面向工商業(yè)用戶的虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)與試點建設(shè)經(jīng)驗分析報告-培訓(xùn)課件

面向工商業(yè)用戶的虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)與試點建設(shè)經(jīng)驗二〇二三年七月12345背景與現(xiàn)狀關(guān)鍵技術(shù)目錄運營模式CONTENTS試點建設(shè)經(jīng)驗發(fā)展建議2一、背景與現(xiàn)狀1.業(yè)務(wù)背景新型電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源容量緊缺p

截至2023年5月，我國風(fēng)電、光伏裝機達到8.3億千瓦，預(yù)計全年裝機增加2億千瓦左右。p

大規(guī)模波動性可再生能源接入后，傳統(tǒng)“源隨荷動”?的電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)方式受到挑戰(zhàn)，靈活性調(diào)節(jié)資源容量不足。按2025年風(fēng)、光裝機10億千瓦測算，將產(chǎn)生5.62億千瓦的調(diào)節(jié)需求。單位:

億千瓦2020

2025

2030

2050波動性可再生能源發(fā)電規(guī)模511102153404靈活煤電機組傳統(tǒng)天然氣發(fā)電機組1.51.82.3調(diào)節(jié)手段抽水蓄能0.320.030.680.21.221.76.1電化學(xué)儲能可再生能源功率調(diào)節(jié)需求2.65725.95.62各類可再生能源累計裝機規(guī)模1系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求預(yù)測231?數(shù)據(jù)于中電聯(lián)歷年《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告》2?依據(jù)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》等預(yù)測一、背景與現(xiàn)狀2.政策現(xiàn)狀???????為了深入貫徹黨中央關(guān)于“雙碳”的重大戰(zhàn)略部署，國務(wù)院及有關(guān)部委陸續(xù)頒布了相關(guān)規(guī)劃及方案，要求以數(shù)字化、智能化技術(shù)助力源網(wǎng)荷儲智慧融合發(fā)展。“云大物移智鏈邊”等數(shù)字化、智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲各側(cè)逐步融合應(yīng)用，推動傳統(tǒng)電力配置方式由部分感知、單向控制、計劃為主向高度感知、雙向互動、智能高效轉(zhuǎn)變。適應(yīng)新能源大規(guī)模發(fā)展的平衡控制和調(diào)度體系逐步建成，源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)能力大幅提升。《關(guān)于印發(fā)2030年前碳

《關(guān)于印發(fā)?“十四五”

《關(guān)于完善能源綠色低碳

《關(guān)于推進新型電力負(fù)荷

國家能源局《關(guān)于公開

《關(guān)于加快推進能源數(shù)

國家能源局《新型電力達峰行動方案的通知》

現(xiàn)代能源體系規(guī)劃的通知

轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施

管理系統(tǒng)建設(shè)的通知》

征求電力現(xiàn)貨市場基本

字化智能化發(fā)展的若干

系統(tǒng)發(fā)展藍皮書（征求（國發(fā)〔2021〕23號）

》（發(fā)改能源〔2022〕

的意見》（發(fā)改能源〔

（發(fā)改辦運行〔2022〕

規(guī)則、電力現(xiàn)貨市場監(jiān)

意見》（發(fā)改能源）意見稿）》）210號）2022〕206號）471號）管辦法意見的通知》2021.102022.1.292022.1.302022.6.242022.11.252023.3.312023.6.2大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力。引導(dǎo)自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負(fù)荷、工商業(yè)可中斷負(fù)荷、電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。省級電網(wǎng)基本具備5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。大力提升電力負(fù)荷彈性。整合分散需求響應(yīng)資源，引導(dǎo)用戶優(yōu)化儲用電模式，高比例釋放居民、一般工商業(yè)用電負(fù)荷的彈性。爭到?2025?年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到推動將需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源納入電力電量平衡，探索建立以市場為主的需求響應(yīng)補償機制，全面調(diào)查評價需求響應(yīng)資源并建立分級分類清單，形成動態(tài)的需求響應(yīng)資源做好“雙碳”目標(biāo)背景下的電力安全保供工作，加強電力運行調(diào)節(jié)，深化電力負(fù)荷管理，2025年

，

系

統(tǒng)負(fù)荷控制能力達到本地區(qū)最大負(fù)荷20%以上，負(fù)荷監(jiān)測能力達到

本

地

區(qū)

