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(chǎng)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(jì)棄電量6920.5萬千瓦時(shí)，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(jì)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(tái))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(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備(3)應(yīng)能提供統(tǒng)計(jì)和分析功能，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能剩余容量、>用電負(fù)荷管理及預(yù)測(cè)功能過對(duì)能源交易市場(chǎng)中能源分時(shí)申報(bào)曲線及能源申報(bào)價(jià)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(duì)負(fù)荷高峰貢獻(xiàn)較多的重點(diǎn)行業(yè)及企業(yè)，以認(rèn)識(shí)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(tái)邀約響應(yīng)功能模塊，的時(shí)間段投切負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)平滑運(yùn)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(chǎng)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(yùn)(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(píng)估界(1)在線監(jiān)測(cè)：數(shù)據(jù)采集周期為30秒，上報(bào)虛擬電廠調(diào)控中心調(diào)控指令并在1分鐘內(nèi)(秒級(jí))開始執(zhí)行。荷集成商)有權(quán)根據(jù)實(shí)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(shí)時(shí)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(dòng)化系統(tǒng)、粉磨機(jī)(原料磨，水泥磨)4:輥壓機(jī)(定輥，動(dòng)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(shí)候使用18米的大型公交車，在非高峰期時(shí)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(shí)段。無序充電下開始充電時(shí)刻與系統(tǒng)負(fù)荷的峰時(shí)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(yùn)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(gè)主機(jī)(內(nèi)置不同數(shù)量的AC/DC單元模塊)合多個(gè)充電終端(槍)構(gòu)成一個(gè)充電系統(tǒng)，一個(gè)充電站由單個(gè)或者多個(gè)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(gè)不等。家到克電功率(e)歷史來電星統(tǒng)計(jì)(kW·h其中充電設(shè)備編號(hào)和接口標(biāo)識(shí)是單個(gè)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(gè)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(jí)，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(shí)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(shí)。當(dāng)輸出功率調(diào)節(jié)到100%時(shí)，填谷負(fù)荷可達(dá)到5MW,持續(xù)半小時(shí)。時(shí)針對(duì)電力公司需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，可將閑置電動(dòng)汽車在計(jì)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(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，將部份放電負(fù)荷全現(xiàn)電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)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(yùn)營管理綜合信息平臺(tái)統(tǒng)通過構(gòu)建統(tǒng)一的電動(dòng)汽車云端充電樁，打造友好、互動(dòng)的電動(dòng)汽車能源生態(tài)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)社區(qū)，對(duì)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(dòng)交互。打造云端充電監(jiān)控大屏，實(shí)時(shí)分項(xiàng)運(yùn)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(shí)，只需由調(diào)度中心將調(diào)峰的負(fù)荷曲線發(fā)送至運(yùn)營管理系統(tǒng)，運(yùn)營管理系統(tǒng)根據(jù)對(duì)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(dòng)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(dòng)汽車充樁的分散性，充電樁和運(yùn)營系統(tǒng)之間通常采電動(dòng)汽車充電樁與運(yùn)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(dòng)汽車充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(dòng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)DL/T634.5101《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)第5-101部份：傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》和DL/T634.5104《遠(yuǎn)動(dòng)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(dòng)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(shí)別幀、密鑰分配幀、遙信遙測(cè)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(dòng)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(gè)信息段：充電設(shè)備編號(hào)，接口標(biāo)識(shí)、功率控制參數(shù)、限定截止時(shí)間。虛擬電廠調(diào)控對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，這是因?yàn)槲┆?dú)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(dòng)汽充電方式的方式使系統(tǒng)回到安全運(yùn)行狀態(tài)，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(jí)電容的儲(chǔ)能系統(tǒng)換時(shí)間少于10毫秒，并網(wǎng)時(shí)用戶側(cè)電能質(zhì)量高于大電網(wǎng)單獨(dú)供低于4小時(shí)或者單一企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)不低于4小時(shí)。