基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)情景下虛擬電廠建設(shè)方案集合

11.建設(shè)背景務(wù)市場301次。2022年第一季度全省新能源共有15天浮現(xiàn)棄電情況，累計棄電量6920.5萬千瓦時，已達(dá)到2022年全年棄22.建設(shè)目標(biāo)3電力用戶(負(fù)荷集成商)將收到調(diào)控中心通過虛擬電廠業(yè)務(wù)支撐荷集成商)在確定參預(yù)響應(yīng)后，可優(yōu)化匹配響應(yīng)需求，確定計劃3.建設(shè)內(nèi)容4正反向隔離調(diào)控指令_參預(yù)田戶DR系統(tǒng)圖1系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖5據(jù)。虛擬電廠調(diào)控中心(平臺)借助現(xiàn)代化信息手段，與電力用67(2)系統(tǒng)應(yīng)能配合調(diào)度系統(tǒng)的控制策略，實現(xiàn)對用電設(shè)備(3)應(yīng)能提供統(tǒng)計和分析功能，實時統(tǒng)計儲能剩余容量、>用電負(fù)荷管理及預(yù)測功能過對能源交易市場中能源分時申報曲線及能源申報價格的調(diào)整，>虛擬電廠調(diào)控策略管理8據(jù)(最大負(fù)荷)和供電能力數(shù)據(jù)(包括本地電源裝機(jī)、外部受電對負(fù)荷高峰貢獻(xiàn)較多的重點行業(yè)及企業(yè)，以認(rèn)識企業(yè)用電規(guī)了解潛在的調(diào)控潛力和優(yōu)化響應(yīng)措施，解決“用戶、負(fù)荷集成9邀約響應(yīng)：建設(shè)虛擬電廠調(diào)控管理平臺邀約響應(yīng)功能模塊，的時間段投切負(fù)荷，實現(xiàn)電網(wǎng)平滑運行，優(yōu)化用電負(fù)荷分布，3.2.可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源池現(xiàn)場建設(shè)(1)為客戶提供物聯(lián)建設(shè)方案組態(tài)軟件需求響應(yīng)功能模塊的技術(shù)說明(合用于接入DCS/PLC系統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)建設(shè)類型)。向用戶提供施工技術(shù)方案，包含施1可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源(用電設(shè)備),以獲取可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源的準(zhǔn)確運(3)直控設(shè)備接入(4)用戶生產(chǎn)控制系統(tǒng)的接入(5)用戶交互設(shè)備技術(shù)及安裝戶確認(rèn)信息：含用戶選擇按鍵(參預(yù)、不參預(yù));綜合評估界(1)在線監(jiān)測：數(shù)據(jù)采集周期為30秒，上報虛擬電廠調(diào)控中心調(diào)控指令并在1分鐘內(nèi)(秒級)開始執(zhí)行。荷集成商)有權(quán)根據(jù)實際情況改變特定路線或者設(shè)備的狀與或者不參預(yù)響應(yīng)),并通過系統(tǒng)接口實時告知虛擬電廠調(diào)制終端或者與電能管理系統(tǒng)(生產(chǎn)管理系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、粉磨機(jī)(原料磨，水泥磨)4:輥壓機(jī)(定輥，動輥)。轉(zhuǎn)爐焦煤2.關(guān)鍵設(shè)備鋼鐵行業(yè)的關(guān)鍵用電設(shè)備主要是軋鋼機(jī)、電弧3.公交公司參預(yù)調(diào)控模型下班高峰期的時候使用18米的大型公交車，在非高峰期時間段用的公交為12米的小型公交車。普通上班高峰期為上午峰時段。無序充電下開始充電時刻與系統(tǒng)負(fù)荷的峰時段相重疊，的現(xiàn)狀進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng)來降低公交系統(tǒng)的運營成本。