【国网浙江电力】国网浙江电力：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作用及其与电网安全稳定控制体系的融合路径。国网浙江省电力有限公司裘愉涛从大电网三道防线建设现状、新型配电网三道防线面临的挑战、虚拟电厂调控资源特性以及未来建设思路等方面进行了系统分析。

主要观点

一、大电网三道防线概述

1. 第一道防线：预防性控制和继电保护

   • 通过改变电网运行方式、增加备用容量，满足“N-1”要求
   • 快速切除故障设备，防止事故扩大，保障电网稳定运行

2. 第二道防线：稳控系统

   • 在系统发生稳定事故时，根据控制策略切除部分负荷，防止系统失去同步、频率异常、电压崩溃
   • 包括送端切机、新能源电源快速回降、直流调制、受端切负荷、主动解列等手段

3. 第三道防线：失步解列、频率及电压紧急控制装置

   • 防止系统崩溃，应对多重故障、连锁反应等极端情况
   • 频率防线面临挑战，因新能源接入导致频率稳定性下降，传统离线管理模式难以应对
   • 需要构建“源网荷储”全要素管理机制，提升频率防线的感知与控制能力

二、新型配电网第三道防线建设现状

1. 低频减载装置：

   • 当前仅判断系统频率，忽视配电线路的负荷特性，导致控制误差
   • 离线整定方式无法动态适应新能源波动，造成“含源量”上升，频率防线有效性下降

2. 杭州电网案例：

   • 分布式光伏装机年均增长80万千瓦，新能源渗透率接近35%，导致频率防线配置不足
   • 现有模式下，频率防线动作可能对民生用电造成较大影响，需兼顾安全与保供

3. 建设思路：

   • 构建省地县一体化频率防线组织管理模式
   • 建设频率防线全景智能管控平台，实现集中监视、智能研判、精准控制
   • 推动“溯源光伏切荷留源”、“前移配置精准切路”、“精细化负荷管理”、“储能纳入频率防线”等措施

三、虚拟电厂与三道防线的探讨

1. 虚拟电厂特性：

   • 虚拟电厂通过聚合分布式资源（如负荷、储能、新能源等），形成对外提供电能或辅助服务的“电厂”
   • 具备负荷调度能力，实现供需动态平衡

2. 虚拟电厂调控资源现状：

   • 当前聚合的资源中，真正可调控的仅占负荷侧资源的0.1%~3%
   • 电网企业主要聚合尖峰负荷和极端不平衡时段的可控负荷，用于电网安全兜底

3. 虚拟电厂参与三道防线建设的可行性：

   • 虚拟电厂可满足三道防线对“准确感知”和“快速响应”的需求
   • 通过实时调控（如DL/T 2473标准）实现对负荷的精确控制
   • 虚拟电厂可参与第二道防线精准切负荷、第三道防线低频减载等紧急控制手段

4. 技术要点：

   • 云边端协同实现多层级协调控制
   • 本地通信层与远程通信层相结合，支持“本地+远程”两级通信架构
   • 通过人工智能流量预测与全局优化调度算法，实现多时间尺度调控业务的弹性保障
   • 强调信息通信系统的安全可靠接入与网络性能优化

四、未来建设思路与角色定位

1. 电网视角：

   • 虚拟电厂应以负荷资源聚合为主，参与配电网层面的调峰调频等互动
   • 需与调度系统协同，满足省调调度需求

2. 政府视角：

   • 深圳市出台政策支持虚拟电厂发展，提出“支持虚拟电厂加快发展的若干措施”
   • 政策导向推动虚拟电厂成为城市新兴产业板块，形成分布式能源整体生态

3. 未来发展方向：

   • 虚拟电厂需与配电网协同融合，实现源网荷储协同互动
   • 电网需向多向能源互联网转变，形成输-配-用一体化协同控制机制
   • 通过全景状态感知与监控技术，提升新能源消纳能力，保障全网安全稳定运行

关键信息

• 三道防线：第一道为预防性控制，第二道为稳控系统，第三道为紧急控制装置，分别应对不同级别的电网事故
• 新能源影响：分布式光伏、风电等新能源接入导致频率稳定性下降，传统低频减载方式不适应新形势
• 虚拟电厂潜力：虚拟电厂具备负荷调控能力，可参与电网紧急控制，但当前聚合资源有限，需加强其在三道防线中的应用
• 数字化转型：频率防线需通过数字平台实现智能管控，提升实时感知、精准控制和动态调节能力
• 政策支持：深圳市出台政策推动虚拟电厂发展，体现政府对新兴能源管理系统的重视

总结

虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成部分，其发展与大电网三道防线建设密切相关。随着新能源占比上升，传统电网控制手段面临挑战，亟需通过虚拟电厂实现负荷侧的灵活调控，以增强电网安全稳定能力。未来需推动虚拟电厂与配电网的协同融合，加强源网荷储互动，构建多层级、多时间尺度的调控体系，并借助数字化手段提升电网的感知与响应能力。政策层面也需进一步明确虚拟电厂的角色定位，促进其成为城市能源管理的重要支撑。