考虑源-荷-储互补特性的虚拟发电厂规划与运行策略

虚拟发电厂规划与运行策略东南大学电气工程学院电力经济技术研究所高赐威教授高赐威教授李扬教授李扬教授原东南大学电力需求侧管理研究所的部分教师组建了东南大学电气工程学院电力经济与技术研究所，主要研究领域包括：电力市场、电力规划、需求侧管理、电力系统经济运行。研究所目前拥有教授两名，副教授三名，博士生导师三名，在读博士十余名，硕士研究生五十余名。团队成员近年来承担国家自然科学基金六项、负责863子课题三项、参加863子课题两项，完成美国能源基金会资助的国际合作课题五项。发表论文260余篇，申请专利四十余项，授权十五项。近三年以来共计承担或参与国家项目12项，省部级项目10项，国家电网公司或南方电网公司项目14项，编写论著3部，教材2本，编写标准4项，累计科研经费近3000万。2016年研究所团队成员获得南方电网科技进步奖一等奖一项，中国电力科学技术奖三等奖一项，国家能源局软科学奖三研究所目前开设的本科、研究生课程包括电力市场基础、电力系统规划、电力需求侧管理、电力信息技术、人工智能在电力系统中的应用等。喻洁，工学博士，东南大学电气工程学院副教授，北卡罗莱纳州立大学访问学者，电力经济技术研究所仿真实验室主任，东大-泰豪智慧能源研发中心主任。主要致力于电力市场、虚拟发电厂、需求响应机理、电力信息理论的研究。主持国家自然科学基金项目“考虑随机过程的虚拟发电厂序贯优化调度”,参与国家自然科学基金十余项，主持并参与完成多项省部级基金项目、国家电网公司科技项目。近年来，在国内外重点期刊发表SCI/EI检索论文四十多篇，担任多家国内外期刊审稿人。主编中国电力出版社十二五规划教材《电气信息技术基础》。高难度3.虚拟发电厂定义虚拟发电厂(VirtualPowerPlant,VPP)是聚合多种分布式能源资源构成的特殊类型的发电厂，通过先进的控制、通信等技术实现分布式电源、储能系统、柔性负荷、电动汽车等分布式单元的协调控制和优化1、组织灵活性：虚拟发电厂内部的分布式单元可由不同所属机构的分布式电源、储能单元、用2、构建灵活性：可以因地制宜，充分利用现有的通信等硬件设施，采用适当的控制策略进行构建，不需3、运行灵活性：针对不同类型、不同地区的电网需4、环境适应性：可以针对不同电力管理体制，适应>需求侧电价机制>需求侧参与策略>内部负荷需求管理>需求侧电价机制>需求侧参与策略>内部负荷需求管理>内部运行成本核算>市场价格走势预测 >辅助服务竞价模型>能源市场分析>绿色证书交易技术支持>多元能源互补运行>各类型分布式源-荷互动>虚拟发电厂实时控制>可自主控制爬坡速率>可自主控制下坡速率>可灵活控制启动时间>可调节变动输入/输出运营模式运营模式>可控制最小输入/输出发电商或辅助服务提供商负荷聚合商*具有一定发电规模效应*具有灵活地发电可调节特性*具备传统发电厂的外特性*具有参与电力批发市场的资质*主要由电力大用户组成*具有各类型需求响应负荷*具有可中断负荷*具有参与电力零售市场的资质综合能源服务商智慧园区综合能源服务商*合同能源管理*碳交易*绿色证书*具有发电规模效应*具有各类型需求响应负荷*具有增值服务功能*可以参与电力批发市场和零售市场传统火力发电厂由火力机组构成，其出力稳定可控，具有调峰调频能力。虚拟发电厂由大规模分布式单元构成，其目标是通过有效的控制，达到传统发电厂的功能。虚拟发电厂输出可控容量灵活稳定特性；自然属性；爬坡速率速度灵活旋转备用策略灵活发电厂外部特征控制灵活微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。虚拟发电厂内可以包含微电网，作为其组成单元。