虚拟电厂关键技术和运营模式探讨-纪陵

1133过载?过电压?潮流反送新特征屋新特征a新新变化新挑战虚拟电厂的发展是建设新型电力系统的必然要求国电南京息助化股有限公国电南京息助化股有限公部门或电力调度机构发出邀约信号(需求响应),通过专项资金、特定合同、激励政策引导虚拟电厂组织资源参与。拟电厂聚合了”源、储、荷”多类型可调资源，随着市场化机制的成熟和智能调控技术的成熟，虚拟电厂可以参与电力现货辅助服务等市场，并实现自主调控和与电网的友好互动。虚拟电厂发展阶段演进路线虚拟电厂发展阶段演进路线在极端情况下100%被移到绿灯5000MW●欧盟FENIX●欧盟NEXTKra德国二次调烦市场10%的份额少1%-3%电力行业单位发电能力超10GW,其中超过60%来自太阳能发电，占据了思■面对新型电力系统发展面临的挑战，需要唤醒电网调度看不到、控不了的用户侧海量灵活异质资源，建设和实现从离散动作的需求响应，到连续闭环运营、可调控、可交易的新型虚拟电厂，用更经济的方案，解决能源转型中1十十23充电站平台技术平台技术整体技术架构虚拟电厂边缘智能节点整体技术架构虚拟电厂边缘智能节点十十应用技术应用技术■整体架构：“云-边-端”协同、弹性、可扩展聚合和优化调度，又保障了本地控制闭环、快速响应和安全可靠。云端不仅可以下发控制指令到边缘侧，还可以直接下发调控模型，使得边缘侧自主灵活性大大提升；同时，多个边缘侧调控结果实时反馈统一汇聚到云端决策中心，根据实际运行数据不断迭代优化算法模型，实现自学习和自优化。地区1(调度+市场地区1(调度+市场地区2(调度+市场地区n(调度+市场资源动态聚合(机组级运行监控+运营管理侧储能区域n自主调度型能电电动电动区域2域1动电在云端，构建三个网络域，一是面向调控和营销业务，打通电力调度网络、用采网络，实现负荷终端灵活调控；二是面向虚拟电厂运营管控与现货交易业务，实现能源实时计算与交易；三是面向第三方运营运维系统/移动互联网管理服务类业务，为能源互联网业务提供支撑。>在管端，利用运营商骨干网、5G核心网打通云边协同链路，根据行业特点与业务类型，构建多个2B网和控制类MEC网，实现最优网络通道划分和网络拥塞动态控制；>在边端，将部分网络设施下沉设置在园区内部或周边，形成一张仅服务具体企业、规模较小的专网，并与园区公网相连，支撑企业建立起自己的虚拟专用网络，满足园区企业数据要素存储和流通等业务需要。>海量资源互联、接入和管理，实现资源信息自描述、自发现、自注s网关Y发射汇聚自主设计低时延(转发时延20微秒)■虚拟电厂分时分类聚合：根据资源响应准备时间、调节响应时间等特性，设计了7级响应时间尺度，根据不同时间尺度，对应响应多样的电网调度和交易品种需求，例如，储能和可中断负荷为秒级响应，对应电网紧急或故障调节需求，电动汽车和楼宇空调为分钟级响应，对应电网实时功率调节，工业用户生产负荷为小时级或者天级，对应日前调度和区域平衡调节，以此提升响应各类调控需求的可靠性。鱼电幽自助化有限公司电幽自助化有限公司■虚拟电厂资源可调能力感知和预测：基于模型-数据联合驱动、聚类估算和多模型动态组合的方式，一方面进行基于标签特性的聚类划分，找到相似运行曲线；另一方面，基于多模态监测数据组合分析，实现了分布式资源可调潜力的感知和预测，比如对充换电站的可调能力预测，需要综合人流、电动车热力图、充换电站历史负荷数据、工作日和节假日时段等多维数据分析。