公交公司充電樁按行態(tài)可分為一體式充電樁合分體式充電樁，鄭州使用的均為分體式充電樁，由一個主機(jī)(內(nèi)置不同數(shù)量的AC/DC單元模塊)合多個充電終端(槍)構(gòu)成一個充電系統(tǒng)，一個充電站由單個或者多個群充充電系統(tǒng)。主機(jī)功率為150KW-300KW直接，所帶槍數(shù)從2-10個不等。家到克電功率(e)歷史來電星統(tǒng)計(kW·h其中充電設(shè)備編號和接口標(biāo)識是單個充電槍的身份信息，可以將遠(yuǎn)程功率控制命令具體下達(dá)到每一個充電功率輸出槍口；功率控制參數(shù)信息指需要限制充電樁功率的等級，采用百分制表示，可以控制充電樁的最大功率輸出從0%-100%;普通公交車進(jìn)行充電是的功率輸出為70%擺布，按照目前公交叫公司充電負(fù)荷，調(diào)峰時將公交充電輸出功率調(diào)節(jié)到10%以下，可調(diào)控的負(fù)荷約為15MW,可持續(xù)2小時。當(dāng)輸出功率調(diào)節(jié)到100%時，填谷負(fù)荷可達(dá)到5MW,持續(xù)半小時。時針對電力公司需求側(cè)響應(yīng)項目，可將閑置電動汽車在計算出調(diào)度班次所需的電量準(zhǔn)備后適量參預(yù)需求側(cè)響應(yīng)，如早高峰使用的長列車在使用完畢后進(jìn)行儲能裝置進(jìn)行充電，將部份放電負(fù)荷全現(xiàn)電動汽車作為儲能裝置的需求側(cè)響應(yīng)。4.技術(shù)方案(1)公交公司參預(yù)虛擬電廠調(diào)控系統(tǒng)架構(gòu)充電樁圖2公交公司參預(yù)虛擬電廠調(diào)控系統(tǒng)架構(gòu)圖河南省充電運營管理綜合信息平臺統(tǒng)通過構(gòu)建統(tǒng)一的電動汽車云端充電樁，打造友好、互動的電動汽車能源生態(tài)，實現(xiàn)優(yōu)社區(qū)，對每次充電、行程、調(diào)度的閉環(huán)反饋，有效了解各環(huán)節(jié)存在的問題，形成良性互動交互。打造云端充電監(jiān)控大屏，實時分項運營指標(biāo)包括行駛里程、耗能電量、能耗排名等，形成指標(biāo)化制等控制命令。鄭州市公共交通總公司參預(yù)虛擬電廠調(diào)控系統(tǒng)僅虛擬電廠調(diào)控中心需要進(jìn)行負(fù)荷控制時，只需由調(diào)度中心將調(diào)峰的負(fù)荷曲線發(fā)送至運營管理系統(tǒng)，運營管理系統(tǒng)根據(jù)對應(yīng)需要進(jìn)行調(diào)峰的區(qū)域進(jìn)行充電樁功率控制。調(diào)度中心下發(fā)調(diào)結(jié)束圖3公交公司調(diào)控策略(2)電動汽車充電參預(yù)虛擬電廠調(diào)控系統(tǒng)通訊規(guī)約由于電動汽車充樁的分散性，充電樁和運營系統(tǒng)之間通常采電動汽車充電樁與運營系統(tǒng)之間的通信規(guī)約通常采用能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)運營管理系統(tǒng)通信規(guī)約》,通信接口支持TCP/IP方式，數(shù)據(jù)幀格式采用電力行業(yè)遠(yuǎn)動設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)DL/T634.5101《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5-101部份：傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》和DL/T634.5104《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5-1042部份：傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集》幀格式進(jìn)行，在電力信息系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的移植性。