【产业研究】虚拟电厂的概念思辨与现实发展路径

第五届东南电力经济论坛暨东南大学电气工程学科办学100周南京2023-09-23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●从2017年起支撑上海虚拟电厂研究和建设，承担上海、广州、深圳、国网综能等单位委托虚拟电厂研究项目三十余项。●城市商业建筑虚拟电厂系统关键技术及示范应用，2020年上海市科技进步二等奖；●面向需求响应的海量柔性负荷聚合运行关键技术及应用，教育部高等学校科学研究优秀5总结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，高比2030年实现“碳达峰”上海用电负荷持续时间(最高负荷年)上海全年用电负荷(最高负荷年)超过97%最高整点负荷：15小时是高负荷：3352万干瓦超过97%最高整点负荷：15小时电力建设电力系统运行视角电力建设传统的考虑方式：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需求响应的概念基丁俗时而水啊应.用厂恨店区封口俗后亏，巴估刀时电基丁俗时而水啊应.用厂恨店区封口俗后亏，巴估刀时电p(meoroserrcmg,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；经济性需求响应负荷基线负荷基线实际负荷曲线需求响应调节量储能充电桩大电网可控负荷电力市场虚拟电厂的概念-调整量模型功率G时间以负荷削峰为例，调整量实际上是将需求响应期间的功率调整量等效为虚虚拟电厂的概念-绝对量模型绝对量模型：虚拟电厂虚拟电厂出力曲线虚拟电厂G虚拟电厂发电量时间负荷调度/可调负荷的概念负荷调度/可调负荷的概念负荷调度打破了传统电力系统运行模式，以电力供需平衡为日标，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负荷调度/可调负荷性能要求负荷调度/可调负荷性能要求负荷调度是用户根据调度指令调节其功率取用情况。量占比均不应低于80%。负荷聚合平台电厂大用户负荷么关系?虚拟电厂有基线虚拟电厂和负荷调度(可调负荷)是什么关系?够格呢?市够格呢?市可以是分布式电源、柔性负荷、储能或其组合，但应该是分布式，否则谈不上“虚的是可管理，即监测+●虚拟电厂参●虚拟电厂参虚拟电厂调用下属负荷资源可基电),可以转化为用电权分配或者交易；业务可调度负荷5总结空调电动汽车充电储能小型燃机分布式光伏分散式风电(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)(功率平衡能力)作为买方参(功率平衡能力)能量市场能量市场分布式电源柔性可调负荷储能类型地理/电气位置成本缺什么,应该反映到价格上，同时也决定了虚拟电厂的收√分布式光伏上网按√分布式光伏上网按价上浮20%。√光伏出力的不确定此);解决分区内部/配网局部热点等供需平衡220kV分区0开U层内A5总结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：用户侧电花学储能真有较好的经济效益，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”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用户用户工作思路工作思路工作思路>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：梳理用户内部资源，包括光伏、储能、可调节负荷(数字化生产能力);2用户能源管理系统(微网)建设：围绕自供能平衡能力，发用电智能决策和工作思路工作思路工作思路>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通过自供能系统建设，避免或者减工作思路>虚拟电厂主体能力建设资源的多场景、多时间尺度调用：调度/营销系统上报能力接受指令1调度/营销系统上报能力接受指令虚拟电厂虚拟电厂2虚拟电厂与下属资源(能管系统/微网)的数据接口建设：获取资源获取资源3虚拟电厂聚合调控优化算法与模型：电工作思路工作思路工作思路>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：向市场/用户提供电能量，包括参批发市场的中小用户(如山西的源向电网/电力市场提供平衡服务获工作思路工作思路工作思路>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：电价型需求响应1通过高水平的需求响应项目设计和开发，向电价型需求响应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；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