虛擬電廠平臺(tái)建設(shè)方案

1虛擬電廠平臺(tái)建設(shè)方案五國(guó)綜集團(tuán)虛擬電廠發(fā)展情況虛擬電廠業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)綜集團(tuán)虛擬電廠建設(shè)背景和目標(biāo)一

虛擬電廠簡(jiǎn)介虛擬電廠典型案例國(guó)綜集團(tuán)虛擬電廠可提供的增值服務(wù)目錄ONTENTS】2電力交易中心虛擬電廠=發(fā)電系統(tǒng)+儲(chǔ)能設(shè)備+可控負(fù)荷虛擬電廠概念自1997年提出以來(lái)，受到了歐洲、北美和澳洲多國(guó)廣泛

關(guān)注。近年來(lái)，隨著信息通信技術(shù)

(ICT)

、

分布式協(xié)調(diào)控制技術(shù)和智

能計(jì)量技術(shù)的提高，分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，虛擬電

廠正在進(jìn)發(fā)出新的生命與活力。3能量流信息流電網(wǎng)重明D

作三微網(wǎng)虛擬電廠

控制中心光伏發(fā)電儲(chǔ)能電采暖虛擬電廠簡(jiǎn)介一概念虛擬電廠智能園區(qū)風(fēng)力發(fā)電電動(dòng)汽車(chē)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)虛擬電廠簡(jiǎn)介—關(guān)鍵技術(shù)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)邊緣計(jì)算技術(shù)云計(jì)算技術(shù)區(qū)塊鏈技術(shù)4按照控制方式分類(lèi)>

集中-分散控制虛擬電廠：√控制中心把一部分運(yùn)行控制功能分配到本地控制

√控制中心負(fù)責(zé)能量?jī)?yōu)化調(diào)度，滿(mǎn)足用戶(hù)需求和市場(chǎng)規(guī)劃改善了集控控制模式中通信量大和擴(kuò)展性差的

問(wèn)題虛擬電廠控制中心發(fā)電單元用電單元發(fā)電單元發(fā)電單元數(shù)據(jù)交換與處理中心<-智能

代理智能代理發(fā)電單元發(fā)電單元用電單元發(fā)電單元>

集中控制虛擬電廠：√控制中心掌握完整信息√控制中心具有完全控制權(quán)控制中心控制能力強(qiáng)，但通信量大，

兼容性和擴(kuò)展性差發(fā)電單元>

完全分散控制虛擬電廠：√控制中心簡(jiǎn)化為數(shù)據(jù)交換和處理中心√子系統(tǒng)通過(guò)智能代理的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)控制中心的功能擴(kuò)展性和開(kāi)放性好，但要求智能代理和子系統(tǒng)具備日常運(yùn)行管理等功能用電單元

用電單元用電單元

發(fā)電單元虛擬電廠業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)發(fā)電單元虛擬電廠控

制

中

心本地虛擬電廠本地虛擬電廠本地虛擬電廠發(fā)電單元用電單元發(fā)電單元集中-分散控制結(jié)構(gòu)完全分散控制結(jié)構(gòu)集中控制結(jié)構(gòu)發(fā)電單元智能

代理用電單元5虛擬電廠業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)按照承載業(yè)務(wù)分類(lèi)可調(diào)負(fù)荷可調(diào)負(fù)荷

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能需求響應(yīng)

資源型

虛擬電廠供應(yīng)側(cè)

資源型

虛擬電廠混合資源型虛擬電廠自用型分布式電源自用型分布式電源公用型分布式電源公用型分布式電源發(fā)電側(cè)

儲(chǔ)能發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能用戶(hù)側(cè)

儲(chǔ)能6調(diào)峰/調(diào)頻電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)智能運(yùn)維/能效評(píng)估未來(lái)發(fā)展電力輔助服務(wù)電能量交易

輔助服務(wù)用戶(hù)