最

大

負(fù)

荷70%以上。推動電力用戶、售電企業(yè)和儲能、分布式發(fā)電、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場主體參與電力現(xiàn)貨交易，充分激發(fā)和釋放用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力。以數(shù)字化智能化電網(wǎng)支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，提高負(fù)荷預(yù)測精度和新型電力負(fù)荷智能管理水平，推動負(fù)荷側(cè)資源分層分級分類聚合及協(xié)同優(yōu)化管理，加快推動負(fù)荷側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。數(shù)字化、智能化技術(shù)助力源網(wǎng)荷儲智慧融合發(fā)展。推動傳統(tǒng)電力配置方式由部分感知、單向控制、計劃為主向高度感知、雙向互動、智能高效轉(zhuǎn)變。最大負(fù)荷的3%～5%。

庫。4一、背景與現(xiàn)狀2.政策現(xiàn)狀類別

發(fā)文單位國家政策名稱相關(guān)內(nèi)容國家發(fā)展改革委

《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》

開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶側(cè)儲能、新國家能源局（發(fā)改能源〔2022〕210號）

能源汽車與電網(wǎng)（V2G)能量互動等各類資源聚臺的虛擬電廠示范。政策《北京市“十四五”時期能源發(fā)展發(fā)揮電力在能源互聯(lián)網(wǎng)中的紐帶作用，挖掘需求響應(yīng)資源，聚集大型商務(wù)規(guī)劃》（京政發(fā)〔2022〕10號）

樓宇、電動汽車和儲能設(shè)施等資源，建設(shè)虛擬電廠。北京市人民政府《上海市瞄準(zhǔn)新賽道促進綠色低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案（2022—2025年）》（滬府辦發(fā)〔2022〕12號）上海市人民政府辦公廳加快布設(shè)新能源終端和智能電網(wǎng)設(shè)施，發(fā)揮新能源微電網(wǎng)、智慧減碳虛擬電廠等項目示范作用，推動光儲直柔等智能電網(wǎng)應(yīng)用。上海市機關(guān)事務(wù)

《上海市公共機構(gòu)綠色低碳循環(huán)發(fā)公共機構(gòu)綠色建筑應(yīng)積極推進建筑負(fù)荷柔性改造工作，逐步開展電力需求省市政策管理局展行動方案》響應(yīng)試點，構(gòu)建“城市電倉”，探索建設(shè)虛擬電廠。深圳市發(fā)展和改

《深圳市培育發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)集群積極鼓勵在新能源汽車V2G、建筑、商業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域開展需求側(cè)響應(yīng)示革委員會行動計劃（2022-2025年）》范應(yīng)用，試點建設(shè)虛擬電廠平臺，打造車網(wǎng)互動“千車千樁”示范工程。推動電動汽車、氫燃料電池、智慧節(jié)能建筑等能源與交通、建筑領(lǐng)域的跨界融合，探索推廣V2G、商業(yè)儲能、虛擬電廠、“光伏+”等新型商業(yè)模湖北省人民政府

《湖北省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃辦公廳

》（鄂政發(fā)〔2022〕13號）式。5一、背景與現(xiàn)狀3.業(yè)務(wù)現(xiàn)狀工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源潛力巨大，不同行業(yè)調(diào)節(jié)情況參差不齊。截至2021年底，削峰負(fù)荷排名中前15的行業(yè)均為工業(yè)，合計2078.20萬千瓦，占可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源庫容量的35.52%，其中行業(yè)主要集中在水泥、石灰和石膏制造、鋼壓延加工、煉鋼等；截至2021年底，填谷負(fù)荷排名中前15的行業(yè)均為工業(yè)，合計674.56萬千瓦，占可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源庫容量的45.38%，其中行業(yè)主要集中在鋼壓延加工、煉鋼、電子和電工機械專用設(shè)備制造等。分行業(yè)（中類）削峰節(jié)負(fù)荷前15行業(yè)資源情況分行業(yè)（中類）填谷節(jié)負(fù)荷前15行業(yè)資源情況20001800160014001200100080060040020065432103503002502001501005087654321000行業(yè)名稱行業(yè)名稱6占資源庫的比例（%）用戶數(shù)（戶）容量（萬千瓦）用戶數(shù)（戶）容量（萬千瓦）占資源庫的比例（%）一、背景與現(xiàn)狀4.面臨的挑戰(zhàn)u

