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

报告摘要

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的运行机制、新型配电网在三道防线建设中的现状，以及虚拟电厂在提升电网安全稳定方面的作用与潜力。通过多专业协同、数字赋能、源网荷储全要素管理等方式，探索虚拟电厂在电网频率防线、第二道防线及第三道防线中的应用路径。

大电网三道防线概述

三道防线定义

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，增加有功、无功备用容量，满足“N-1”要求。
- 继电保护系统快速切除故障设备，防止故障扩大，保障电网稳定运行。
第二道防线：稳控系统
- 判出系统存在稳定事故时，按预定策略防止系统失去同步、频率异常、电压崩溃等。
- 主要手段包括送端切机、新能源快速回降、直流调制、受端切负荷、主动解列等。
第三道防线：失步解列、频率及电压紧急控制装置
- 面对多重故障、连锁反应等严重扰动时，采取措施防止系统崩溃和大面积停电。
- 包括失步振荡解列、低频减载、过频切机、低压减载等。

关键信息

频率防线是当前电网安全的关键薄弱环节，传统离线、粗放、经验型管理模式已无法适应新能源大规模接入后的复杂运行环境。
随着分布式新能源的快速增长，电网频率稳定性面临严峻挑战，低频减载装置的负荷控制率下降，频率防线“守不住”的风险增加。
需要构建多专业协同的组织管理模式，实现“溯源光伏切荷留源”、“前移配置精准切路”、“精细管理协同配置”等策略。

新型配电网第三道防线建设现状

当前问题

仅判断系统频率：在新能源接入后，低频减载装置可能误切向系统反送有功的线路，导致频率进一步下降。
切负荷方案依赖离线整定：缺乏实时数据采集与动态调整能力，无法应对新能源波动带来的不确定性。
负荷控制率下降：随着“含源量”上升，低频减载装置的控制能力减弱，频率防线在部分时段处于“欠防”状态。

建设探索

构建全景智能管控平台：通过数字赋能，实现对频率防线运行状态的集中监视、智能研判和精准控制。
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，避免各类措施交叉导致防御能力下降。
- 做法4：将储能纳入频率防线建设，实现毫秒级响应，等效替代低频减载容量。

虚拟电厂与三道防线探讨

虚拟电厂的特性

负荷调度与可调负荷特性：虚拟电厂聚合分布式资源，形成对外提供电能或辅助服务的“电厂”，可实现供需动态平衡。
负荷调控系统：具备实时调控能力，可接收调度指令，参与电力市场及调峰调频等辅助服务。
APC等效调节性能：聚合后的负荷需满足调度机构的最低调节要求。

虚拟电厂在三道防线中的作用

参与第三道防线建设：虚拟电厂可提供精准、快速的负荷控制能力，以应对频率、电压等紧急情况。
解决传统低频减载“盲切”问题：虚拟电厂聚合的负荷具有可观、可测、可调的特性，可有效替代传统“盲切”方式。
实现“本地+远程”两级通信架构：本地通信层负责数据采集与控制，远程通信层保障数据传输的安全性与可靠性。

虚拟电厂参与第三道防线的可行性

精准过频切机：虚拟电厂可提供可调节负荷资源，实现对频率的精准控制。
云边端协同：通过云网协同、多层级控制，实现虚拟电厂与电网的高效互动。
源网荷储协同调控：配电网需与虚拟电厂协同规划，实现资源整合与网络拓扑优化。

虚拟电厂建设思路与角色定位

建设思路

以负荷资源聚合为主导：参与电力市场互动，提供调峰、调频等服务。
以调度控制为优先：满足省调调度需求，确保机组考核与接入条件符合要求。

政策支持

深圳市支持虚拟电厂发展：
- 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）
- 政府视角下，虚拟电厂被视为城市新兴产业板块，可形成分布式能源的整体产业生态。

未来展望

电网格局变化：传统电网向交直流混联、有源配用电网、多向能源互联网转变。
三道防线内涵扩展：从主网向配网延伸，实现输-配-用一体化协同控制。
源网荷储协同互动：通过实时平衡模式、协同控制机制，提升新能源消纳能力与电网安全运行水平。
安全与效率兼顾：需提升电网的全景感知、智能研判、精准控制能力，实现多时间尺度调控业务的弹性保障。

总结

虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成部分，其与大电网三道防线的深度融合是保障电网安全稳定运行的关键。当前，电网频率防线面临新能源接入带来的挑战，需通过多专业协同、数字赋能、源网荷储全要素管理等方式加以提升。虚拟电厂在负荷调控、紧急响应、多层级协调控制等方面展现出巨大潜力，未来应进一步明确其角色定位，推动其在电力市场与电网安全中发挥更大作用。

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