能效服務(wù)虛擬電廠業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)電力輔助服務(wù)需求響

應(yīng)型混合資

產(chǎn)型虛擬電廠現(xiàn)狀調(diào)峰7市場(chǎng)潛力在市場(chǎng)上潛力方面，隨著綜合能源業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，分布式資

源規(guī)模逐漸龐大。以華北區(qū)域?yàn)槔渲锌烧{(diào)負(fù)荷資源約

5000萬(wàn)千瓦；用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能資源約100萬(wàn)千瓦；電動(dòng)汽車(chē)約600

萬(wàn)輛；分布式電源裝機(jī)規(guī)模超6000萬(wàn)千瓦。發(fā)展趨勢(shì)隨著輔助市場(chǎng)及現(xiàn)貨市場(chǎng)的逐步開(kāi)放，虛擬電廠會(huì)逐步向著

分散控制混合型虛擬電廠發(fā)展，資源接入種類(lèi)與交易品種會(huì)逐漸增多，運(yùn)營(yíng)方式也將向規(guī)?；?、多樣化、智能化轉(zhuǎn)變。2025聚合規(guī)模：10GW累計(jì)促進(jìn)新能源消納：

72億KWh累計(jì)減少二氧化碳排放：

720萬(wàn)噸2023聚合規(guī)模：4GW累計(jì)促進(jìn)新能源消納：

21億KWh累計(jì)減少二氧化碳排放：

21萬(wàn)噸2022聚合規(guī)模：2GW累計(jì)促進(jìn)新能源消納：9億KWh累計(jì)減少二氧化碳排放：

90萬(wàn)噸2024聚合規(guī)模：7GW累計(jì)促進(jìn)新能源消納：

42億KWh累計(jì)減少二氧化碳排放：420萬(wàn)噸虛擬電廠業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)B8典型案例一：江蘇省電力需求響應(yīng)平臺(tái)2015年，江蘇省以工業(yè)企業(yè)參與需求響應(yīng)開(kāi)始，逐步引入樓宇負(fù)荷、居民負(fù)荷、儲(chǔ)能、充電樁負(fù)荷等，不斷匯聚各類(lèi)可中斷負(fù)荷，已累計(jì)匯聚3309幢樓宇空調(diào)負(fù)荷，最大可控超過(guò)30萬(wàn)kw,

江蘇地區(qū)累計(jì)實(shí)施響應(yīng)18次，累計(jì)響應(yīng)

負(fù)荷量達(dá)到2389萬(wàn)kw。典型案例二：上海市虛擬電廠2014年，上海市試點(diǎn)建設(shè)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理與監(jiān)控平臺(tái)。平臺(tái)注冊(cè)負(fù)荷集成商15家，接入用戶(hù)1961戶(hù)，可調(diào)節(jié)負(fù)荷總量120萬(wàn)kW。

聚合資源主要包括工業(yè)、商業(yè)、居民、電動(dòng)汽車(chē)等，平臺(tái)運(yùn)營(yíng)期間，上海市多次啟動(dòng)需求響應(yīng)，累計(jì)削峰上百萬(wàn)kW。典型案例三：冀北泛電平臺(tái)虛擬電廠冀北泛電平臺(tái)虛擬電廠目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)接入并協(xié)調(diào)控制蓄熱式電采暖、可調(diào)節(jié)工商業(yè)、智能樓宇、分布式光伏等11類(lèi)19家泛在可調(diào)資源，容量約為16萬(wàn)kW,

主要涵蓋張家口、秦皇島、廊坊三個(gè)地市。典型案例四：德國(guó)Next

Kraftwerke虛擬電廠NextKraftwerke是德國(guó)一家大型的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商，創(chuàng)立于2009年，是歐洲電力交易市場(chǎng)(EPEX)認(rèn)證的能源

交易商，在歐洲交易所可以參與能源現(xiàn)貨市場(chǎng)交易。截至2021年，NextKraftwerke已有近萬(wàn)個(gè)聚合單元，8000余MW聯(lián)網(wǎng)裝機(jī)容量，超過(guò)6億歐元營(yíng)業(yè)額，15TWh能源交易量，其發(fā)電能力相當(dāng)于四座核電站。虛擬電廠典型案例9目前華北地區(qū)的分布式新能源(包括：分布式光伏電站、分散式風(fēng)電站、生物質(zhì)發(fā)電站等)裝機(jī)容量屢創(chuàng)

