虚拟电厂平台建设方案

1虚拟电厂平台建设方案五国综集团虚拟电厂发展情况虚拟电厂业务现状与发展趋势国综集团虚拟电厂建设背景和目标一

虚拟电厂简介虚拟电厂典型案例国综集团虚拟电厂可提供的增值服务目录ONTENTS】2电力交易中心虚拟电厂=发电系统+储能设备+可控负荷虚拟电厂概念自1997年提出以来，受到了欧洲、北美和澳洲多国广泛

关注。近年来，随着信息通信技术

(ICT)

、

分布式协调控制技术和智

能计量技术的提高，分布式电源、储能、电动汽车的快速发展，虚拟电

厂正在进发出新的生命与活力。3能量流信息流电网重明D

作三微网虚拟电厂

控制中心光伏发电储能电采暖虚拟电厂简介一概念虚拟电厂智能园区风力发电电动汽车物联网技术

大数据技术虚拟电厂简介—关键技术调度优化技术边缘计算技术云计算技术区块链技术4按照控制方式分类>

集中-分散控制虚拟电厂：√控制中心把一部分运行控制功能分配到本地控制

√控制中心负责能量优化调度，满足用户需求和市场规划改善了集控控制模式中通信量大和扩展性差的

问题虚拟电厂控制中心发电单元用电单元发电单元发电单元数据交换与处理中心<-智能

代理智能代理发电单元发电单元用电单元发电单元>

集中控制虚拟电厂：√控制中心掌握完整信息√控制中心具有完全控制权控制中心控制能力强，但通信量大，

兼容性和扩展性差发电单元>

完全分散控制虚拟电厂：√控制中心简化为数据交换和处理中心√子系统通过智能代理的协同，实现控制中心的功能扩展性和开放性好，但要求智能代理和子系统具备日常运行管理等功能用电单元

用电单元用电单元

发电单元虚拟电厂业务现状与发展趋势发电单元虚拟电厂控

制

中

心本地虚拟电厂本地虚拟电厂本地虚拟电厂发电单元用电单元发电单元集中-分散控制结构完全分散控制结构集中控制结构发电单元智能

代理用电单元5虚拟电厂业务现状与发展趋势按照承载业务分类可调负荷可调负荷

电网侧储能

电网侧储能需求响应

资源型

虚拟电厂供应侧

资源型

虚拟电厂混合资源型虚拟电厂自用型分布式电源自用型分布式电源公用型分布式电源公用型分布式电源发电侧

储能发电侧储能用户侧储能用户侧

储能6调峰/调频电源侧/负荷侧智能运维/能效评估未来发展电力辅助服务电能量交易

辅助服务用户

能效服务虚拟电厂业务现状与发展趋势电力辅助服务需求响

应型混合资

产型虚拟电厂现状调峰7市场潜力在市场上潜力方面，随着综合能源业务蓬勃发展，分布式资

源规模逐渐庞大。以华北区域为例，其中可调负荷资源约

5000万千瓦；用户侧储能资源约100万千瓦；电动汽车约600

万辆；分布式电源装机规模超6000万千瓦。发展趋势随着辅助市场及现货市场的逐步开放，虚拟电厂会逐步向着

分散控制混合型虚拟电厂发展，资源接入种类与交易品种会逐渐增多，运营方式也将向规模化、多样化、智能化转变。2025聚合规模：10GW累计促进新能源消纳：

72亿KWh累计减少二氧化碳排放：

720万吨2023聚合规模：4GW累计促进新能源消纳：

21亿KWh累计减少二氧化碳排放：

21万吨2022聚合规模：2GW累计促进新能源消纳：9亿KWh累计减少二氧化碳排放：

90万吨2024聚合规模：7GW累计促进新能源消纳：

42亿KWh累计减少二氧化碳排放：420万吨虚拟电厂业务现状与发展趋势B8典型案例一：江苏省电力需求响应平台2015年，江苏省以工业企业参与需求响应开始，逐步引入楼宇负荷、居民负荷、储能、充电桩负荷等，不断汇聚各类可中断负荷，已累计汇聚3309幢楼宇空调负荷，最大可控超过30万kw,