用戶種類繁多，感知交互難度大。需求側(cè)用戶類型種類多，因其生產(chǎn)特殊性，生產(chǎn)負(fù)荷模型感知監(jiān)測也不相同，設(shè)備品牌型號繁多，用戶設(shè)備信息及相關(guān)參數(shù)采集及監(jiān)測難度大。u

信息獲取不健全，可調(diào)節(jié)潛力評估準(zhǔn)確度低?？烧{(diào)節(jié)潛力分析涉及氣候、地域、用戶等多種因素，受用戶生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)安排影響極大，而相關(guān)信息涉及用戶核心數(shù)據(jù)，獲取困難，不健全信息導(dǎo)致不同應(yīng)用場景下的多時空尺度可調(diào)節(jié)潛力評估準(zhǔn)確度不高。分析預(yù)測u

用戶生產(chǎn)約束多，設(shè)備控制風(fēng)險高。在接受用戶委托，對用戶側(cè)設(shè)備調(diào)節(jié)控制時，要考慮用控制優(yōu)化機制模式戶設(shè)備實時運行狀態(tài)，操作難度大，如引起用戶設(shè)備損壞等風(fēng)險，責(zé)任界定問題比較棘手。u

市場機制不成熟，用戶常態(tài)化參與意愿低。單個工商業(yè)用戶調(diào)節(jié)能力有限，參與頻次少，用戶收益不高，導(dǎo)致用戶參與度較低，用戶改造實施較困難。u

需求側(cè)資源參與電網(wǎng)互動標(biāo)準(zhǔn)化工作仍處于起步階段。多元用戶負(fù)荷參與電網(wǎng)互動時，各類用電設(shè)備、系統(tǒng)接口未按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展建設(shè)，導(dǎo)致用戶系統(tǒng)貫通和設(shè)備數(shù)據(jù)接入難度高、用戶側(cè)互動能力建設(shè)改造成本高居不下。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用12345背景與現(xiàn)狀關(guān)鍵技術(shù)目錄運營模式CONTENTS試點建設(shè)經(jīng)驗發(fā)展建議8二、關(guān)鍵技術(shù)1.潛力動態(tài)分析-物理建模分析（1）明確行業(yè)生產(chǎn)流程、經(jīng)營規(guī)律、生活特性及關(guān)鍵用電設(shè)備。分別對工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民、新興負(fù)荷進行生產(chǎn)工藝流程、典型用電設(shè)備及負(fù)荷特性分析，明確用戶負(fù)荷類型、功率、典型設(shè)備負(fù)荷占比等。（2）分析行業(yè)單體設(shè)備調(diào)節(jié)模式、調(diào)節(jié)方法，建立設(shè)備可調(diào)節(jié)潛力分析模型。結(jié)合用戶的生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)經(jīng)營/生活習(xí)慣，分析典型設(shè)備功率調(diào)節(jié)方式、調(diào)節(jié)容量、調(diào)節(jié)速度等，基于不同調(diào)節(jié)模式確定設(shè)備調(diào)節(jié)潛力上下限。（3）綜合考慮多類型設(shè)備響應(yīng)率及與用戶意愿，分析典型行業(yè)用戶可調(diào)節(jié)分析潛力?？紤]行業(yè)用戶參與意愿、多類型設(shè)備響應(yīng)率、產(chǎn)品質(zhì)量影響、用電成本等因素，聚合形成行業(yè)用戶可調(diào)節(jié)潛力的上限和下限。用戶參與意愿工業(yè)用戶商業(yè)用戶居民用戶新興負(fù)荷用戶約束及影響因素?可調(diào)節(jié)負(fù)荷潛力上限行業(yè)可調(diào)節(jié)潛力生產(chǎn)工藝流程商業(yè)類型城鎮(zhèn)/鄉(xiāng)村用電規(guī)律設(shè)備互動響應(yīng)率關(guān)鍵用電設(shè)備經(jīng)營時間用電模式發(fā)展規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營情況可調(diào)節(jié)負(fù)荷潛力下限用戶設(shè)備用電特性、調(diào)節(jié)模式、調(diào)節(jié)方法、調(diào)節(jié)速度等用電及調(diào)節(jié)成本典型用戶多類型用電設(shè)備可調(diào)節(jié)潛力分析模型9二、關(guān)鍵技術(shù)1.潛力動態(tài)分析-數(shù)據(jù)聚類分析（1）宏觀負(fù)荷分析。橫向聚類分析不同行業(yè)/企業(yè)的用電負(fù)荷，得出具有避峰、迎峰等特性的企業(yè)?？v向聚類分析行業(yè)/用戶年負(fù)荷數(shù)據(jù)，得到其可移峰、移時的潛力。（2）?微觀負(fù)荷與工藝分析。構(gòu)建生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工序網(wǎng)絡(luò)圖，對每道工序的時間可調(diào)節(jié)潛力進行分析，通過設(shè)備調(diào)研和行業(yè)專家調(diào)研，對每道工序的可調(diào)節(jié)潛力容量進行分析。（3）典型行業(yè)的可調(diào)節(jié)潛力分析。典型行業(yè)可調(diào)節(jié)潛力可以由取樣行業(yè)的可調(diào)節(jié)潛力進行集合運算得到，通過取并集獲得可調(diào)節(jié)潛力的上包絡(luò)線和下包絡(luò)線，通過取交集獲得置信度較高的可調(diào)節(jié)潛力值（或區(qū)間）。宏觀負(fù)荷分析橫向聚類分析微觀負(fù)荷與工藝分析典型行業(yè)可調(diào)節(jié)潛力分析縱向聚類分析典型行業(yè)

