种业务需求。

主动配电网与虚拟电厂的协同融合

配电网是虚拟电厂的网络基础，两者需实现高效融合与互动：

• 资源评估与整合：对区域内可再生能源、分布式发电、储能设施和需求侧资源进行全面评估。
• 网络拓扑优化：设计合理的网络结构，确保虚拟电厂单元高效接入电网。
• 控制策略设计：适应电网运行状态变化，实现资源最优分配。
• 源网荷储协同调控：配电网规划需与虚拟电厂协同，实现电力电量平衡与新能源高效消纳。

政府视角下的虚拟电厂建设

以深圳市为例，政府从政策和产业生态角度推动虚拟电厂发展：

• 政策支持：深圳市发布《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》（深发改规[2024]4号），明确支持虚拟电厂建设。
• 角色定位：虚拟电厂被视为城市新兴产业板块，可形成城市分布式能源的整体产业生态。
• 产业推动力：不同视角下，虚拟电厂的建设方向和推动力不同，需综合考虑电网与政府的双重需求。

总结与展望

• 电网格局变化：新型电力系统对传统电网运行方式提出挑战，需提升安全防御理念与控制技术。
• 三道防线内涵扩展：需将三道防线延伸至配电网，实现输-配-用一体化协同控制。
• 源网荷储协同互动：推动实时平衡模式与协同控制模式，实现新能源高效消纳与全网安全稳定运行。
• 未来建设方向：虚拟电厂需在负荷资源聚合与调度控制之间找到平衡，提升对电网安全的支撑能力。