2024-10-15-国家电网-虚拟电厂的研究_设计_建设与运营_28页_5mb

虚拟电厂的研究、设计、建设与运营总结

核心内容

虚拟电厂（VPP）是一种通过数字化技术实现对分布式能源资源（如分布式电源、储能、可控负荷等）进行聚合、优化和控制的新型电力系统运行模式。它依托互联网和现代信息通信技术，在传统电网物理架构基础上，实现多能互补、负荷灵活互动，为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务，推动能源转型、市场机制创新和商业模式变革。

主要观点

1. 虚拟电厂的意义与作用

• 市场机制创新：虚拟电厂通过市场化运营，解决电力系统调峰、调频等实际问题，提升电力系统的灵活性和稳定性。
• 能源转型：支持清洁、低碳的能源发展方向，提高新能源消纳能力，减少对传统火电的依赖。
• 技术驱动：利用“大云物移智链”等数字技术，结合5G、边缘计算、云计算、人工智能等技术，构建智能管控平台。
• 多方协同共赢：促进电力系统、电网公司、发电企业、电力用户及新兴市场主体之间的协同互动，实现资源优化配置和价值共创。

2. 虚拟电厂的功能与特点

• 聚合优化“网源荷”资源，实现多能互补和负荷灵活互动。
• 提供调峰、调频、备用等辅助服务，提升电网安全稳定运行水平。
• 支持用户侧储能、分布式光伏、充电汽车等新型资源参与电力市场。
• 实现资源状态感知、柔性控制和实时响应。

关键信息

1. 虚拟电厂的运营模式

• 三级调控架构：包括电网调度系统、虚拟电厂业务运营商、聚合资源。
• 市场化运营机制：冀北虚拟电厂是全国首个经国家能源局批复以市场化方式运营的示范工程，参与华北调峰辅助服务市场。
• 两级结算方式：华北调控中心与虚拟电厂业务运营商结算，业务运营商与聚合资源结算。
• 运营成效：
  • 总收益：160.40万元
  • 累计调节里程：7853.30 MWh
  • 月均调节里程：1570.66 MWh
  • 日最大收益：87,092.95元
  • 日最大调节里程：16.28 MWh
  • 日均最高出清价格：492.50元/MW

2. 虚拟电厂的架构设计

• 一个平台：冀北虚拟电厂智能管控平台，集成能源运行管理、交易和服务功能。
• 两张网络：
  • 多能流网络：以冀北智能配电网为核心。
  • 电力物联网络：以“云管边端”架构为核心，实现资源与系统的实时交互。
• 智能终端与边缘网关：
  • 智能终端用于用户侧资源的无缝连接，采用工业高速CPU、智能传感器等技术。
  • 边缘网关实现即插即用，支持多场景业务和多网络模式自适应接入。

3. 技术研究与创新

• 数字技术：包括边缘计算、云计算、大数据、AI等，支撑虚拟电厂的智能管控。
• 网络技术：采用4G、5G等移动通信技术，实现大并发量、低时延的海量数据双向安全传输。
• 能源技术：源网荷储协同互动、多能转化、智能电网优化控制等技术研究深化。
• 国际标准推进：IEC已批准虚拟电厂相关国际标准立项，包括《虚拟电厂：用例》《虚拟电厂：架构与功能要求》等。

运营实践

1. 冀北虚拟电厂示范工程

• 采用“能源+数字+工业物联网+消费互联网”技术打造智能管控平台。
• 实现对蓄热式电锅炉、用户侧储能、分布式光伏等资源的聚合与优化。
• 建立24小时运营保障值班制度，确保系统可靠运行。
• 用户-平台互动频繁，平台访问量与APP访问量均保持较高水平。

2. 市场机制与交易流程

• 采用《第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场规则》进行市场运营。
• 通过虚拟电厂业务运营商统筹聚合资源申报，向华北调控中心申报运行交易计划。
• 华北调控中心下发调度指令，虚拟电厂分解指令并上传响应数据。
• 实现资源的市场化交易与结算。

展望

• 标准体系建设：国际电工委员会（IEC）和电气和电子工程师协会（IEEE）正在推动虚拟电厂标准体系的建设。
• 开放创新：国内外团队共同参与虚拟电厂研发，包括清华大学、华北电力大学、华为、ABB、普若康能源咨询公司、法国国家电力集团等。
• 未来发展方向：虚拟电厂将作为能源互联网的重要组成部分，推动电力系统向更加智能化、数字化、绿色化方向发展。

国际合作与标准制定

• IEC工作组：IEC TC8/SC8B/WG4负责制定虚拟电厂相关国际标准。
• 召集人：王宣元、苏剑。
• 成员：来自中国、澳大利亚、德国、加拿大、日本、美国、法国、英国、泰国、加州等国家和地区的专家共同参与标准制定。

三级架构与系统功能

• 电网调度系统：负责信息上报和指令下发。
• 虚拟电厂业务运营商：管理用户资源、市场交易、运营效果评估。
• 聚合资源：包括分布式电源、储能、负荷等，通过智能终端和边缘网关接入平台。

虚拟电厂对各方的影响

服务绿色冬奥

冀北虚拟电厂作为全国首创的市场化运营模式，已成功应用于服务绿色冬奥会，为实现低碳、清洁的能源供应提供了有力支撑。

总结

冀北虚拟电厂示范工程通过技术创新和机制改革，实现了对分布式能源资源的高效聚合与优化控制，推动了电力系统的灵活调节和新能源消纳。其三级调控架构、智能管控平台和市场化运营机制为未来虚拟电厂的发展提供了重要参考，同时通过国际合作和标准制定，推动了全球范围内虚拟电厂技术的规范化与推广。