典型用戶典型行業(yè)聚類典型用戶聚類企業(yè)生產(chǎn)工序網(wǎng)絡(luò)圖不用電設(shè)備調(diào)節(jié)方式同

數(shù)據(jù)

迎

避聚類曲線分析潛力推算典型日分析潛力推算年負(fù)荷

聚類

年負(fù)荷

聚類數(shù)據(jù)

分析

數(shù)據(jù)

分析行業(yè)之間峰

峰特

特性

性生產(chǎn)工序可調(diào)潛力橫向分析設(shè)備調(diào)研專家調(diào)研行業(yè)特性用戶特性生產(chǎn)工序可調(diào)容量典型行業(yè)可調(diào)節(jié)潛力值（區(qū)間）10二、關(guān)鍵技術(shù)2.適應(yīng)調(diào)峰調(diào)頻場景的協(xié)調(diào)控制策略針對工業(yè)用戶生產(chǎn)負(fù)荷及非生產(chǎn)負(fù)荷、商業(yè)樓宇空調(diào)負(fù)荷、照明負(fù)荷及其他設(shè)備，結(jié)合用戶設(shè)備實時運行狀態(tài)，采用電壓型、電流型、頻率型等控制技術(shù)對用戶側(cè)設(shè)備進行調(diào)節(jié)控制，構(gòu)建適應(yīng)調(diào)峰調(diào)頻場景的設(shè)備級、用戶級、區(qū)域級負(fù)荷調(diào)控方案。11二、關(guān)鍵技術(shù)2.適應(yīng)調(diào)峰調(diào)頻場景的協(xié)調(diào)控制策略鐵合金企業(yè)主要用電負(fù)荷為礦熱爐，根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)?GB?21341-2017?鐵合金單位產(chǎn)品能源消耗限額》規(guī)定，新建及改建的鐵合金礦熱電爐應(yīng)采用矮煙罩半封閉或全封閉型，容量不小于25MVA。根據(jù)鐵合金礦熱爐通常采用恒電壓控制、生產(chǎn)電流在一定范圍內(nèi)波動不會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響等特點，設(shè)計鐵合金日前計劃、日內(nèi)調(diào)節(jié)用電功率控制策略，通過調(diào)節(jié)鐵合金礦熱爐電極深度，實現(xiàn)鐵合金企業(yè)用電功率控制。12鐵合金用戶日負(fù)荷曲線鐵合金礦熱爐電極控制鐵合金用戶功率控制策略二、關(guān)鍵技術(shù)3.面向多元電力市場的報量報價策略虛擬電廠主要參與能量市場和輔助服務(wù)市場。虛擬電廠參與能量市場機制為：首先，預(yù)估本輪各自競價電量；其次，根據(jù)交易中心發(fā)布的信息，上報價格和供給量；最后經(jīng)交易中心撮合競價并統(tǒng)一出清后，以出清價格進行結(jié)算。虛擬電廠可參與的輔助服務(wù)類別主要有調(diào)峰輔助服務(wù)、調(diào)頻輔助服務(wù)和備用市場。虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場機制為：首先，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)布的信息，參與日前申報；最后，經(jīng)調(diào)度中心出清結(jié)果。13VPP參與能量市場交易機制VPP參與輔助服務(wù)市場交易機制二、關(guān)鍵技術(shù)3.面向多元電力市場的報量報價策略虛擬電廠參與電力市場報量報價主要有三種策略，分別為基于預(yù)測出清電價的策略、基于博弈論的策略和自適應(yīng)學(xué)習(xí)的策略。第一種是以略低于交易歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測模型得出的預(yù)測出清值進行報價；第二種是根據(jù)估計競爭行為，進行邊際報價；第三種是用Q學(xué)習(xí)算法模擬博弈過程，進行更完善的報價?；陬A(yù)測出清電價的策略基于博弈論的策略自適應(yīng)學(xué)習(xí)的策略p