電動公交汽車充電參預(yù)虛擬電廠調(diào)控系統(tǒng)通信應(yīng)包含心跳幀、身份識別幀、密鑰分配幀、遙信遙測幀、遠(yuǎn)程功率控制幀。其中最重要的是遠(yuǎn)程功率控制幀，為滿足電動公交汽車充電負(fù)荷控制的要求，遠(yuǎn)程功率控制幀分為4個信息段：充電設(shè)備編號，接口標(biāo)識、功率控制參數(shù)、限定截止時間。虛擬電廠調(diào)控對實時性要求很高，這是因為惟獨保證各分散方式或者采用4G無線通信方式的模式下，充電樁參預(yù)虛擬電廠調(diào)控響應(yīng)速度可以控制在1s以內(nèi)，能在電網(wǎng)負(fù)荷裕度不足或者頻率失穩(wěn)的狀態(tài)下通過降低電動汽充電方式的方式使系統(tǒng)回到安全運行狀態(tài)，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。鶴壁信德微電網(wǎng)，包含2MW的風(fēng)機(jī)，4.2MW的屋頂光伏，1.4MW*4h的全釩夜流電池，200KW*10s超級電容的儲能系統(tǒng)換時間少于10毫秒，并網(wǎng)時用戶側(cè)電能質(zhì)量高于大電網(wǎng)單獨供低于4小時或者單一企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)不低于4小時。挖制模式直流充電樁圖4體面儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型環(huán)境參教輸入環(huán)境參教輸入是否有峰谷電價W風(fēng)電、光伏向儲能Y+虛擬發(fā)電廠規(guī)劃與運行策略東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所高賜威教授高賜威教授李揚教授李揚教授原東南大學(xué)電力需求側(cè)管理研究所的部分教師組建了東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)與技術(shù)研究所，主要研究領(lǐng)域包括：電力市場、電力規(guī)劃、需求側(cè)管理、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行。研究所目前擁有教授兩名，副教授三名，博士生導(dǎo)師三名，在讀博士十余名，碩士研究生五十余名。團(tuán)隊成員近年來承擔(dān)國家自然科學(xué)基金六項、負(fù)責(zé)863子課題三項、參加863子課題兩項，完成美國能源基金會資助的國際合作課題五項。發(fā)表論文260余篇，申請專利四十余項，授權(quán)十五項。近三年以來共計承擔(dān)或參與國家項目12項，省部級項目10項，國家電網(wǎng)公司或南方電網(wǎng)公司項目14項，編寫論著3部，教材2本，編寫標(biāo)準(zhǔn)4項，累計科研經(jīng)費近3000萬。2016年研究所團(tuán)隊成員獲得南方電網(wǎng)科技進(jìn)步獎一等獎一項，中國電力科學(xué)技術(shù)獎三等獎一項，國家能源局軟科學(xué)獎三研究所目前開設(shè)的本科、研究生課程包括電力市場基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)規(guī)劃、電力需求側(cè)管理、電力信息技術(shù)、人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用等。喻潔，工學(xué)博士，東南大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授，北卡羅萊納州立大學(xué)訪問學(xué)者，電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所仿真實驗室主任，東大-泰豪智慧能源研發(fā)中心主任。主要致力于電力市場、虛擬發(fā)電廠、需求響應(yīng)機(jī)理、電力信息理論的研究。