虚拟电厂的概念思辨与现实发展路径

严证求究固结春进蟹属外南电力经济论坛暨东南大学电气工程学南京2023-09-23虚拟电厂的概念思辨与现实发展路径高赐威教授东南大学电气工程学院电力经济技术研究所IEEEseniormember,江苏省青蓝工程学术带头人，中国电机工程学会智慧用能与节能专业委员会委员、电力需求侧管理学组副组长，全国电力需求侧管理标准化技术委员会TC5准工作组组长，中国电科院国网电力市场技术实验室学术委员会委员、广西电力市场管理委员会专家委员会委员，多年从事有关电力市场与监管、虚拟电厂、智能调控技术、电力需求侧管理、电力需求响应的相关基础理论和实践的研究工作。获教育部高等学校就科技进步二等奖、江苏省科技进步二等奖、上海市科技进步二等奖各一项(均排名第一),中国电力创新一等奖一项(排名第二)。虚拟电厂领域的研究工作3虚拟电厂的构建新能源大规模发展带来的重大挑战随着“双碳”目标的提出，能源转型不断推进，高例新能源接入电力系统已成必然趋势。2030年实现“碳达峰”风电、光伏装机12亿干瓦以上!电力供需实时平衡困难电力供需实时平衡困难电力系统运行视角电力建设电力系统运行视角用户侧资源的尚待开发传统的考虑方式：的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升或下降信号后，改变其固有的习惯用电模式，促进供需平衡，从而保障电网稳定的短期行为。5总结需求响应的概念可靠性需求响应需求响应的应用场景：电网作为发起方；当出现了电力供需平衡缺口；·售电公司作为发起方；当出现了批发市场和零售市场价格差异；·负荷聚合商作为发起方：筹措需求侧资源参与辅助服务市场；经济性需求响应需求响应：交易的载体一通过“聚合”和“通信”进行管理和运行控制光伏虚拟电厂储能省凿自能量交互调整量模型：以负荷削峰为例，调整量实际上是将需求响应期间的功率调整量等效为虚绝对量模型：负荷调度/可调负荷的概念负荷调度打破了传统电力系统运行模式，以电力供需平衡为目标，将负荷也作为到提供平衡能力的资源来看待，实现供需的动态平衡。定义(可调节负荷)-定义(可调节负荷)-DL/T2473.1~2473.13●通过车联网平台(电动汽车)、智慧能源服务平台(营销)、第三方独负荷调度是用户根据调度指令调节其功率取用情负荷调控系统负荷聚合平台虚拟负荷聚合平台虚拟电厂大用户负荷量占比均不应低于80%。虚拟电厂和需求响应有什么关系?虚拟电厂有基线问题吗?虚拟电厂与负荷聚合商有什么区別?虚拟电厂聚合分布式光伏的意义何在?虚拟电厂和负荷调度(可调负荷)是什么关系?虚拟电厂概念隐含的是能够被系统调度?虚拟电厂概念隐含的是能够被系统调度?传统电厂其一●功率可调→辅助服务市场是必须的吗?控制是必须的吗?格理格理+分布式资源可以吗?虚拟电厂与需求响应需求响应是虚拟电厂的基础技术?虚拟电厂调用下属负荷资源可基于需求响应●虚拟电厂参与需求响应有负荷基线扮演的是负荷聚合商的角色，并非虚拟电厂不存在负荷基虚拟电厂发●可以借助行政措施解决硬缺口问题(有序用电),可以转化为用电权分配或者交易；和调度业务部门业务负荷聚合平台需求响应虚拟电厂平台●可调度负荷5总结从分布式资源到虚拟电厂、可调节负荷的基本认识空调电动汽车充电储能空调电动汽车充电储能灵活性可调节负荷、负荷型虚拟电厂?虚拟电厂电源型虚拟电厂?(可调度、消耗电功率)(可调度、输出电功率)(不可调度、输出电功率)辅助服务市场(功率平衡能力)能量市场辅助服务市场(功率平衡能力)能量市场时还能称为虚拟电厂吗?