第一步：根據(jù)電力市場的交易的歷史數(shù)據(jù)修正預(yù)測模型，并將電力市場出清電價的預(yù)測值提交給VPP參考；p

第一步：將競爭VPP等效為一個競爭VPP，根據(jù)現(xiàn)有的競價博弈模型估計競爭VPP的行為，作為VPP博弈的策略集；p

第一步：VPP依據(jù)交易的歷史數(shù)據(jù)，判斷電力市場實時狀態(tài)，制定有利于自身利益的報價策略。p

第二步：用Q學(xué)習(xí)算法模擬博弈過程。依據(jù)此自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型，預(yù)測競爭VPP可能采取的行為，有效避免VPP在競價過程中對市場狀態(tài)的錯誤判斷，進一步完善報價機制，提高報價效率。p

第二步：VPP以略低于預(yù)測出清電價來制定競標(biāo)時刻的報價，確保自身機組發(fā)電容量能夠全部參與市場交易，同時保證自身利潤達到最大化。p

第二步：依據(jù)估計到的競爭對手反應(yīng)調(diào)整報價策略，使自己作為邊際報價，博弈模型的納什均衡策略組合即為VPP參與博弈的最佳競爭策略。14二、關(guān)鍵技術(shù)4.針對所聚合單體用戶的響應(yīng)效果評估核證技術(shù)依據(jù)《GB/T?37016-2018?電力用戶需求響應(yīng)節(jié)約電力測量與驗證技術(shù)要求?》，通過對單體用戶的基線負(fù)荷計算、互動有效性判定、節(jié)約電力（或消納填谷電量）計算，并按照補貼規(guī)則對用戶進行結(jié)算。節(jié)約電力有效計算互動結(jié)算基線負(fù)荷有效性判定消納填谷電量1.基礎(chǔ)分析2.判定3.計算4.結(jié)算15二、關(guān)鍵技術(shù)4.針對所聚合單體用戶的響應(yīng)效果評估核證技術(shù)節(jié)約電力計算響應(yīng)有效性判定第一步：以T0為周期，記錄執(zhí)行需求響應(yīng)當(dāng)日需求響應(yīng)期所轄各數(shù)據(jù)采集時刻的負(fù)荷值，得到用戶需求響應(yīng)期的實測負(fù)荷通過需求響應(yīng)削減用電負(fù)荷時，電力用戶（負(fù)荷集成商）在需求響應(yīng)過程中如同時滿足：第二步：節(jié)約電力即為基線負(fù)荷平均值與實測負(fù)荷平均值的差，①響應(yīng)時段最大負(fù)荷不高于基線最大負(fù)荷；②響應(yīng)時段平均負(fù)荷低于基線平均負(fù)荷，其差值大于等于響應(yīng)能力確認(rèn)值的80%，則視為有效響應(yīng)，否則視為無效響應(yīng)。其差值大于響應(yīng)能力確認(rèn)值的120%，按照響應(yīng)能力確認(rèn)值的120%計算。消納（填谷）電量計算利用用戶的歷史用電負(fù)荷信息計算用戶的需求響應(yīng)基線負(fù)荷，同時根據(jù)用戶在參與需求響應(yīng)過程中的用電負(fù)荷信息、響應(yīng)持續(xù)時間等，計算用戶消納的可再生能源電量。16二、關(guān)鍵技術(shù)5.考慮電網(wǎng)安全的虛擬電廠入網(wǎng)測試技術(shù)虛擬電廠通過先進的通信系統(tǒng)，調(diào)控電力資源的傳輸與分配。虛擬電廠接入電網(wǎng)時，廣泛存在通信延遲、電壓波動等問題，可能威脅電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。為了保障虛擬電廠與電力系統(tǒng)的可靠運行，需結(jié)合各類資源的特性，形成構(gòu)建通信、物理全方位測試技術(shù)，實現(xiàn)對虛擬電廠入網(wǎng)的安全測試。資源特性接入判定通信測試物理測試VPP內(nèi)部資源種類：源：分布式光伏???????分散式風(fēng)電荷：可調(diào)節(jié)負(fù)荷???????可轉(zhuǎn)移負(fù)荷儲：分布式儲能接口功能一致性測試與驗證:正常：響應(yīng)調(diào)度命令能力的特征參數(shù)測試異常：運行特征測試（電壓，頻率異常響應(yīng)測試）故障：離網(wǎng)能力的測試（離網(wǎng)與重新并網(wǎng)）機密性：安全協(xié)議與通信測試有效性：安全配置和訪問控制測試安全性：模擬攻擊與滲透測試潛在性：漏洞掃描和安全審計一???致：能接入?不一致：不接入?微服務(wù)架

