新型配用电网荷侧灵活性数智化管控 2024 -国电

鲍卫东国网浙江省电力公司义乌市供电公司正高级工程师五级专家鲍卫东2024年8月2024年电力信息通信新技术大会目录综典型应用背景清洁低碳核心目标柔性灵活清洁低碳核心目标柔性灵活重要支撑基本前提教行M既新皮生产力助力行2电力水统速试意BEIN2024年电力信息通信EIN习近平在第七十五届联合国大会上郑重宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2060年前实现碳中和。智慧融合基础保障能源是主战场电力是主力军电网是排头兵配用电网是桥头堡背景源网荷源网荷行M行M既斯质生产力助力祈2电力总统电试2024年电力信息通信新技术大会挖掘新型配用电网源网荷储深度回动的滑方，提升灵活性，已成为电力学科研究热点和焦点。而新型配用电网海量异构灵活性资源的广泛接入、密集互动的基础就是“云大物移智连边”等先进数字化、智能化技术的应用；先进数字化、智能化技术的关键是电力物联网和人工智能技术。多源协同互补负荷特性全面柔性灵活调节能力和绿电消费比例大幅提升多源协同互补储能话话既新质生产力即力行2电力水统电试2024年电力信息通信新技术大会目录稿典型应用灵活性定义配用电系统灵活性是指在一定配用电系统灵活性是指在一定时空尺度和约束条件下，通过互动调控和拓扑切换，各类资源快速改变自身发用鬼特性，平衡供需两侧教行M既新质生产力即力行2电力统速试2024年电力信息通信约束条件二是互动调控和拓扑切换的成本低，也就是前期建设灵活性能力和灵活运行的成本投资低，灵活国家电网STATE国家电网STATEGRD总电能不变总电能减少总电能不变控流型转移型控流型电力储能33室外照明室内照明备用电源微能源网分体式空调、中央空调景观灯、路灯、霓虹灯智慧照明智慧调控其它储能产品转移时空转移电动汽车(换电、充电)、家用电器如烘干机、数征M反阶质生产力助力符2电力统速试2024年电力信息通信数征M反阶质生产力助力符2电力统速试2024年电力信息通信用户侧储能储能作为能源领域的重要组成部分，在国家战略中具有重要的作用和发展前景。2024年电化学储能目前储能系统的收益主要来源于峰谷价差，在平时根据峰谷价差自行进行削峰填谷，若此时基于激励的需求响应启动，储能就没有参与的空间了。因此能量和时间解耦的储能才是一种灵活性资源，也就1风电出力4W1风电出力2024年电力信息通信新技术大会2024年电力信息通信新技术大会灵活性资源兴公司进行了成果转化。目前国内5目前国内5G通信基站数量达到380万座，按每座基站通信设安装现场能源聚合无感响应控制器一下#1安装现场能源聚合无感响应控制器一下#10.09iwF-[215)cAu25.912024年电力信息通信新技术大会空调温度预计到2040年，中国电动车保有量达到3亿辆，每辆车平均电量65预计到2040年，中国电动车保有量达到3亿辆，每辆车平均电量65kWh,则电动车储存电能200亿千瓦时，与我国每天电能消耗总量基本相当。考虑电动车交通移动属性，2030年电动车可用于灵活性的电能如果有10%,就占固定式电站储能01容量02时间01容量02时间03空间04固定成本05安全风险定定壹壹增增高高数行M既新质生产力刷力行泛电力思统电试2024年电力信息通信电动汽车储能总量变量；桩网互动的车辆数量随机,个体变量：EV参与电网互动的能量随机·不同日期的同一时间段车辆能够参与电网互动概率不同辆车可在不同地域与桩网互动，产生的收益不同，同时规模级的车辆空间变化会带来电网传输变化低·电池数量少，事故概率低·消防与灭火难度低①V2H:与家庭分布式光伏协同中压配电网⑥换电站V2G电动汽车2024年电力信息通信新技术大会2024年电力信息通信新技术大会营运车辆受峰谷电价和自身营运特性影响，高峰充电时间基本在电力低谷时段，电力高峰时段可调节容量并不大。私家车(目的地)的特性与单位的负荷特性是可以很好耦合的，互补性很强，今后电动汽车和电网互动的最大潜力在于私家车。黄物流、环卫等温控负荷2802600xm2200(1)日负荷峰谷差拉大，典型日负荷峰谷差率为39.4%。尖峰负荷持续(1)日负荷峰谷差拉大，典型日负荷峰谷差率为39.4%。尖峰负荷持续时间较短。(3)夏季制冷负荷约达到110万千瓦，占最大负荷的35%,最大负荷增速高于用电量。4年电力信息通信温控负荷温控负荷占比大，35%空调负荷调节方式一是调节温度；二是直接关停在制冷模式下，若将空调温度升高1℃可降低4%-在制冷模式下，若将空调温度升高1℃可降低4%-15%的负荷，在制热模式下，若将空调温度降低1℃可降低3%-10%的负荷。