虚拟电厂发展模式与技术形态思考

一、概念内涵1.背景与形势口新型电力系统建设快速推进，分布式电源、电动汽车等新兴资源发展迅猛，源荷双侧随机特性品显系统灵活性调节资源容量严重不足预计到2030年极端情况下电网灵活性调节资源缺口为71亿干瓦口国家高度重视虚拟电厂建设发展，在相关政策文件中提出将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡，实施需求侧协同能力提升行动建设批虚拟电厂，支持虚拟电厂智能微电网等新型经营主体创新发展单位：亿干瓦波动性可再生能源发5电规模灵活煤电机组1传统调节手段天然气发电机组抽水蓄能0.32电化学储能0.03合计2.35灵活性调节资源缺口2.65系统调节需求预测1.依据《十四五现代能源体系规划》国家能源局电力工业数据居等预测 皖20302050中华人是共帮需中英人民政所国家能减162545713201.51.82.30.621.21.70.7526.128:61830.16.13714.9关于印发电力需求侧管理《关于印发加快构建新型《关于支持电力领域新型经营主办法（2023年版）的通知》电力系统行动方案体创新发展的指导意见》（20242027年）的通知 一、概念内涵2.概念来源1997年欧洲经济学家西蒙阿韦布赫（ShimonAwerbuch）首次提出虚拟公共设施概念“独立月以市场为驱动的实体开展灵活合作无需拥有相应资产便可为消费者提供所需服务”并对应对不确定性的聚合形态电力产业结构进行了详细描述21世纪初，要分布在欧洲美国和澳大利亚等地，但各国虚拟电厂形态各有侧重The Virtual UtilityAccounting Technotogy&CompetitiveAspectsoftheEmergingIndustnyBdoke1997OverviewEditors:ShimonAwerbuch,AlistairPreston《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》1虚拟电厂（VirtualPowerPlant）概念在2003年由戴尔曼在《虚以电厂单元进行管理和调节定义首次明确，是在2023年发布的国际标准（EC63189虚拟电厂：第1部分》中 欧洲国家基于此概念！开展了虚拟电厂实践。目前，虚拟电厂主欧洲：以分布式电源储能资源为主，主要针对分布式电源可靠并网和电力市场运营美国：聚焦负荷资源聚合调配，推动小规模分布式电源参与电力市场澳大利亚：以用户侧储能为主，提供频率控制辅助服务一种能源生产新观点？》中首次明确提出，描述为“冒在将分散的单元耦合起来，由名为能源管理系统的中央能源3实现分布式发电储能设备和可控负荷的聚合，优化和控制的组织或系统 一、概念内涵3.国内发展2025年3月，国家发改委、国家能源局印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》，在明确定义定位因地制宜发展提升建设运行水平参与电力市场提高安全运行水平推动技术创新和标准规范建设方面进行了任务部署各地政府出台支持政策，完善电力市场交易规则，加速推动虚拟电厂项目落地，通过市场化方式参与系统调节。全国已有11个省份出台省级虚拟电厂专项政策，9个省份现货规则，10个省份辅助服务规则设计了虚拟电厂参与机制国家发展和政革委员会国家能源国家发展改草委国家能源局关于加快推选虚教世广发最的折导意见关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见 36%已明碗巨出台哲未出合649暂未明碗现货省份市场规则虚拟省级虚拟电厂专项政策发布情况电厂参与机制设计情况 概念内涵4.虚拟电厂定义中国电科院：虚拟电厂广是指利用数化智能化等先进技术将需求侧定区域内的可调节负荷分布式电源储能等资源进行聚合协调优化，结合相应的电力市场机制断构成具备响应电网运行调节能力的系统多元聚合由需求侧分布式电源分散式储能和可调节负荷等资源组成，实现需求侧灵活资源的多光聚合协同高效虚拟电广在：定的电网管理边界范围内聚合资源，并达到一定的容量规模要求才能与电网协同高效运行。时为新型电力系统运行提供平衡资源 （关于加快推进虚拟电发展的指导意见》虚拟电厂是基于电力系统架构运用现代信息通信系统集成控制等技术，聚合分布式电源可调节负荷储能等各类分散资源作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。《关于支持电力领域新型经营主体创新发展的指导意见》虚拟电是运用数字化智能化等先进支术聚合分布式电源租可调节负荷等，协同参与系统运行和市场交易的电力运行组织模式。《电力需求侧管理办法（2023年版）》虚拟电厂是依托负荷聚合商售电公司等机构通过新一代信息通信系统集成等技术，实现需求侧资源的聚合，协调，优化形成规模化调节能力支撑电力系统安全运行。 可调可控以数字化智能化技术为基础，通过对各类资源进行监测控制，实现对需求侧灵活资源协调优化共赢互动负荷聚合商售电公司等市场主体利用虚拟电厂参与电力市场实现盈利同 概念内涵5.