照属密生密概到系罪世照属密生密概到系罪世训练样本随机森林支持向量积训练输出■虚拟电厂动态建模和模型拼接：首先构建虚拟电厂动态聚合等值模型，根据多元异质资源聚合集群的运行特性、调节能力、响应时间及影响范围，实现虚拟机组外特性参数动态辨识和虚拟机组资源聚合集群外特性参数的建模；基于“站-线-变-户”节点关系进行资源动态聚合，根据分布式资源所在的动态拓扑节点，从10kV台区开始逐级向上聚合，并根据虚拟机组功率变化对各个电压等级节点影响的灵敏度大小，确定和大电网模型拼接的颗粒度，解决电网调度对虚拟电厂盲目调节的问题。Gw虚拟机组外特性参数最大上调能力最大下调能力响应持续时间响应时延N■虚拟电厂等值模型描述：在分布式资源灵活高效聚合和支撑电网调控响应方面，考虑虚拟电厂聚合大量分散资源后，如何正确描述其整体外特性，并纳入到电网调度运行控制。基于资源接入的网络拓扑信息和资源个性化模型进行分析，同时考虑资源响应时间尺度的差异性及资源与交易品种的契合度来进行聚合，动态构建虚拟电厂净功率等值模型。日前响应日内响应调度专网/广域网虚拟机组/台区间准实时，有功/无功局部协同时间尺度分虚时间尺度分虚区8台(机)参与配电同优化台(机)参与配电同优化柔性负荷储能资源分布式发电响应调节资源与交易品种契合度日前经济最优日内经济修正成本均衡利润分摊成本核算惩罚评估线路规划日批露数据概率化场景生成双层随机规划持仓量情况场景生成出清价格归一化值预测结果市场供需情况场景消减累计收益情况历史出清情况投标竞价场景集Em,)*E(m,)=E(m,*m,)V数据保密数据完整数据完整自动编排内存VO日前省内备用(实时/日内/日前)调频(实时)日前省内山西：日前交易以报量报价方式参与省内0■虚拟电厂参与交易品种——需求响应需求响应由当地人民政府发改运行部门经审批后发布实施，具有非周期性、非连续性、审慎性。实施前完成需求响应资源组织、项目建设管理等，按照邀约结果制定计划并实施，最后根据响应结果发放激励。激励发放电力(量)■虚拟电厂参与交易品种——辅助服务辅助服务市场由调度中心组织，通常对需求侧资源(虚拟电厂、储能等)设独立交易品种，包括调峰和调频，部分地区将调峰进一步细分为调峰(增负荷)和顶峰(减负荷)辅助服务。市场决策与量(曲线)价申报结算盈利分成与效n“第00满足多元化用能需求开拓售电服务市场促进清洁能源消纳构建合作共赢生态高校科研院所基础成本人才成本营销成本科研成本电能量交易能源管理服务辅助服务收益依据不同客户的能源服务需求，针对性匹配服务资源合作伙伴园区需求响应收益渠道通路可再生能能源合同可再生能能源合同紧急控制辅助服务用户互济需量电费主要内容对于愿意参加虚拟电厂调控的各类用户，根据实际响应持续时间，响应速度和容通过充分调用用户侧灵活性资源，提升电网的可再生能源消纳能力，并通过能源合同交易，合理补偿参与响应的用户.整合分散的各类分布式能源，在电网低谷时刻提高柔性负荷需求，尖峰时刻降低负荷需通过虚拟电厂进行调峰填谷可以减少用电高峰时期从电网吸收的功率，从而减少当电力系统在大的扰动或故障下，为了维持电力系统的稳定运行电厂快速及时的管理负荷，以此来实现受扰动的电力系统的稳定运行，并对提供服务的用户虚拟电厂下属部分装有分布式发电设备的用户，在分布式发电不能完全消纳或用电缺额时，可通过虚拟电厂管控平