新技术大会国家电网—裕量区间—裕量区间20-26℃理想区间26-28℃最高温度30℃降温空调温控减潜力分析提高温度/℃削减比例/%削减量/万kW灵活性资源温控负荷蓄冷媒介为相变材料蓄冷媒介为相变材料消防水池就是一个闲置的蓄冷装置消防水池就是一个闲置的蓄冷装置6℃/12℃(温差为6℃,释冷时板换二次侧温度按7℃/13℃设计);蓄冷量26795kWh(7621RTh,等效电量约5400kWh),按10小时温度T温度T₂显热潜热熔点T₂显热熔融态液态温度T₁热能Q2024年电力信息通信固态能源检测态势感知优化调度运行控制负荷预测出力预测潮流计算状态估计风险估计优化调度电压控制频率控制目录典型应用国家电网STATEGRID国家电网STATEGRID挑战1:新型配用电网灵活性资源信息双向交互难而目前配用电系统数智化基础薄弱，难以承接量异构多模态互动对象和高可靠同动业务；亟待突破数智赋能新质生产力·助力新型电力系统建设2024年电力信息通信2024年电力信息通信国家电网国家电网挑战2:新型配用电网灵活性资源高效无感调控难源荷互动■新能源出力和新型灵活负源荷互动■新能源出力和新型灵活负荷呈现极强不确定性和社会对供电高品质要求导致互动需求激增；然而传统电力电量平衡和电能质量优化方法难以有效应对新型源荷频繁高效精准互动；亟待构建自跟踪、自适应行M既斯成生产力助力行2电力果统电试网荷互动网荷互动材XL网储互动网储互动荷储互动源网互动荷储互动源网互动电磁储能电磁储能源储互动源储互动分布式储能信息网国家电网国家电网通过软硬件模块积通过软硬件模块积装实现功能叠加和灵活部署数据应用抗干扰能断安全强大的计协同互动流采样原理的改进自取能感应取能)低功耗设计即插即用数话以既斯质生产力刷力祈2电力思统电试2024年电力信息通信2024年电力信息通信国家电网传感器、智控器采用传感器、智控器采用事件驱动方式，将晦涩难懂的控制策略转化为带权有向图结构，并编写为标准配置文件并导入控制器，实现无需编写代码的硬件在环对象控制，有助于非编程技术背景的电气工程专业人员进行电气控制策略开发和完善改进。节点1事件边12动作边24动作边46动作边67动作边23动作节点3事件边37动作边45动作节点5事件节点1事件边12动作边24动作边46动作边67动作边23动作节点3事件边37动作边45动作节点5事件2024年电力信息通信带权有向图配置文件组成带权有向图网络AOEID、是否启动、名称、触发等带权有向图变量AOEID、变量定义等节点事件AOEID、节点ID、节点名称、节点类型、超时时间、事件表达式等边动作AOEID、首尾节点、动作名称、失败模式、动作类型、动作参数等国家电网STATEGRD国家电网STATEGRD智能断路器a)表贴式a)表贴式低延时检测快速分断故障检剩采集线路电流b)电流引入式故障检剩采集线路电流基础采样电流稳态电流相似度分析断路器本体断路器控制部分采样电流稳态电流相似度分析主电流支路相似度是否过低换流支路相似度是否过低回应板回应障所在线路和故牌类型障所在线路和故牌类型内径=7mm分断单元断路器快速分断响应断路器快速分断响应2024年电力信息通信新技术大会 非侵入式终端(推演)用能诊断意见推送需求响应用能诊断意见推送需求响应辅助服务用户分类和精细化服务多元辨识混合时间分层分类特征量组尺度分析模式树户外话M既斯质生产力助力行2电刀总统电试关键负荷集群1用能关键负荷集群1用能画像模型画像模型关键负荷画像模型画像模型100%可调50%可调50%可调30%可调最大需求响应潜力(调控率最大)运行模式1运行模式1计算计算园区用户的调控园区用户的调控关键负荷集群3的调控潜力关键负荷集群4的调控潜力调控潜力推演计算第24页第24页数智化互动技术电价室内外温度监测室内外度温交换测算室内设备产生热量测算基于模糊子集的温控负荷能效的计算指标变频空调分段滞回的温度控制策略宣内外熟交涣电网需求电价室内外温度监测室内外度温交换测算室内设备产生热量测算基于模糊子集的温控负荷能效的计算指标变频空调分段滞回的温度控制策略宣内外熟交涣电网需求设备设备人管室内2话既斯质生产力助力行2电刀果统电试话既斯质生产力助力行2电刀果统电试2024年电力信息通信新技术大会 温度轮控技术用电类型工业行政办公商业金融文化娱乐体育健身医疗卫生教育科研仓储物流居民生活一类二类三类冷负荷比例调节模式中断中断中断调节域25备用投入恢复50第1组第2组第3组第4组第5组第6组第7组16:3017:0017:3018:00时间(h)RC*=5MW,DT=0.2h015:3016:0016:3017:0017:3018:00时间(h)APD-1PDk总功率第1组第2组第3组第4组第5组4k26数行数行M既新质生产力日力行泛电力米统电试2024年电力信息通信新技术大会国家电网国家电网储能温控复合技术电池-变频空调功率能量互补控制P电池-变频空调功率能量互补控制PP响应容量D电池放电-harg空调功率电池功率■针对源荷双侧强不确定性，提出了电池-变频空调复合储能模型、多时间尺度功率能量互补控制策略，空调延时响应时储能提供功率，空调响应时为储能充电，解决了空调调控的强不确定延时和功率反弹问题，实现快速精准跟踪平滑功率曲线。