主持國家自然科學(xué)基金項目“考慮隨機(jī)過程的虛擬發(fā)電廠序貫優(yōu)化調(diào)度”,參與國家自然科學(xué)基金十余項，主持并參與完成多項省部級基金項目、國家電網(wǎng)公司科技項目。近年來，在國內(nèi)外重點期刊發(fā)表SCI/EI檢索論文四十多篇，擔(dān)任多家國內(nèi)外期刊審稿人。主編中國電力出版社十二五規(guī)劃教材《電氣信息技術(shù)基礎(chǔ)》。高難度3.虛擬發(fā)電廠定義虛擬發(fā)電廠(VirtualPowerPlant,VPP)是聚合多種分布式能源資源構(gòu)成的特殊類型的發(fā)電廠，通過先進(jìn)的控制、通信等技術(shù)實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、柔性負(fù)荷、電動汽車等分布式單元的協(xié)調(diào)控制和優(yōu)化1、組織靈活性：虛擬發(fā)電廠內(nèi)部的分布式單元可由不同所屬機(jī)構(gòu)的分布式電源、儲能單元、用2、構(gòu)建靈活性：可以因地制宜，充分利用現(xiàn)有的通信等硬件設(shè)施，采用適當(dāng)?shù)目刂撇呗赃M(jìn)行構(gòu)建，不需3、運行靈活性：針對不同類型、不同地區(qū)的電網(wǎng)需4、環(huán)境適應(yīng)性：可以針對不同電力管理體制，適應(yīng)>需求側(cè)電價機(jī)制>需求側(cè)參與策略>內(nèi)部負(fù)荷需求管理>需求側(cè)電價機(jī)制>需求側(cè)參與策略>內(nèi)部負(fù)荷需求管理>內(nèi)部運行成本核算>市場價格走勢預(yù)測 >輔助服務(wù)競價模型>能源市場分析>綠色證書交易技術(shù)支持>多元能源互補運行>各類型分布式源-荷互動>虛擬發(fā)電廠實時控制>可自主控制爬坡速率>可自主控制下坡速率>可靈活控制啟動時間>可調(diào)節(jié)變動輸入/輸出運營模式運營模式>可控制最小輸入/輸出發(fā)電商或輔助服務(wù)提供商負(fù)荷聚合商*具有一定發(fā)電規(guī)模效應(yīng)*具有靈活地發(fā)電可調(diào)節(jié)特性*具備傳統(tǒng)發(fā)電廠的外特性*具有參與電力批發(fā)市場的資質(zhì)*主要由電力大用戶組成*具有各類型需求響應(yīng)負(fù)荷*具有可中斷負(fù)荷*具有參與電力零售市場的資質(zhì)綜合能源服務(wù)商智慧園區(qū)綜合能源服務(wù)商*合同能源管理*碳交易*綠色證書*具有發(fā)電規(guī)模效應(yīng)*具有各類型需求響應(yīng)負(fù)荷*具有增值服務(wù)功能*可以參與電力批發(fā)市場和零售市場傳統(tǒng)火力發(fā)電廠由火力機(jī)組構(gòu)成，其出力穩(wěn)定可控，具有調(diào)峰調(diào)頻能力。虛擬發(fā)電廠由大規(guī)模分布式單元構(gòu)成，其目標(biāo)是通過有效的控制，達(dá)到傳統(tǒng)發(fā)電廠的功能。虛擬發(fā)電廠輸出可控容量靈活穩(wěn)定特性；自然屬性；爬坡速率速度靈活旋轉(zhuǎn)備用策略靈活發(fā)電廠外部特征控制靈活微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。虛擬發(fā)電廠內(nèi)可以包含微電網(wǎng)，作為其組成單元。虛擬發(fā)電廠微電網(wǎng)虛擬發(fā)電廠微電網(wǎng)由各類型分布式電源和負(fù)荷構(gòu)成地理位置分散地理位置集中接入配電網(wǎng)一種運行狀態(tài)兩種運行狀態(tài)(并網(wǎng)和孤島)所有者不同只有一個所有者有多個接入點只有一個PCC點技術(shù)基礎(chǔ)和商業(yè)模式側(cè)重技術(shù)問題節(jié)電計劃和能效項目，獲得需方節(jié)約的電力資源。國際能源界將實施電力需求側(cè)管理，開發(fā)、調(diào)度需方資源所形成的能力，形象地命名為能效電廠。能效電廠是虛擬發(fā)電廠的一種模式。