虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)和運營模式探討-紀陵

1133過載?過電壓?潮流反送新特征屋新特征a新新變化新挑戰(zhàn)虛擬電廠的發(fā)展是建設(shè)新型電力系統(tǒng)的必然要求國電南京息助化股有限公國電南京息助化股有限公部門或電力調(diào)度機構(gòu)發(fā)出邀約信號(需求響應(yīng)),通過專項資金、特定合同、激勵政策引導(dǎo)虛擬電廠組織資源參與。擬電廠聚合了”源、儲、荷”多類型可調(diào)資源，隨著市場化機制的成熟和智能調(diào)控技術(shù)的成熟，虛擬電廠可以參與電力現(xiàn)貨輔助服務(wù)等市場，并實現(xiàn)自主調(diào)控和與電網(wǎng)的友好互動。虛擬電廠發(fā)展階段演進路線虛擬電廠發(fā)展階段演進路線在極端情況下100%被移到綠燈5000MW●歐盟FENIX●歐盟NEXTKra德國二次調(diào)煩市場10%的份額少1%-3%電力行業(yè)單位發(fā)電能力超10GW,其中超過60%來自太陽能發(fā)電，占據(jù)了思■面對新型電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，需要喚醒電網(wǎng)調(diào)度看不到、控不了的用戶側(cè)海量靈活異質(zhì)資源，建設(shè)和實現(xiàn)從離散動作的需求響應(yīng)，到連續(xù)閉環(huán)運營、可調(diào)控、可交易的新型虛擬電廠，用更經(jīng)濟的方案，解決能源轉(zhuǎn)型中1十十23充電站平臺技術(shù)平臺技術(shù)整體技術(shù)架構(gòu)虛擬電廠邊緣智能節(jié)點整體技術(shù)架構(gòu)虛擬電廠邊緣智能節(jié)點十十應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù)■整體架構(gòu)：“云-邊-端”協(xié)同、彈性、可擴展聚合和優(yōu)化調(diào)度，又保障了本地控制閉環(huán)、快速響應(yīng)和安全可靠。云端不僅可以下發(fā)控制指令到邊緣側(cè)，還可以直接下發(fā)調(diào)控模型，使得邊緣側(cè)自主靈活性大大提升；同時，多個邊緣側(cè)調(diào)控結(jié)果實時反饋統(tǒng)一匯聚到云端決策中心，根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)不斷迭代優(yōu)化算法模型，實現(xiàn)自學(xué)習和自優(yōu)化。地區(qū)1(調(diào)度+市場地區(qū)1(調(diào)度+市場地區(qū)2(調(diào)度+市場地區(qū)n(調(diào)度+市場資源動態(tài)聚合(機組級運行監(jiān)控+運營管理側(cè)儲能區(qū)域n自主調(diào)度型能電電動電動區(qū)域2域1動電在云端，構(gòu)建三個網(wǎng)絡(luò)域，一是面向調(diào)控和營銷業(yè)務(wù)，打通電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)、用采網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)負荷終端靈活調(diào)控；二是面向虛擬電廠運營管控與現(xiàn)貨交易業(yè)務(wù)，實現(xiàn)能源實時計算與交易；三是面向第三方運營運維系統(tǒng)/移動互聯(lián)網(wǎng)管理服務(wù)類業(yè)務(wù)，為能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供支撐。>在管端，利用運營商骨干網(wǎng)、5G核心網(wǎng)打通云邊協(xié)同鏈路，根據(jù)行業(yè)特點與業(yè)務(wù)類型，構(gòu)建多個2B網(wǎng)和控制類MEC網(wǎng)，實現(xiàn)最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)通道劃分和網(wǎng)絡(luò)擁塞動態(tài)控制；>在邊端，將部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)施下沉設(shè)置在園區(qū)內(nèi)部或周邊，形成一張僅服務(wù)具體企業(yè)、規(guī)模較小的專網(wǎng)，并與園區(qū)公網(wǎng)相連，支撐企業(yè)建立起自己的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，滿足園區(qū)企業(yè)數(shù)據(jù)要素存儲和流通等業(yè)務(wù)需要。>海量資源互聯(lián)、接入和管理，實現(xiàn)資源信息自描述、自發(fā)現(xiàn)、自注s網(wǎng)關(guān)Y發(fā)射匯聚自主設(shè)計低時延(轉(zhuǎn)發(fā)時延20微秒)■虛擬電廠分時分類聚合：根據(jù)資源響應(yīng)準備時間、調(diào)節(jié)響應(yīng)時間等特性，設(shè)計了7級響應(yīng)時間尺度，根據(jù)不同時間尺度，對應(yīng)響應(yīng)多樣的電網(wǎng)調(diào)度和交易品種需求，例如，儲能和可中斷負荷為秒級響應(yīng)，對應(yīng)電網(wǎng)緊急或故障調(diào)節(jié)需求，電動汽車和樓宇空調(diào)為分鐘級響應(yīng)，對應(yīng)電網(wǎng)實時功率調(diào)節(jié)，工業(yè)用戶生產(chǎn)負荷為小時級或者天級，對應(yīng)日前調(diào)度和區(qū)域平衡調(diào)節(jié)，以此提升響應(yīng)各類調(diào)控需求的可靠性。