2024虚拟电厂与大电网三道防线的关系探讨报告-国网浙江电力_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

核心内容概述

本次论坛围绕“虚拟电厂与大电网三道防线的关系探讨”展开，重点分析了当前大电网三道防线在新型电力系统中的应用现状及面临的挑战，并探讨了虚拟电厂在提升电网安全稳定运行能力中的作用与发展方向。

大电网三道防线概述

第一道防线：预防性控制和继电保护

• 功能：通过改变电网运行方式、增加备用容量等方式，满足“N-1”要求，防止故障扩大。
• 措施：
  • 合理安排电网运行方式，避开不稳定的拓扑结构。
  • 安排足够的有功、无功备用容量，维持系统频率和关键节点电压在允许范围内。
  • 继电保护装置应具备选择性、快速性，有效切除故障元件，隔离故障区域。

第二道防线：稳控系统

• 功能：在系统出现稳定事故时，按预定策略防止系统失去同步、频率异常、电压崩溃等问题。
• 主要措施：
  • 送端电网切机、新能源电源快速回降
  • 直流调制、受端切负荷、主动解列
• 目标：在保证电网稳定性的前提下，使负荷损失最小。

第三道防线：失步解列、频率及电压紧急控制装置

• 功能：在系统发生严重故障时，防止系统崩溃和大面积停电。
• 主要措施：
  • 失步解列（1-2个振荡周期内解列电网）
  • 低频减载、过频切机、低压减载
• 问题：新能源大规模接入削弱了传统频率防线的控制能力，导致频率控制率下降，系统风险增加。

新型配电网第三道防线建设现状

当前问题

• 低频减载装置仅判断系统频率，对反送有功的线路也进行切除，可能加剧频率下降。
• 配置依赖离线整定，缺乏实时数据采集与在线监测能力，难以适应源荷波动。
• 负荷特性不明确，导致功率缺额估算与实际值偏差大。
• 用户资源管理仍以传统方式为主，缺乏多专业协同机制，难以应对新型配电网需求。

解决思路

• 构建频率防线多专业协同组织管理模式：实现“源、网、荷、储”全要素管理，从省地县一体化、工作机制优化入手。
• 频率防线全景智能管控平台：通过数字赋能，实现集中监视、智能研判和精准控制。
• 精细化负荷管理：避免各类负荷侧措施交叉，降低低频减载防御能力下降风险。
• 储能资源纳入频率防线建设：利用储能的毫秒级响应能力，等效替代低频减载容量，提升电网安全。

虚拟电厂与三道防线探讨

虚拟电厂的特性与功能

• 负荷调度与可调负荷：虚拟电厂通过聚合分布式资源，形成对外提供电能或辅助服务的“电厂”，实现供需动态平衡。
• 调控资源现状：目前虚拟电厂聚合的可调资源仅占负荷侧资源的0.1%~3%，主要用于极端不平衡时段的“兜底”调控。

虚拟电厂参与三道防线建设的可行性

• 精准过频切机：需具备准确感知虚拟电厂负荷资源池状态、快速响应电网异常的能力。
• 三道防线模型：虚拟电厂可作为三道防线中的关键调控资源，实现与电网保护控制系统的协同。
• 技术要点：
  • 时延控制：通过人工智能流量预测和调度算法，实现多时间尺度调控业务的按需弹性保障。
  • 安全可靠接入：需满足高安全性与高可靠性的通信接入要求。
  • 性能与效率兼顾：在终端接入设备多、服务对象广的情况下，需统筹通信网络性能与利用率。

未来建设思路

• 角色定位：虚拟电厂在电网中可作为资源聚合平台或调度控制平台，需明确其定位。
• 协同融合：虚拟电厂与主动配电网协同发展，配电网需从资源评估、网络拓扑优化、控制策略设计、源网荷储协同调控等方面支持虚拟电厂。
• 通信架构：
  • 本地通信层：接入用户侧资源、终端设备和集控设备，上传至远程传输设备。
  • 远程通信层：实现与管理平台的信息交互，支持多种通信方式，具备独立双路上行通道。
• 云边端协同：实现多层级协调控制，提升虚拟电厂在电网中的响应能力与调控精度。

政策支持与政府视角

深圳市支持虚拟电厂发展的若干措施

• 发布机构：深圳市发展和改革委员会
• 文号：深发改规〔2024〕4号
• 发布日期：2024年6月13日
• 政策内容：
  • 构建开放的虚拟电厂生态，推动城市分布式能源整体发展。
  • 通过政策引导，形成产业推动力，促进虚拟电厂与电网协同互动。
  • 支持虚拟电厂参与电力市场、调峰调频等辅助服务，提升其在电网中的作用。

总结与展望

• 新型电力系统挑战：传统三道防线在新能源大规模接入后面临适应性问题，需进一步提升理念与技术。
• 电网格局变化：从单向输电向多向能源互联网转变，源网荷储协同互动成为趋势。
• 未来发展方向：
  • 挖掘各类电源和负荷的调控能力，提升新能源消纳能力。
  • 实现输-配-用电网一体化协同控制，保障全网安全稳定与经济运行。
  • 虚拟电厂应成为三道防线的重要组成部分，特别是在第三道防线中，具备精准、有序协调控制能力。