啟發(fā)式符合規(guī)范要求否運行特性調(diào)節(jié)特性響應(yīng)特性協(xié)議加密性驗證身份認(rèn)證有效性構(gòu)算法整改建議是有限狀態(tài)

規(guī)劃算機技術(shù)漏洞威脅潛在性數(shù)據(jù)傳輸安全性法運行17二、關(guān)鍵技術(shù)6.虛擬電廠運行仿真技術(shù)虛擬電廠運行仿真技術(shù)可為虛擬電廠運行提供決策支持和運行方案參考。仿真平臺由基本信息管理模塊、運行功能模塊以及能效評估模塊所構(gòu)成。仿真運行的步驟是：首先，考慮資源和負(fù)荷的各種特性，建立基于時空與時間的分布模型；其次，根據(jù)資源和負(fù)荷的分布模型建立虛擬電廠各單元數(shù)學(xué)模型，并構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件；最后，在設(shè)置完仿真參數(shù)后開展運行仿真并根據(jù)仿真結(jié)果及目標(biāo)進行分析評估?；拘畔⒐芾砟K資源及負(fù)荷時空時間分布模型建模虛擬發(fā)電機組類型管理虛擬發(fā)電機組元數(shù)據(jù)管理資源時空耦合特性資源時空耦合差異性負(fù)荷類型及其特性負(fù)荷關(guān)聯(lián)性運行功能模塊資源時空時間分布模型負(fù)荷時空時間分布模型負(fù)荷預(yù)測仿真模塊基于用戶特性的負(fù)荷預(yù)測仿真基于時間維度的負(fù)荷預(yù)測仿真虛擬電廠負(fù)荷預(yù)測仿真虛擬電廠內(nèi)部建模及仿真目標(biāo)構(gòu)建風(fēng)機模型光伏模型儲能模型負(fù)荷模型發(fā)電調(diào)度仿真模塊有功損耗最小確定目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建約束條件調(diào)度成本最小資源預(yù)測評估電壓偏差最小響應(yīng)評估能效評估模塊仿真運行及評估負(fù)荷預(yù)測評估參數(shù)設(shè)置仿真運行分析評估18虛擬電廠仿真運行平臺總體架構(gòu)虛擬電廠仿真步驟12345背景與現(xiàn)狀關(guān)鍵技術(shù)目錄運營模式CONTENTS試點建設(shè)經(jīng)驗發(fā)展建議19三、運營模式1.虛擬電廠參與交易品種虛擬電廠參與電網(wǎng)互動可為電網(wǎng)和市場主體提供價值，包括縮小峰谷差，幫助電網(wǎng)平穩(wěn)運行；幫助市場主體減輕偏差考核壓力；以低成本替代傳統(tǒng)機組提供調(diào)峰輔助服務(wù)等。具體而言，虛擬電廠可參與多時間尺度的需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、電能量交易。目前以單邊交易為主，未來有望進一步培育虛擬電廠市場參與能力，以發(fā)電側(cè)等同身份參與雙邊交易。市場