不同容量可調(diào)節(jié)可參與發(fā)電側(cè)和需求側(cè)需求側(cè)都可響應(yīng)需求側(cè)管理包含分布式電源和負(fù)荷只包含負(fù)荷用電設(shè)備節(jié)能減排和電能替代的社會效應(yīng)具有發(fā)電能力消減用電量相同不同虛擬同步發(fā)電機(jī)分布式電源為被控主體主要控制發(fā)/用電量主要控制分布式電源的端口逆變器模擬發(fā)電廠的某方面外特性時間尺度：穩(wěn)態(tài)時間域(分鐘級及以上)時間尺度：動態(tài)時間域(毫秒級/秒級)多個分布式電源與負(fù)荷儲能協(xié)調(diào)控制目前只控制單個分布式電源端口逆變器多類型技術(shù)綜合，并考慮商業(yè)運營模式電力電子器件控制技術(shù)歐洲與VPP相關(guān)的主要研究項目項目起止時間德國德國德國德國德國德國德國德國德國虛擬發(fā)電廠研究項目EVPP預(yù)測操作員EVPP的交互活動丹麥的丹麥的EVPP項目虛擬發(fā)電廠研究項目控制中心控制中心VPP的通訊結(jié)構(gòu)集中發(fā)電集中發(fā)電操作員交易商2市場虛擬發(fā)電廠研究項目虛擬發(fā)電廠研究項目DGDG代理萬竟價EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up6(價),格)EQ\*jc3\*hps37\o\al(\s\up13(競),價)竟價亮集中代理亮集中代理6荷蘭PM(電力匹配器)體系結(jié)構(gòu)虛擬發(fā)電廠研究項目單元息管理系統(tǒng)風(fēng)電場優(yōu)化調(diào)度負(fù)荷預(yù)測儲能聯(lián)產(chǎn)儲能聯(lián)產(chǎn)虛擬發(fā)電廠所具有的發(fā)電能力、需求響應(yīng)能力和可調(diào)節(jié)能力，取決于其組成成員潛力評估地區(qū)電網(wǎng)情況評估相關(guān)能源政策相關(guān)能源政策物理實體客觀莊反莊反經(jīng)濟(jì)性多維目標(biāo)函數(shù)2、虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度技術(shù)minΣf;(xj)優(yōu)點適用范圍有線通信光纖通信最大10Mb/s傳輸距離長，速率快，抗干擾建設(shè)成本高大型工業(yè)用戶，電動汽車充電站電力線載波傳輸距離長建設(shè)成本低依賴于已有電力線路，抗干擾能力差居民小區(qū)電力用戶，分布式電源以太無源光網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快，組網(wǎng)靈活初期投資高，不易擴(kuò)散工業(yè)園區(qū)，儲能電站無線通信全球微波接入系統(tǒng)建設(shè)成本低，覆蓋面積廣信號易受干擾移動的電動汽車功耗和成本低，容量比較大，安全性高傳輸速率低，距離短居民小區(qū)電力用戶分布式電源傳輸距離遠(yuǎn)，成本低傳輸速率低，安全性差電動汽車充電樁分布式電源虛擬發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)虛擬發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)4.虛擬發(fā)電廠技術(shù)參數(shù)固定技術(shù)參數(shù)固定技術(shù)參數(shù)動態(tài)技術(shù)參數(shù)變動輸入(輸出)動態(tài)技術(shù)參數(shù)所需時間提前量最小零輸出(輸入)量時間穩(wěn)定極限優(yōu)勢5.虛擬發(fā)電廠控制目標(biāo)機(jī)制靈活居用書有效控制一、虛擬發(fā)電廠概述二、國外虛擬發(fā)電廠案例三、虛擬發(fā)電廠規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)五、虛擬發(fā)電廠參與電力市場機(jī)制直接負(fù)荷控制可中斷服務(wù)在分時電價上疊加尖峰費率形成。在尖峰時段執(zhí)行尖峰費率，在非尖峰時段執(zhí)行分時電價超短期經(jīng)濟(jì)調(diào)度(容量計劃)電力市場即指以電力及其相關(guān)服務(wù)作為商品競爭的