交换功率稳定交换功率稳定光伏友好并网逆变器储能电池能量流功率偏差信号流回空调控制器行M既斯质生产力助力祈乏电力米统电计电量反馈允放电功率调整温度调整功率反馈回电池控制器变频空调滤波室温电表2024年电力信息通信新技术大会车网融合技术三刷-动业式三刷-动业式充电桩能量路由控制器V2G双向充电桩，车载双向硬件及标准，EMS&BMS,协议&通信技术，Al&大数据，车主车主车主车主聚合商吸引车主形成服务能力聚合商向车主传导市场红利电网安全，信息安全、电池安全和资产保全平台方提出车网互动车端技术需求器电网安全，信息安全、电池安全和资产保全平台方提出车网互动车端技术需求器制定规则支付安全服务与保险成本多元需求方通过市场发布需求组织方聚合海量分布式EV资源满足需求车网互动生态圈市场需求方车网互动生态圈数行M既斯20242024电池电池ReactivepowerforvoltageregulationActivepowerforcharging/discharging国家电网M.1asaoQ/GDWM.1asaoQ/GDW国家电网公司企业标准V2GOperation电动汽车交流充电桩技术条件010-0-0*本国家电网公司发布国内外标准：充电桩需具备无功控制的能力充电桩拓扑示意图(三相六脉桥)国内外标准：充电桩需具备无功控制的能力—数数据库MPC边缘计算行既斯成生产力助力行2电力果统电试2024年电力信息通信新技术大会2024年电力信息通信新技术大会国家电网国家电网自适应技术用户功率因数越限用户功率因数越限用户关口无功电流最小配网调节台区功率因数越限指令配变关口无功电流最小就地调节模式用户损耗最小台区损耗最小、电压○功率因数最佳控制器调节充电桩无功内部无功就地平衡控制器调节充电桩无功台区无功就地平衡充电桩储能光伏控制器台区无功测量点补偿的无充电桩储能光伏控制器台区无功测量点补偿的无功电流用户无功测量点负荷无功电流配变负荷下电网-运营商融合调度、分层分散自适应补偿方法，挖掘电力电子设备变流器动态无功无极电压调节潜力，在抑制光伏、电动汽车带来的电压质量恶化的同时保障配用电网损耗有效下降。数智赋能新质生产EPC目录前言应应用场景省调省VPP需求响应系统键响应键响应用采系统市调市VPP市调用户侧用户侧2024年电力信息通信新技术大会设备直控负荷设备直控2000台设备直控设备直控站数据国网区块链义乌源荷互融站数据义乌市虚拟电义乌平台义乌平台储能冷库自备通信基站设备直控设备直控平台控朝9.5MW段备直控段备直控10个0.5MW设备直控台控制设备直控设备直控设备直控台控制设备直控设备直控台对接设备直控10台60个站1000台5000盏750个设备级平台对按平台对按区东设备控制设备控制站级设备控制设备控制模具城虚拟电厂没有改变的连接方式，而是相当于一个智能的“电力管家”,通过通信技术与智能计量技术，进行有效聚合、优化控制和管控的“大电厂”,实现发电和用电自我调节。虚拟电厂520,000500.000告警信息—指标一预测一调控计划告警信息告警时问告警事项户名告警时问告警事项2022-08-2404:12:00暂无数据暂无数据00:000100020003000400050006:0007:0008.0090010.001100120013:001400150016:0017007800190020:0021:0022:0023002400动态调整确认下发50006000700080009000100001100012000130001400015000kW序号美型是否为白名单合同容量供电区域基站12江东移除基站20城西移除基站20调控结果迎峰度夏调荷演练分析报告20220822导出调控报告调节负荷10000kW,调节时长15分钟，调节时间08月22日10时24分至10时39分，调节参与资源有5G基站、储能、空调、充电桩、精准可调控等。光伏车棚智慧充电智能储能具具体建设内容智慧能源管理平台智慧能源管理平台多元资源协同智慧能源综合管理平台智能照明空调智控基于智慧能源综合管理平台，聚合多元资源，提升能源微电网运行效能，实现建筑用能智能监测、空调和照明智能调节、光伏发电PCM相变空调蓄冷和电化学储能等多能协调，实现能源、资源高效利用，打造浙江首个楼宇级可离网运行的楼宇微能源网样板并入选2022年浙江省能源局第一批新型电力系统示范项目教行M氏新质生产力即力行2电力统电试2024年电力信息通信综合智慧能源管理平台综合智慧能源管理平台49.2微电网模式体的12的kWh空调eo346wh综合智法能源管理平台艺作仓附拜互止常模式井网点02024年电力信息通信2333.0B00.0