時間尺度

交易區(qū)域交易組織形式典型省份中長期湖北：每年按日前最高限價20元/kW，日內(nèi)最高限價25元/kW組織交易。需求響應(yīng)多采用邀約單邊報量固定標(biāo)準(zhǔn)補貼、單邊報量報價邊際出清省內(nèi)甘肅：日內(nèi)提前2小時向市場主體發(fā)布中標(biāo)時段、響應(yīng)負(fù)荷、邊際價格。市場初期，需求響應(yīng)市場交易時序根據(jù)省間現(xiàn)貨市場實際出清情況相應(yīng)順延。短期中長期省內(nèi)、區(qū)域暫無，可參考江蘇、湖北調(diào)節(jié)容量簽約形式?？商剿麟p邊點對點交易。單邊報量固定標(biāo)準(zhǔn)補貼、單邊報輔助服務(wù)量報價邊際出清、雙邊協(xié)商、雙

上海調(diào)峰：實時市場申報容量單位為?0.01MW，時間單位為15分鐘，最短短期中長期現(xiàn)貨省內(nèi)、區(qū)域

邊競價邊際出清、掛牌交易等省內(nèi)、區(qū)域

雙邊協(xié)商、掛牌、集中競價省內(nèi)、區(qū)域

分段報量報價邊際出清持續(xù)時間為30分鐘。報價上限值為400?元/MWh。重慶調(diào)頻：市場初期暫定調(diào)頻容量價格為日前3元/MW，日內(nèi)10元/MW。暫無，該品種應(yīng)主要考慮小型發(fā)電機組聚合參與交易。電能量山西：“負(fù)荷類”虛擬電廠以“報量報價”方式參與現(xiàn)貨市場。每日各交易時段分別申報用電負(fù)荷上下限以及遞減的3-10段用電電力-價格曲線，按20照“負(fù)發(fā)電”模式參與現(xiàn)貨市場出清，形成現(xiàn)貨運行日用電計劃曲線。三、運營模式2.虛擬電廠參與需求響應(yīng)虛擬電廠可以廣泛參與省級電力需求響應(yīng)，主要流程包括虛擬電廠資源聚合、需求響應(yīng)注冊簽約、可調(diào)節(jié)潛力分析預(yù)測、響應(yīng)指令下達、優(yōu)化調(diào)節(jié)策略執(zhí)行、互動調(diào)節(jié)效果評估以及補貼效益測算。響

應(yīng)

指

令

下

達需

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響

應(yīng)

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簽

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估2461357虛

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化

調(diào)

節(jié)

策

略

執(zhí)

行補

貼

效

益

測

算21三、運營模式3.虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場交易申報500045004000350030002500200015001000500負(fù)荷曲線申報曲線輔助服務(wù)市場由調(diào)度中心組織，通常對需求側(cè)資源（虛擬電廠、儲能等）設(shè)獨立交易品種，包括調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)，部分地區(qū)將調(diào)峰進一步細(xì)分為調(diào)峰（升負(fù)荷）和頂峰（減負(fù)荷）輔助服務(wù)。負(fù)荷類虛擬電廠主要參與減負(fù)荷輔助服務(wù)。0

000

00.30.30.30.30.3000000評估市場風(fēng)險，簽訂代理協(xié)議/合同動態(tài)預(yù)測負(fù)荷需求與可調(diào)節(jié)潛力00