江苏地区累计实施响应18次，累计响应

负荷量达到2389万kw。典型案例二：上海市虚拟电厂2014年，上海市试点建设虚拟电厂运营管理与监控平台。平台注册负荷集成商15家，接入用户1961户，可调节负荷总量120万kW。

聚合资源主要包括工业、商业、居民、电动汽车等，平台运营期间，上海市多次启动需求响应，累计削峰上百万kW。典型案例三：冀北泛电平台虚拟电厂冀北泛电平台虚拟电厂目前已经实现了实时接入并协调控制蓄热式电采暖、可调节工商业、智能楼宇、分布式光伏等11类19家泛在可调资源，容量约为16万kW,

主要涵盖张家口、秦皇岛、廊坊三个地市。典型案例四：德国Next

Kraftwerke虚拟电厂NextKraftwerke是德国一家大型的虚拟电厂运营商，创立于2009年，是欧洲电力交易市场(EPEX)认证的能源

交易商，在欧洲交易所可以参与能源现货市场交易。截至2021年，NextKraftwerke已有近万个聚合单元，8000余MW联网装机容量，超过6亿欧元营业额，15TWh能源交易量，其发电能力相当于四座核电站。虚拟电厂典型案例9目前华北地区的分布式新能源(包括：分布式光伏电站、分散式风电站、生物质发电站等)装机容量屡创

新高，分布式电源在能源供应中占比逐年扩大。分布式电源现有应用模式主要有自发自用、自发自用余额

上网、全额上网三种模式。京津唐地域存在大量电动汽车、分布式储能以及楼宇空调、电采暖、工业园区等负荷侧泛在调节资源。根

据统计，2018年底电动汽车约40万辆，其中北京约23万辆。储能资源超过20万千瓦，空调保有量约8000万台，

电采暖用户达163万户。2019-2020年供热期华北电网供热机组装机18289万千瓦，占火电装机比例为73%,增加约2个百分点；京津唐电网供热机组装机5137万千瓦，占火电装机比例为77%,增加约2个百分点供热机组比例的增加降低了

机组调峰能力，压缩了新能源消纳空间。2019年11月11日，华北能监局发布《第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场试点方案(征求意

见稿)》,方案中提出了虚拟电厂可以参与到电力调峰辅助服务市场。分布式能源发展潜力巨大，电力辅助服务政策利好

10虚拟电厂建设背景和目标—电网稳定运行需要京津塘地区

C分布式能漏规模总政策背景与需求空间分布式能源

发展现状华北分布式电源

发展华北局政策

电力辅助服务华北电网

供热情况00000020远景目标：◆建成具有中国特色国际领先的能源互联网企业>宗旨和使命：◆”人民电业为人民”宗旨和“为美好生活充电、为美丽中国赋能”>发展定位：◆积极服务“碳达峰、碳中和”目标和新型电力系统建设，紧扣国家电网公司“一体四翼”发展布局，聚焦主责主业，扛牢“四个责任”,集团化运

作、规范化经营，同心同德、同向同行，加快创建一流综合能源服务产业集团。◆目前集团在建、在运风光发电项目合计逾2GW,

储能项目逾5GWh,

综合能源项目覆盖全国。虚拟电厂建设背景和目标—集团生产运行及业务发展需要合理的综合能源解决方案专业的能耗监测系统灵活的商业合作模式完善的支持服务及培训科学的工程实施和管理深入的节能

潜力分析麟

882项目

施工技术

方案数据监测专家

咨询酸12建设目标·探索新型电力系统建设、服务电网稳定运行；·提升项目生产运行水平，为综合能源项目投资出谋划策；·发挥国企担当，依法合规、公平公正助力用户节能增效。虚拟电厂建设背景和目标13集团虚拟电厂作为集团生产运行管理重要技术手段，积极跟踪各地电力市场政策，支撑在运项目参加属地辅助服务和电力市场，根据环境及能源市场波动情况，精细化项目日常生产运行计划，确保集团在运项目生产质效。考虑行业特性和环保要求，在安全生产基础上，循环评估包含生产能效指标、运行水平指标、

