考慮源-荷-儲(chǔ)互補(bǔ)特性的虛擬發(fā)電廠規(guī)劃與運(yùn)行策略

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(lái)承擔(dān)國(guó)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(guó)能源基金會(huì)資助的國(guó)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(lái)共計(jì)承擔(dān)或參與國(guó)家項(xiàng)目12項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目10項(xiàng)，國(guó)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(wàn)。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(guó)電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)一項(xiàng)，國(guó)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(wèn)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(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“考慮隨機(jī)過(guò)程的虛擬發(fā)電廠序貫優(yōu)化調(diào)度”,參與國(guó)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(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目。近年來(lái)，在國(guó)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(guó)內(nèi)外期刊審稿人。主編中國(guó)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(guò)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(yíng)模式運(yùn)營(yíng)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(guò)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(wèn)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(guó)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(yíng)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(guó)德國(guó)德國(guó)德國(guó)德國(guó)德國(guó)德國(guó)德國(guó)德國(guó)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(wàn)竟價(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(zhǎng)，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(zhǎng)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(wú)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(wú)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(guó)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)的市場(chǎng)，是月度月度日前電能量市場(chǎng)實(shí)時(shí)電能量市場(chǎng)電力市場(chǎng)輔助服務(wù)控制、有功備用服務(wù)(旋轉(zhuǎn)備用和非旋轉(zhuǎn)備用)將自然界蘊(yùn)藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠，并將電能Coordinator)職能是把供求雙方撮合在一起，而不必 ◆電力市場(chǎng)批發(fā)競(jìng)爭(zhēng)模式◆電力零售市場(chǎng)模式表輔助服務(wù)提供商輔助服務(wù)提供商獨(dú)立發(fā)電商大用戶照照獨(dú)立發(fā)電商輔助服務(wù)提供商零售商負(fù)荷聚合商到協(xié)調(diào)控制策協(xié)調(diào)控制策略J2E3分布式單元信息交互平臺(tái)電m優(yōu)化策略實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證虛擬發(fā)電廠仿真平臺(tái)電力分析電力分析(計(jì)算軟件包源信第撲鏈接虛擬發(fā)電!虛擬發(fā)電!優(yōu)化計(jì)算虛擬發(fā)電廠物理信息融合仿真平臺(tái)市場(chǎng)規(guī)則庫(kù)仿真測(cè)試系統(tǒng)報(bào)價(jià)策略報(bào)價(jià)策略碳交易市場(chǎng)分析碳交易市場(chǎng)分析輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則設(shè)置萬(wàn)智能本體知識(shí)庫(kù)發(fā)正交平在念高能效補(bǔ)充激勵(lì)發(fā)電高