新高，分布式電源在能源供應(yīng)中占比逐年擴(kuò)大。分布式電源現(xiàn)有應(yīng)用模式主要有自發(fā)自用、自發(fā)自用余額

上網(wǎng)、全額上網(wǎng)三種模式。京津唐地域存在大量電動(dòng)汽車(chē)、分布式儲(chǔ)能以及樓宇空調(diào)、電采暖、工業(yè)園區(qū)等負(fù)荷側(cè)泛在調(diào)節(jié)資源。根

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年底電動(dòng)汽車(chē)約40萬(wàn)輛，其中北京約23萬(wàn)輛。儲(chǔ)能資源超過(guò)20萬(wàn)千瓦，空調(diào)保有量約8000萬(wàn)臺(tái)，

電采暖用戶(hù)達(dá)163萬(wàn)戶(hù)。2019-2020年供熱期華北電網(wǎng)供熱機(jī)組裝機(jī)18289萬(wàn)千瓦，占火電裝機(jī)比例為73%,增加約2個(gè)百分點(diǎn)；京津唐電網(wǎng)供熱機(jī)組裝機(jī)5137萬(wàn)千瓦，占火電裝機(jī)比例為77%,增加約2個(gè)百分點(diǎn)供熱機(jī)組比例的增加降低了

機(jī)組調(diào)峰能力，壓縮了新能源消納空間。2019年11月11日，華北能監(jiān)局發(fā)布《第三方獨(dú)立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)試點(diǎn)方案(征求意

見(jiàn)稿)》,方案中提出了虛擬電廠可以參與到電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)。分布式能源發(fā)展?jié)摿薮螅娏o助服務(wù)政策利好

10虛擬電廠建設(shè)背景和目標(biāo)—電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行需要京津塘地區(qū)

C分布式能漏規(guī)?？傉弑尘芭c需求空間分布式能源

發(fā)展現(xiàn)狀華北分布式電源

發(fā)展華北局政策

電力輔助服務(wù)華北電網(wǎng)

供熱情況00000020遠(yuǎn)景目標(biāo)：◆建成具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)>宗旨和使命：◆”人民電業(yè)為人民”宗旨和“為美好生活充電、為美麗中國(guó)賦能”>發(fā)展定位：◆積極服務(wù)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)，緊扣國(guó)家電網(wǎng)公司“一體四翼”發(fā)展布局，聚焦主責(zé)主業(yè)，扛牢“四個(gè)責(zé)任”,集團(tuán)化運(yùn)

作、規(guī)范化經(jīng)營(yíng)，同心同德、同向同行，加快創(chuàng)建一流綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)?！裟壳凹瘓F(tuán)在建、在運(yùn)風(fēng)光發(fā)電項(xiàng)目合計(jì)逾2GW,

儲(chǔ)能項(xiàng)目逾5GWh,

綜合能源項(xiàng)目覆蓋全國(guó)。虛擬電廠建設(shè)背景和目標(biāo)—集團(tuán)生產(chǎn)運(yùn)行及業(yè)務(wù)發(fā)展需要合理的綜合能源解決方案專(zhuān)業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靈活的商業(yè)合作模式完善的支持服務(wù)及培訓(xùn)科學(xué)的工程實(shí)施和管理深入的節(jié)能

潛力分析麟

882項(xiàng)目

施工技術(shù)