实质上是购O以盈利作为且标O以盈利作为且标是如何聚合不同丛而形成虚拟电类型分布式电源柔性可调负荷储能分布式电源柔性可调负荷储能√分布式光伏上网按√分布式光伏上网按格大致相当于基准√光伏出力的不确定此);分区者50万母线，由市场交易结果确定虚拟电厂调民4四钢分钢110KV层下再有35KV分区时原则相同5总结用户侧资源分析随着新型电力系统建设和国家相关政策的引导，用户侧资源呈现出以下新特征：用户侧电化学储能具有较好的经济效益，增长迅速，其运行特征主要部分先进企业应用数字化技术，实现了数字化做到单台5万kW,但其电以上四者均为当前用户侧优质的分布式资源，但是未能得到充分的挖掘和利用，处于简单粗放的运行状态或是亟待推广开发状态。基本原则基本原则“众人引起的问题，众人帮手共同解决，化解问题于无形中”资源层面深度挖掘储能和可调负荷资源，发掘海量沉睡用户侧资源，提升系统韧性资源层面和灵活性；机制层面基于市场“看不见的手”,撬动相关利益主体主动参与，形成万众参与的机制层面电力供需互动新生态；技术层面引入自动决策和控制技术，实现用户对于能源自动决策和响应，提升系统对技术层面用户侧资源的调用效率和能力。工作思路工作思路工作思路电力供需互动生态搭建电网电网虚拟电厂虚拟电厂费电力供给电力需求工作思路 工作思路>用户主体能力建设着力于用户能源管理能力和响应能力提升，构建用户参与系统运行的“能力”:1用户资源盘点：分布式储能分布式光伏梳理用户内部资源，包括光伏、储能、可分布式储能分布式光伏调节负荷(数字化生产能力);可调节负荷数字化生产能力可调节负荷2用户能源管理系统(微网)建设：围绕自供能平衡能力，发用电智能决策和自动控制，降低特定场景下的系统依赖，使之具备上报能源预测和管理潜力的能力。通过自供能系统建设，避免或者减工作思路 工作思路>用户主体动力挖掘关键在于用户开展能力建设和参与系统运行的动力，是否足以支撑用户开展相关工作：通过能源管理实现效益提升，参加电力系统的需求响应或参与辅助服 工作思路>虚拟电厂主体能力建设着力于搭建虚拟电厂运行和资源管理平台，以系统对系统的方式，实现对于用户侧资源的多场景、多时间尺度调用：调度/营销系统上报能力下发指令调度/营销系统上报能力下发指令跳虚拟电厂运营3虚拟电厂聚合调控优化算法与模型：可控负薄’向市场/用户提供电能量，包括参加主网的批发能量市场和无法参与批发市场的中小用户(如山西的源网荷型虚拟电厂，实现隔墙售电)工作思路 工作思路>虚拟电厂主体动力挖掘虚拟电厂是第三方主体，通过规模化/专业化的用户服务向电网提供平衡服务，其动力来自于从事连接电网和用户的中间载体业务获利：向电网/电力市场提供平衡服务获利，包括需求响应，常态化的参与调峰市场；工作思路 工作思路>电网主体能力建设着力于提升电网安全稳定运行的能力，配网层面主要在于如何充分挖掘需求侧的柔性资源以及对其的掌控能力：通过高水平的需求响应项目设计和开发，向政府建言虚拟电厂运行管理规范，实现对于2开发并部署资源管理平台，提出面向聚合主易系统调用方法和交互方式；3借助电网公司下属的综能公司实现对于用户侧资源的深度掌控，包括对于用户侧资源微电力需求响应类别直接负荷控制项目可中断负荷项目紧急需求响应项目需求响应[需求侧竞价项目容量市场项目辅助服务市场项目尖峰电价实时电价分耐重尖峰电价实时电价分耐重需求响应[工作思路工作思路>电网主体动力挖掘电网公司是系统运行的实施方，对于电网的安全运行负有责任，同时也有意愿在电改背景下拓展新型业务：