可靠性指标等项目生产运行主要指标，提出在运

项目改进方案，探索提高在运项目生产质效，同时为综合能源服务项目投资决策提供一定建议。虚拟电厂发展情况——运营效果生产

运行环保安

全经济14集团虚拟电厂于2019年11月启动建设，2020年11月投运，目前聚合60万kW

内外部可调资源参与华北等地辅助服务市场，按照《集团虚

拟电厂运营工作方案》等多项生产运行管理规程，

开展7*24小时值班运营，有效保障了运营效果。

其中市场收入约3.2万元/天，促进新能源消纳约29.7万千瓦时/天，减少二氧化碳排放约297吨/

天。同时服务主业，积极引导用户科学有序用电，

在用电大负荷日最大削减用电负荷3.6万kW,保障民生需求同时确保了电力供需平衡。收益统计社会贡献实时功率甲*集团各省综也积极开展了虚拟电厂建设和商业模式研究，其中冀北、河北、天津等公司都有了商业运作。以某省为例，去

年11月—今年3月，调峰贡献达2亿千瓦时，形成经济收入超2000万元。虚拟电厂发展情况——运营效果w虚拟电厂平台于2021年实现APC

功能APC功能主要实现电网、虚拟电厂、用户可控负荷三级实时协调互动。聚焦服务主业，大大提高了电网调峰响应速度，提升了虚拟电厂参与电力市场的技术能力，为用户参与日内与实时辅助服务市场创造了技术条件，扩展了用户盈利空间。积极参与虚拟电厂相关标准的制定2020年参与国家电网公司《可调节负荷资源接入调控技术规范》企业标

准的编制，2021年参与了中电联《可调节负荷并网运行与控制技术规范》行

业标准的编制。相关科技项目开展情况已经开展多个科技项目研究，包括《基于综合能源运营的虚拟电厂关键技术应用及运营模式研究》、《基于虚拟电厂的综合能源系统建模及多元化

互动技术研究》、《客户侧柔性资源互动运营与交易支撑技术研究》,即将

开展了《基于多元互动的零碳微网综合能源管控技术研究及引用》项目。~~虚拟电厂发展情况——核心能力---16~~以某生活热水综合能源服务项目为例，总负荷为0.5MW,

工作时间

为全天24小时，经测试，负荷预测精度可达到90%,电价预测精度可达到89%。根据预测的负荷和电价，在高电价

时段向上调整用能曲线，非补贴时

段向下调整用能曲线，在保证全天

热水需求的情况下，预估可提升收

益24.5元/天，每年可提升3303元，

促进新能源消纳1.21万千瓦时，减少二氧化碳排放约12.1吨。■

每100MW资源预计每年可提升收入66.1万元，提升收入20%,增加新能源消纳约243万千瓦时，减少

二氧化碳排放约2430吨。虚拟电厂发展情况——核心能力用户可放心接入数据，平台数据安全有保障集团虚拟电厂安全架构包括终端安全、网络安全、平台安全、应用安全、监测分析5个维度，共设计7大类16种防护功能要求，覆盖

物联网业务架构各层级，全面对标【等级保护2.0】。用户积

限安全网络访问控制平台数据安全IPV6安全配置业务逻

辑安全接口服务安全应用安全监测网络分区和访问控制应用安全监测安全态势分析和展示终端和网络

安全管理流量安全监测人员安全管理应用安全管理设备安全管理数据安全管理设备研发安全设备安全检测供应链安全环境安全管理安全监测管理备份和恢复管理认证

加现场设备标识鉴别在线匝断物理和环

境安全设备安

全监测行为安全监测可执行程序加固应用安全平台安全接入访问安全网络访问控制

和传输加密接入网络安全本地网络安全终端安全通用管理制度

终端层建设安全

终端层运营安全技术管理协同闭环业务数据安全传刷安全身份认证量子通信传期安全四份认证现场网络接入认证现场网纲数据校验虚拟电厂发展情况——安全保障应用平台网络络端电源

电网

用户

电力市场光纤

5G

4G3G/2G

北斗485

Modbus

CAN

以太网能力开放中心

物联管理中心视频监智能

控终端

互终端H