方案數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)專(zhuān)家

咨詢(xún)酸12建設(shè)目標(biāo)·探索新型電力系統(tǒng)建設(shè)、服務(wù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行；·提升項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行水平，為綜合能源項(xiàng)目投資出謀劃策；·發(fā)揮國(guó)企擔(dān)當(dāng)，依法合規(guī)、公平公正助力用戶(hù)節(jié)能增效。虛擬電廠建設(shè)背景和目標(biāo)13集團(tuán)虛擬電廠作為集團(tuán)生產(chǎn)運(yùn)行管理重要技術(shù)手段，積極跟蹤各地電力市場(chǎng)政策，支撐在運(yùn)項(xiàng)目參加屬地輔助服務(wù)和電力市場(chǎng)，根據(jù)環(huán)境及能源市場(chǎng)波動(dòng)情況，精細(xì)化項(xiàng)目日常生產(chǎn)運(yùn)行計(jì)劃，確保集團(tuán)在運(yùn)項(xiàng)目生產(chǎn)質(zhì)效?？紤]行業(yè)特性和環(huán)保要求，在安全生產(chǎn)基礎(chǔ)上，循環(huán)評(píng)估包含生產(chǎn)能效指標(biāo)、運(yùn)行水平指標(biāo)、

可靠性指標(biāo)等項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行主要指標(biāo)，提出在運(yùn)

項(xiàng)目改進(jìn)方案，探索提高在運(yùn)項(xiàng)目生產(chǎn)質(zhì)效，同時(shí)為綜合能源服務(wù)項(xiàng)目投資決策提供一定建議。虛擬電廠發(fā)展情況——運(yùn)營(yíng)效果生產(chǎn)

運(yùn)行環(huán)保安

全經(jīng)濟(jì)14集團(tuán)虛擬電廠于2019年11月啟動(dòng)建設(shè)，2020年11月投運(yùn)，目前聚合60萬(wàn)kW

內(nèi)外部可調(diào)資源參與華北等地輔助服務(wù)市場(chǎng)，按照《集團(tuán)虛

擬電廠運(yùn)營(yíng)工作方案》等多項(xiàng)生產(chǎn)運(yùn)行管理規(guī)程，

開(kāi)展7*24小時(shí)值班運(yùn)營(yíng)，有效保障了運(yùn)營(yíng)效果。

其中市場(chǎng)收入約3.2萬(wàn)元/天，促進(jìn)新能源消納約29.7萬(wàn)千瓦時(shí)/天，減少二氧化碳排放約297噸/

天。同時(shí)服務(wù)主業(yè)，積極引導(dǎo)用戶(hù)科學(xué)有序用電，

在用電大負(fù)荷日最大削減用電負(fù)荷3.6萬(wàn)kW,保障民生需求同時(shí)確保了電力供需平衡。收益統(tǒng)計(jì)社會(huì)貢獻(xiàn)實(shí)時(shí)功率甲*集團(tuán)各省綜也積極開(kāi)展了虛擬電廠建設(shè)和商業(yè)模式研究，其中冀北、河北、天津等公司都有了商業(yè)運(yùn)作。以某省為例，去

年11月—今年3月，調(diào)峰貢獻(xiàn)達(dá)2億千瓦時(shí)，形成經(jīng)濟(jì)收入超2000萬(wàn)元。虛擬電廠發(fā)展情況——運(yùn)營(yíng)效果w虛擬電廠平臺(tái)于2021年實(shí)現(xiàn)APC

功能APC功能主要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、虛擬電廠、用戶(hù)可控負(fù)荷三級(jí)實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)互動(dòng)。聚焦服務(wù)主業(yè)，大大提高了電網(wǎng)調(diào)峰響應(yīng)速度，提升了虛擬電廠參與電力市場(chǎng)的技術(shù)能力，為用戶(hù)參與日內(nèi)與實(shí)時(shí)輔助服務(wù)市場(chǎng)創(chuàng)造了技術(shù)條件，擴(kuò)展了用戶(hù)盈利空間。積極參與虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定2020年參與國(guó)家電網(wǎng)公司《可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源接入調(diào)控技術(shù)規(guī)范》企業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)的編制，2021年參與了中電聯(lián)《可調(diào)節(jié)負(fù)荷并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范》行