挖制模式直流充電樁圖4體面儲(chǔ)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(jià)W風(fēng)電、光伏向儲(chǔ)能Y+虛擬發(fā)電廠規(guī)劃與運(yùn)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(yáng)教授李揚(yáng)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(chǎng)、電力規(guī)劃、需求側(cè)管理、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(duì)成員近年來承擔(dān)國家自然科學(xué)基金六項(xiàng)、負(fù)責(zé)863子課題三項(xiàng)、參加863子課題兩項(xiàng)，完成美國能源基金會(huì)資助的國際合作課題五項(xiàng)。發(fā)表論文260余篇，申請(qǐng)專利四十余項(xiàng)，授權(quán)十五項(xiàng)。近三年以來共計(jì)承擔(dān)或參與國家項(xiàng)目12項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目10項(xiàng)，國家電網(wǎng)公司或南方電網(wǎng)公司項(xiàng)目14項(xiàng)，編寫論著3部，教材2本，編寫標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，累計(jì)科研經(jīng)費(fèi)近3000萬。2016年研究所團(tuán)隊(duì)成員獲得南方電網(wǎng)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，中國電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)一項(xiàng)，國家能源局軟科學(xué)獎(jiǎng)三研究所目前開設(shè)的本科、研究生課程包括電力市場(chǎng)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(shí)驗(yàn)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(chǎng)、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(xiàng)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(xiàng)，主持并參與完成多項(xiàng)省部級(jí)基金項(xiàng)目、國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目。近年來，在國內(nèi)外重點(diǎn)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(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、柔性負(fù)荷、電動(dòng)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(chǔ)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(yùn)行靈活性：針對(duì)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(duì)不同電力管理體制，適應(yīng)>需求側(cè)電價(jià)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(jià)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(yùn)行成本核算>市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)預(yù)測(cè) >輔助服務(wù)競(jìng)價(jià)模型>能源市場(chǎng)分析>綠色證書交易技術(shù)支持>多元能源互補(bǔ)運(yùn)行>各類型分布式源-荷互動(dòng)>虛擬發(fā)電廠實(shí)時(shí)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(dòng)時(shí)間>可調(diào)節(jié)變動(dòng)輸入/輸出運(yùn)營模式運(yùn)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)和零售市場(chǎng)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(chǔ)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(yùn)行狀態(tài)兩種運(yùn)行狀態(tài)(并網(wǎng)和孤島)所有者不同只有一個(gè)所有者有多個(gè)接入點(diǎn)只有一個(gè)PCC點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)和商業(yè)模式側(cè)重技術(shù)問題節(jié)電計(jì)劃和能效項(xiàng)目，獲得需方節(jié)約的電力資源。國際能源界將實(shí)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(huì)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(shí)間尺度：穩(wěn)態(tài)時(shí)間域(分鐘級(jí)及以上)時(shí)間尺度：動(dòng)態(tài)時(shí)間域(毫秒級(jí)/秒級(jí))多個(gè)分布式電源與負(fù)荷儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制目前只控制單個(gè)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(yùn)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(xiàng)目項(xiàng)目起止時(shí)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(xiàng)目EVPP預(yù)測(cè)操作員EVPP的交互活動(dòng)丹麥的丹麥的EVPP項(xiàng)目虛擬發(fā)電廠研究項(xiàng)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(chǎng)虛擬發(fā)電廠研究項(xiàng)目虛擬發(fā)電廠研究項(xiàng)目DGDG代理萬竟價(jià)EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up6(價(jià)),格)EQ\*jc3\*hps37\o\al(\s\up13(競(jìng)),價(jià))竟價(jià)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(xiàng)目單元息管理系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化調(diào)度負(fù)荷預(yù)測(cè)儲(chǔ)能聯(lián)產(chǎn)儲(chǔ)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(píng)估地區(qū)電網(wǎng)情況評(píng)估相關(guān)能源政策相關(guān)能源政策物理實(shí)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(diǎn)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(dòng)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(chǔ)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(hào)易受干擾移動(dòng)的電動(dòng)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(dòng)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(dòng)態(tài)技術(shù)參數(shù)變動(dòng)輸入(輸出)動(dòng)態(tài)技術(shù)參數(shù)所需時(shí)間提前量最小零輸出(輸入)量時(shí)間穩(wěn)定極限優(yōu)勢(shì)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(chǎng)機(jī)制直接負(fù)荷控制可中斷服務(wù)在分時(shí)電價(jià)上疊加尖峰費(fèi)率形成。在尖峰時(shí)段執(zhí)行尖峰費(fèi)率，在非尖峰時(shí)段執(zhí)行分時(shí)電價(jià)超短期經(jīng)濟(jì)調(diào)度(容量計(jì)劃)電力市場(chǎng)即指以電力及其相關(guān)服務(wù)作為商品競(jìng)爭(zhēng)的