【国家电网】2023上海虚拟电厂建设运营关键技术及应用报告_27页_7mb

上海虚拟电厂建设运营总结

建设背景与意义

随着夏冬季空调负荷在整体用电负荷中的占比不断增大，上海电网面临电力电量平衡、安全稳定运行和潮流控制等多重挑战。为保障能源安全和电网安全，上海虚拟电厂建设成为实现“双碳”目标的重要手段。国家及地方政策支持虚拟电厂的发展，旨在通过市场化手段提升电网灵活调节能力和运行韧性，助力新型电力系统构建。

总体建设目标

1. 资源接入：构建百万千瓦级超大城市虚拟电厂资源池，实现百万数量级智能终端安全接入。

   • 2025年目标：聚合可调节资源容量不低于120万千瓦，分布式电源容量不低于40万千瓦，安全接入终端超过101万台，具备支持200万台终端接入的能力。

2. 系统架构完善：建立完善的虚拟电厂参与调控运行体系架构和平台系统，实现资源安全接入、信息快速传输、上下互动高效、调节效果显著。

3. 技术攻关：加快资源聚合、快速通信、可信交易、协同调控等关键技术的研发。

4. 市场机制构建：推动虚拟电厂参与调峰、调频、备用等应用场景，实现调控模式从“源随荷动”向“源荷互动”转变。

虚拟电厂技术成果

• 科技项目：在研及已完成项目共计18项，其中包含国家重点项目1项、上海市科委项目2项。
• 标准制定：牵头立项虚拟电厂国家标准1项、行业标准1项，正在策划国际标准。
• 科技奖励：获得省部级科技奖5项、国网公司科技奖1项、上海公司科技奖5项。
• 知识产权：授权发明专利8项、实用新型专利1项，受理发明专利40项。
• 学术成果：发表论文38篇，其中核心论文13篇。

上海虚拟电厂实践

自2019年起，上海围绕“四个平台”+“两点支撑”+“多方应用”开展虚拟电厂建设。

四个平台

• 电力交易平台：接纳虚拟电厂运营商为独立主体参与市场注册与交易。
• 运营管理与监控平台：统一管理虚拟电厂接入电网。
• 调度控制平台：根据电网运行情况提出市场需求。
• 电厂侧平台：对虚拟电厂内部资源进行优化聚合。

两点支撑

• 构建通信网络，满足能源流、业务流、数据流双向流通。
• 开展源网荷互动智能设备终端研发应用，满足信息采集、远程控制、计量结算等需求。

多方应用

• 打造“技术型”与“商业型”相结合的运营服务模式。
• 构建技术标准与服务标准体系，面向多市场主体提供接入、优化、控制、交易等服务。

资源扩展

• 已完成20家聚合商接入，申报可调容量44.78万千瓦。
• 主要资源类型包括楼宇空调、充换电站、非连续性生产、三联供、铁塔储能、数据中心等。

调度控制

• 完善源网荷储调控系统，实现调度系统与营销、交易系统间业务贯通。
• 部署5G专用网关，推动虚拟电厂直接接入调度并开展联调测试。
• 制定调频演练方案，接入资源包括储能电站、分布式三联供、换电站等。

商业模式

• 与市政府主管部门讨论资金疏导方式，初步明确相关机制。
• 正在编制《上海虚拟电厂准入与退出管理办法》和《上海虚拟电厂参与电力调节市场交易方案》。
• 准入标准：市场初期调节容量不低于5MW，且不低于最大用电负荷的10%。
• 运营机构：包括上海市电力负荷管理中心、上海电力交易中心、上海电力调控中心等。

待解决问题

1. 市场交易机制：需制定交易规则，优化价格设置，完善交易平台。
2. 资源接入：需扩展资源类型，优化数据采集和通信能力，提升安全防护水平，升级运行管理与监控平台。
3. 调控互动：需优化源网荷储协同调控系统，提升资源控制能力，优化平台间通信，加强调度主站层安全防护。
4. 多层级协同调控：需研究多层级协同调控模式及技术架构，适应不同规模聚合商的建设需求。
5. 低成本接入装置：需研发低成本、高可靠、安全接入与交互技术，满足不同时间尺度的控制要求。
6. 负荷侧资源评估：需研发负荷侧资源实时在线评估功能，提升资源聚合响应特性分析能力。
7. 优化协调控制：需融合人工智能技术，构建多层级多自治主体的一致性协调控制体系，提升资源控制能力。