業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制。相關(guān)科技項(xiàng)目開(kāi)展情況已經(jīng)開(kāi)展多個(gè)科技項(xiàng)目研究，包括《基于綜合能源運(yùn)營(yíng)的虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用及運(yùn)營(yíng)模式研究》、《基于虛擬電廠的綜合能源系統(tǒng)建模及多元化

互動(dòng)技術(shù)研究》、《客戶(hù)側(cè)柔性資源互動(dòng)運(yùn)營(yíng)與交易支撐技術(shù)研究》,即將

開(kāi)展了《基于多元互動(dòng)的零碳微網(wǎng)綜合能源管控技術(shù)研究及引用》項(xiàng)目。~~虛擬電廠發(fā)展情況——核心能力---16~~以某生活熱水綜合能源服務(wù)項(xiàng)目為例，總負(fù)荷為0.5MW,

工作時(shí)間

為全天24小時(shí)，經(jīng)測(cè)試，負(fù)荷預(yù)測(cè)精度可達(dá)到90%,電價(jià)預(yù)測(cè)精度可達(dá)到89%。根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷和電價(jià)，在高電價(jià)

時(shí)段向上調(diào)整用能曲線，非補(bǔ)貼時(shí)

段向下調(diào)整用能曲線，在保證全天

熱水需求的情況下，預(yù)估可提升收

益24.5元/天，每年可提升3303元，

促進(jìn)新能源消納1.21萬(wàn)千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放約12.1噸。■

每100MW資源預(yù)計(jì)每年可提升收入66.1萬(wàn)元，提升收入20%,增加新能源消納約243萬(wàn)千瓦時(shí)，減少

二氧化碳排放約2430噸。虛擬電廠發(fā)展情況——核心能力用戶(hù)可放心接入數(shù)據(jù)，平臺(tái)數(shù)據(jù)安全有保障集團(tuán)虛擬電廠安全架構(gòu)包括終端安全、網(wǎng)絡(luò)安全、平臺(tái)安全、應(yīng)用安全、監(jiān)測(cè)分析5個(gè)維度，共設(shè)計(jì)7大類(lèi)16種防護(hù)功能要求，覆蓋

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)架構(gòu)各層級(jí)，全面對(duì)標(biāo)【等級(jí)保護(hù)2.0】。用戶(hù)積

限安全網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制平臺(tái)數(shù)據(jù)安全I(xiàn)PV6安全配置業(yè)務(wù)邏

輯安全接口服務(wù)安全應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)和訪問(wèn)控制應(yīng)用安全監(jiān)測(cè)安全態(tài)勢(shì)分析和展示終端和網(wǎng)絡(luò)

安全管理流量安全監(jiān)測(cè)人員安全管理應(yīng)用安全管理設(shè)備安全管理數(shù)據(jù)安全管理設(shè)備研發(fā)安全設(shè)備安全檢測(cè)供應(yīng)鏈安全環(huán)境安全管理安全監(jiān)測(cè)管理備份和恢復(fù)管理認(rèn)證

加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備標(biāo)識(shí)鑒別在線匝斷物理和環(huán)

境安全設(shè)備安

全監(jiān)測(cè)行為安全監(jiān)測(cè)可執(zhí)行程序加固應(yīng)用安全平臺(tái)安全接入訪問(wèn)安全網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制

和傳輸加密接入網(wǎng)絡(luò)安全本地網(wǎng)絡(luò)安全終端安全通用管理制度

終端層建設(shè)安全

終端層運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)管理協(xié)同閉環(huán)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全傳刷安全身份認(rèn)證量子通信傳期安全四份認(rèn)證現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)接入認(rèn)證現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)綱數(shù)據(jù)校驗(yàn)虛擬電廠發(fā)展情況——安全保障應(yīng)用平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)端電源

電網(wǎng)

用戶(hù)

電力市場(chǎng)光纖

5G

4G3G/2G

北斗485

Modbus

CAN

以太網(wǎng)能力開(kāi)放中心

物聯(lián)管理中心視頻監(jiān)智能

控終端

互終端H