虚拟发电厂微电网虚拟发电厂微电网由各类型分布式电源和负荷构成地理位置分散地理位置集中接入配电网一种运行状态两种运行状态(并网和孤岛)所有者不同只有一个所有者有多个接入点只有一个PCC点技术基础和商业模式侧重技术问题节电计划和能效项目，获得需方节约的电力资源。国际能源界将实施电力需求侧管理，开发、调度需方资源所形成的能力，形象地命名为能效电厂。能效电厂是虚拟发电厂的一种模式。不同容量可调节可参与发电侧和需求侧需求侧都可响应需求侧管理包含分布式电源和负荷只包含负荷用电设备节能减排和电能替代的社会效应具有发电能力消减用电量相同不同虚拟同步发电机分布式电源为被控主体主要控制发/用电量主要控制分布式电源的端口逆变器模拟发电厂的某方面外特性时间尺度：稳态时间域(分钟级及以上)时间尺度：动态时间域(毫秒级/秒级)多个分布式电源与负荷储能协调控制目前只控制单个分布式电源端口逆变器多类型技术综合，并考虑商业运营模式电力电子器件控制技术欧洲与VPP相关的主要研究项目项目起止时间德国德国德国德国德国德国德国德国德国虚拟发电厂研究项目EVPP预测操作员EVPP的交互活动丹麦的丹麦的EVPP项目虚拟发电厂研究项目控制中心控制中心VPP的通讯结构集中发电集中发电操作员交易商2市场虚拟发电厂研究项目虚拟发电厂研究项目DGDG代理万竟价竟价亮集中代理亮集中代理6荷兰PM(电力匹配器)体系结构虚拟发电厂研究项目单元息管理系统风电场优化调度负荷预测储能联产储能联产虚拟发电厂所具有的发电能力、需求响应能力和可调节能力，取决于其组成成员潜力评估地区电网情况评估相关能源政策相关能源政策物理实体客观庄反庄反经济性多维目标函数2、虚拟发电厂优化调度技术minΣf;(xj)优点适用范围有线通信光纤通信最大10Mb/s传输距离长，速率快，抗干扰建设成本高大型工业用户，电动汽车充电站电力线载波传输距离长建设成本低依赖于已有电力线路，抗干扰能力差居民小区电力用户，分布式电源以太无源光网络传输速率快，组网灵活初期投资高，不易扩散工业园区，储能电站无线通信全球微波接入系统建设成本低，覆盖面积广信号易受干扰移动的电动汽车功耗和成本低，容量比较大，安全性高传输速率低，距离短居民小区电力用户分布式电源传输距离远，成本低传输速率低，安全性差电动汽车充电桩分布式电源虚拟发电厂技术参数虚拟发电厂技术参数4.虚拟发电厂技术参数固定技术参数固定技术参数动态技术参数变动输入(输出)动态技术参数所需时间提前量最小零输出(输入)量时间稳定极限优势5.虚拟发电厂控制目标机制灵活居用书有效控制一、虚拟发电厂概述二、国外虚拟发电厂案例三、虚拟发电厂规划关键技术五、虚拟发电厂参与电力市场机制直接负荷控制可中断服务在分时电价上叠加尖峰费率形成。在尖峰时段执行尖峰费率，在非尖峰时段执行分时电价超短期经济调度(容量计划)电力市场即指以电力及其相关服务作为商品竞争的市场，是月度月度日前电能量市场实时电能量市场电力市场辅助服务控制、有功备用服务(旋转备用和非旋转备用)将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能的工厂，并将电能Coordinator)职能是把供求双方撮合在一起，而不必 ◆电力市场批发竞争模式◆电力零售市场模式表辅助服务提供商辅助服务提供商独立发电商大用户照照独立发电商辅助服务提供商零售商负荷聚合商到协调控制策协调控制策略J2E3分布式单元信息交互平台电m优化策略实验验证虚拟发电厂仿真平台电力分析电力分析(计算软件包源信第扑链接虚拟发电!虚拟发电!优化计算虚拟发电厂物理信息融合仿真平台市场规则库仿真测试系统报价策略报价策略碳交易市场分析碳交易市场分析辅助服务市场规则设置万智能本体知识库发正交平在念高能效补充激励发电高