国网翼北电力有限公司虚拟电厂的研究、设计、建设与运营
背景
国家电网为促进新能源消纳、降低调峰成本、提升电网运行效率，推动虚拟电厂建设。虚拟电厂利用“大云物移智链”等数字技术，聚合优化分布式电源、储能、负荷等资源，实现源网荷储协同互动，提供调峰、调频、备用等辅助服务。
虚拟电厂发展历程
- 1997年：虚拟电厂概念提出。
- 2000s：欧洲、北美、澳洲多国建设虚拟电厂工程。
- 2010年至今：储能、电动汽车、分布式能源、云计算等技术发展。
- 2013年至今：边缘计算技术应用。
- 2016年至今：区块链技术应用。
- 2017年：IEC首批虚拟电厂国际标准立项。
虚拟电厂架构研究
- 三级调控架构：正常态、紧急态。
- 虚拟电厂参与电网调控：调峰、调压、调频。
- 虚拟电厂系统架构：动态聚合多维度控制策略，实现信息指令交互。
工程架构
- 冀北虚拟电厂示范工程架构：
- 智能管控平台：集成能源运行管理、交易、服务功能。
- 云计算、物联网平台：实现设备数据和多方应用互动信息计算、存储。
- 两张网络：多能流网络与电力物联网络，覆盖张家口、秦皇岛、廊坊等地市电力用户。
- 通信网络：采用4G、5G移动通信网络，实现大并发量、低时延的海量数据传输。
- 边端建设：
- 边缘网关：即插即用，采用云边协同、边缘计算等技术。
- 智能终端：实现资源状态感知、柔性控制。
工程建设
- 工程一期：建设影响11类资源，容量16万千瓦，全国首个经国家能源局批复以市场化方式运营的可调容量4万千瓦虚拟电厂示范工程。
- 专项试点：张家口、北京、秦皇岛、唐山、廊坊等地区试点。
- 市场运营机制：可调节工商业负荷、储能、分布式光伏、电动汽车充电站等参与调峰市场。
运营实践
- 互动渠道：智能语音、UI引导、市场动态分析。
- 信息交互：建立24小时运营保障值班制度，每日采集数据上传，下发指令，保障示范工程可靠运行。
- 市场机制与商业模式：
- 市场机制：第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场规则。
- 商业模式：虚拟电厂参与调峰辅助服务市场化辅助服务交易。
- 运营流程：注册申报、运行结算、虚拟电厂业务运营商管理。
- 运营效果：优化用电曲线，促进新能源消纳。
- 运营效益：
- 总收益：160.40万元。
- 总调节里程：785万千瓦时。
- 平均出清价格：179.82元/MW。
国际合作
- 参与IEC《面向未来分布式电力系统的Stable grid operations in a future of distributed electric power》白皮书编制。
- 参与IEC《用例》国际标准制定。
开放创新
- 与国际组织、高校、企业合作，推动虚拟电厂技术发展。
服务绿色冬奥
- 冬奥场馆虚拟电厂智能管控平台，实现电网可调负荷、充电桩等资源协同优化。