0

0

0

0

0

0分析市場行情015min時間點市場決策與量（曲線）價申報13:00-13:15出清結(jié)果12:45-13:00出清結(jié)果12:30-12:45出清結(jié)果交易出清交易公告……16014012010080250優(yōu)化調(diào)控策略與用電計劃編制結(jié)算盈利分成與效果考核250跟蹤交易結(jié)果執(zhí)行05010015020025022預(yù)出清三、運營模式4.虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場時段下限上限在虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場探索中，山西先行將虛擬電廠引入日前現(xiàn)貨市場。在山西交易規(guī)則中工商業(yè)虛擬電廠主要應(yīng)歸類于負(fù)荷類虛擬電廠，具體交易步驟為日前申報各時段負(fù)荷上下限與3-10段遞減的價格曲線，按“負(fù)發(fā)電”的模式參與出清，形成次日用電計劃曲線；或按月確定參與調(diào)節(jié)時段，?日前申報調(diào)節(jié)容量。00:15-06:0006:15-12:0012:15-16:0016:15-21:0021:15-14:00Pmini0.8PminiPmini1.2PmaxiPmaxiPmaxi0.8PminiPminiPmaxi1.2Pmaxi4003503002502001502300.511.522.512345背景與現(xiàn)狀關(guān)鍵技術(shù)目錄運營模式CONTENTS試點建設(shè)經(jīng)驗發(fā)展建議24四、試點建設(shè)經(jīng)驗1.虛擬電廠建設(shè)總體方案?

資源層：通過部署虛擬電廠終端、負(fù)荷監(jiān)測模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊等設(shè)備，實現(xiàn)多類型用戶資源和負(fù)荷聚合商等虛擬發(fā)電資源的資源感知、監(jiān)測和聚合管理。?

網(wǎng)絡(luò)層：通過4G/5G專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)資源層與平臺層的數(shù)據(jù)上傳和指令下發(fā)。?

平臺層：通過高載能負(fù)荷終端直連或聚合系統(tǒng)聚合接入兩種方式接入虛擬電廠運營管控平臺，虛擬電廠運營管控平臺對各類虛擬發(fā)電資源實現(xiàn)聚合管理、潛力預(yù)測、運行管控、效果評估等能力。25四、試點建設(shè)經(jīng)驗2.樓宇空調(diào)負(fù)荷在線聚合樓宇空調(diào)負(fù)荷具備調(diào)節(jié)速度快、互動效果好等優(yōu)勢，但分布零散、體量龐大、類型多樣，改造成本高。通過與美的等主流家電廠商合作，借助家電廠商的用戶運營能力，從互聯(lián)網(wǎng)側(cè)接入海量空調(diào)負(fù)荷，進而起到低成本、便捷化、可復(fù)制、規(guī)?；木酆闲?yīng)。2023年，已在北京、上海、浙江、河北、河南、四川、福建等省份開展了試點驗證。四、試點建設(shè)經(jīng)驗3.高載能工業(yè)負(fù)荷試點示范工業(yè)企業(yè)用戶調(diào)節(jié)潛力巨大，但受用戶意愿、生產(chǎn)工藝等因素影響，無法精準(zhǔn)高效調(diào)節(jié)。在甘肅選取碳化硅典型高載能工業(yè)企業(yè)，分析其生產(chǎn)特性、工藝特性，制定匹配用戶生產(chǎn)需求的調(diào)控策略。在用戶側(cè)部署虛擬電廠終端等設(shè)備，將企業(yè)電爐等可調(diào)節(jié)資源接入省級平臺統(tǒng)一調(diào)控，形成不低于2MW的虛擬發(fā)電能力，實現(xiàn)高載能工業(yè)可調(diào)資源的可觀、可測、可調(diào)、可用。四、試點建設(shè)經(jīng)驗4.大型商業(yè)樓宇試點示范商業(yè)樓宇用戶對于室內(nèi)溫度要求較高，用戶意愿是需重點考慮的因素。在浙江地區(qū)選取大型商超、辦公樓、學(xué)校等商業(yè)樓宇用戶，在用戶側(cè)部署虛擬電廠終端、環(huán)境監(jiān)測裝置等設(shè)備，通過調(diào)節(jié)空調(diào)出水溫度、電流比等方式，在不影響用戶體感的情況下實現(xiàn)分鐘級柔性調(diào)控。28四、試點建設(shè)經(jīng)驗5.需求側(cè)可調(diào)節(jié)潛力分析系統(tǒng)2022年8月15日由于陜西省關(guān)中大部、陜南大部出現(xiàn)?35-38℃，導(dǎo)致11:00-22:00?時段內(nèi)出現(xiàn)電力平衡缺口，以晚高峰17:00為例，全省負(fù)荷調(diào)節(jié)需求