魚電幽自助化有限公司電幽自助化有限公司■虛擬電廠資源可調(diào)能力感知和預(yù)測：基于模型-數(shù)據(jù)聯(lián)合驅(qū)動、聚類估算和多模型動態(tài)組合的方式，一方面進行基于標簽特性的聚類劃分，找到相似運行曲線；另一方面，基于多模態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)組合分析，實現(xiàn)了分布式資源可調(diào)潛力的感知和預(yù)測，比如對充換電站的可調(diào)能力預(yù)測，需要綜合人流、電動車熱力圖、充換電站歷史負荷數(shù)據(jù)、工作日和節(jié)假日時段等多維數(shù)據(jù)分析。照屬密生密概到系罪世照屬密生密概到系罪世訓(xùn)練樣本隨機森林支持向量積訓(xùn)練輸出■虛擬電廠動態(tài)建模和模型拼接：首先構(gòu)建虛擬電廠動態(tài)聚合等值模型，根據(jù)多元異質(zhì)資源聚合集群的運行特性、調(diào)節(jié)能力、響應(yīng)時間及影響范圍，實現(xiàn)虛擬機組外特性參數(shù)動態(tài)辨識和虛擬機組資源聚合集群外特性參數(shù)的建模；基于“站-線-變-戶”節(jié)點關(guān)系進行資源動態(tài)聚合，根據(jù)分布式資源所在的動態(tài)拓撲節(jié)點，從10kV臺區(qū)開始逐級向上聚合，并根據(jù)虛擬機組功率變化對各個電壓等級節(jié)點影響的靈敏度大小，確定和大電網(wǎng)模型拼接的顆粒度，解決電網(wǎng)調(diào)度對虛擬電廠盲目調(diào)節(jié)的問題。Gw虛擬機組外特性參數(shù)最大上調(diào)能力最大下調(diào)能力響應(yīng)持續(xù)時間響應(yīng)時延N■虛擬電廠等值模型描述：在分布式資源靈活高效聚合和支撐電網(wǎng)調(diào)控響應(yīng)方面，考慮虛擬電廠聚合大量分散資源后，如何正確描述其整體外特性，并納入到電網(wǎng)調(diào)度運行控制。基于資源接入的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息和資源個性化模型進行分析，同時考慮資源響應(yīng)時間尺度的差異性及資源與交易品種的契合度來進行聚合，動態(tài)構(gòu)建虛擬電廠凈功率等值模型。日前響應(yīng)日內(nèi)響應(yīng)調(diào)度專網(wǎng)/廣域網(wǎng)虛擬機組/臺區(qū)間準實時，有功/無功局部協(xié)同時間尺度分虛時間尺度分虛區(qū)8臺(機)參與配電同優(yōu)化臺(機)參與配電同優(yōu)化柔性負荷儲能資源分布式發(fā)電響應(yīng)調(diào)節(jié)資源與交易品種契合度日前經(jīng)濟最優(yōu)日內(nèi)經(jīng)濟修正成本均衡利潤分攤成本核算懲罰評估線路規(guī)劃日批露數(shù)據(jù)概率化場景生成雙層隨機規(guī)劃持倉量情況場景生成出清價格歸一化值預(yù)測結(jié)果市場供需情況場景消減累計收益情況歷史出清情況投標競價場景集Em,)*E(m,)=E(m,*m,)V數(shù)據(jù)保密數(shù)據(jù)完整數(shù)據(jù)完整自動編排內(nèi)存VO日前省內(nèi)備用(實時/日內(nèi)/日前)調(diào)頻(實時)日前省內(nèi)山西：日前交易以報量報價方式參與省內(nèi)0■虛擬電廠參與交易品種——需求響應(yīng)需求響應(yīng)由當?shù)厝嗣裾l(fā)改運行部門經(jīng)審批后發(fā)布實施，具有非周期性、非連續(xù)性、審慎性。實施前完成需求響應(yīng)資源組織、項目建設(shè)管理等，按照邀約結(jié)果制定計劃并實施，最后根據(jù)響應(yīng)結(jié)果發(fā)放激勵。激勵發(fā)放電力(量)■虛擬電廠參與交易品種——輔助服務(wù)輔助服務(wù)市場由調(diào)度中心組織，通常對需求側(cè)資源(虛擬電廠、儲能等)設(shè)獨立交易品種，包括調(diào)峰和調(diào)頻，部分地區(qū)將調(diào)峰進一步細分為調(diào)峰(增負荷)和頂峰(減負荷)輔助服務(wù)。市場決策與量(曲線)價申報結(jié)算盈利分成與效n“第00滿足多元化用能需求開拓售電服務(wù)市場促進清潔能源消納構(gòu)建合作共贏生態(tài)高?？蒲性核A(chǔ)成本人才成本營銷成本科研成本電能量交易能源管理服務(wù)輔助服務(wù)收益依據(jù)不同客戶的能源服務(wù)需求，針對性匹配服務(wù)資源合作伙伴園區(qū)需求響應(yīng)收益渠道通路可再生能能源合同可再生能能源合同緊急控制輔助服務(wù)用戶互濟需量電費主要內(nèi)容對于愿意參加虛擬電廠調(diào)控的各類用戶，根據(jù)實際響應(yīng)持續(xù)時間，響應(yīng)速度和容通過充分調(diào)用用戶側(cè)靈活性資源，提升電網(wǎng)的可再生能源消納能力，并通過能源合同交易，合理補償參與響應(yīng)的用戶.整合分散的各類分布式能源，在電網(wǎng)低谷時刻提高柔性負荷需求，尖峰時刻降低負荷需通過虛擬電廠進行調(diào)峰填谷可以減少用電高峰時期從電網(wǎng)吸收的功率，從而減少當電力系統(tǒng)在大的擾動或故障下，為了維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行電廠快速及時的管理負荷，以此來實現(xiàn)受擾動的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并對提供服務(wù)的用戶虛擬電廠下屬部分裝有分布式發(fā)電設(shè)備的用戶，在分布式發(fā)電不能完全消納或用電缺額時，可通過虛擬電廠管控平