规则分析9月13日国家能源局广泛征求意见后，正式印发《电力市场注册基本规则》，在国家层面确立新型储能虚拟电菱分布式电源充电设施等新型主体在各类市场的经营主体地位通过分机基本条件市场注册变更与注销规则，可以看出虚拟电厂聚合非统调需求侧资源，近似售电公司，以提供调节能力为主的功能定位基本条件与电网企业签订协议接入系统具备分时计量与传输条件数据准确可靠具备聚合需求侧资源的能力具备聚合资源调控能力有软硬件系统；聚合范围调节性能等条件应满足相应市场的相关规则规定。 市场注册变更与注销售电公司市场注册条件和流程售电公司虚拟电厂（含负荷聚合按照《售电公司管理办法》规商）资产总额发生影响年度代理电定执行虚拟电厂含负荷聚量规模或调节能为的变化企业高合商）初期参照《售电公司管级或中级职称专业人员变更配电理办法》执行。网运营资质变化业务范围变更等具有多重主体身份的经营主体虚拟电广（含负荷聚合商）市场注应当按经营主体类别分别进行销条件和流程初期参照《售电公司注册。管理办法》执行。 一、概念内涵6.相关概念比较近年来各类新兴概念不断涌现，根据其发展诉求和业务形态，虚拟电厂，分布式电源集群，负荷聚合源网荷储一体化系统、微电网的资源类别，目标定位、资格要求以及参与电网运行的方式有明显差异电网运行调节控制分布式电源集群分布式电源资源类别新能源配储目标定位群调群控减少扰动资格要求10kV/6MW以上 营销部门调度部门交易部门电能量市场、电力辅助服务市场、需求响应负荷管理市场交易市场交易并网或离网1并网或离网虚拟电厂负荷聚合源网荷储一体化系统微电网可调节负荷可调节负荷可调节负荷可调节负荷用户侧储能用户侧储能用户侧储能用户侧储能分布式电源分布式电源分布式电源包含可以包含低电压等级可以包含可以包含减少电费支出或市场考核获取调节收益低价绿电专项利用内部平衡保障供应具备聚合调节能力有售电公司资质用电量绿电消纳率只有一个并网点明确产权分界点，不占用系统调峰资源 概念内涵6.相关概念比较相同聚合需求侧资源负荷聚合为电网提供调节能力微电网属于电网需求侧源网荷储属于电网需求侧一体化系统分布式电源聚合资源都包含分布式电源。集群均强调为电力系统提需求响应供需求侧灵活性调节能力。 一、 技术形态2.功能和技术要求国前暂无国家行业标准具体规范虚拟电厂功能要求技术指标各地试点要求差异较大7月国网公司营销部在《加快推动虚拟电建设运营作指》中提出初期虚拟电聚合容量不低1OMW持续调书时间不小于1小时：采用节点电价的省份，单一调节单元容量不低于1MW。国家能源局提出5MW的调节能力要求地区参与市场山西日前现货山东冀北调峰浙江上海需求响应南方区域三次调频 调节容量不低于20MW且不低于最大用电负荷的10%响应时长不小于2小时调节速率不OO%惠度：每15分钟考核偏差率负荷类虚拟电额不超过王15%可调节能力暂定为不低于10兆瓦连续调节时间不低于1小时第主方独立主体约定时段调节容量不小2MW调节总量不低于2MWh。具备时长1h以上容量5MW以上负荷削减/调增能力调节容量，不小于1兆瓦响应时长不小于2小时，其中连续保持最大可调节能力的时间不小于小时耀调周节速率：不小工最大调节容量的1%分钟响应时间不大于30分钟调节精度不大干最大调节容量的10%响应时间（调节至指令值90%）不长于2分钟：调节速率不低于可调节负荷容量的1%/分钟，调节范围不小于在运功率的50%罐调节精度不超过可调节负荷容量的5% 技术要求体化虚拟电厂不超过士10% 二、 技术形态3.系统架构虚拟电厂接入电网侧系统的技术架构主要分为两类是接入新型电力负荷管理系统，并与交易、营销调度系统进行交互是直接接入电力调度自动化系统，虚拟电厂参与调频时需具备秒级响应能力。参与现货、辅助服务市场的虚拟电厂接入调度系统，或通过负荷管理系统参与部分交易品种生产控制大区虚拟电厂调度技术支持系统技术功能调控技术模型预测安全防护时延优化 管理信息大区互联网大区互联网电力交易平台日前现货调峰辅助服务虚拟电广运营商需求响应技术支持系统新型电力负荷管理系统虚拟电厂技术功能高实时需求侧资源低实时需求侧资源用采2.0营销2.0土商业负荷电动汽车换电站实时现货充电桩周频辅助服务用户侧储能分布式电源运营技术聚合技术盛知技术博奔决策分折顶测交易模拟本地优化边缘计算可靠聚合高频采集机理建模参数辩识 二、技术形态4.全景技术图谱虚拟电全景技术图谱主要包含感知监测、资源聚合、调节控制、市场交易通信与安全仿真与评估6大类，16中类41小类技术。其中13小类已有较为成熟的技术方案或产品！22小类仍有较大优化提升空间6小类驱需攻关突破感知监测技术温流高频采低变周期采集技术多智能体技术分布式计算技术数机度传感体传感技术延时据驱动的特性辨识技术集技术采集技术技术 虚拟电厂全景技术图谱成熟技术优化提升重点突破资源聚合技术调节控制技术市场交易技术通信与安全技术仿真与评估技术融合驱动的特性辨识技术资源等值拓扑配疆优化技术负荷资源分析预测资源动态聚合技术资源调节能力评估技术负荷柔性控制技术主动响应技术有源负荷跟网运行控制技术有源负荷构网运行控制技术集中式聚合控制技术分教式聚合控制技术面向电网的资源组合优化技术面向用户的资源优化调配技术交易品种设计技术结算套餐设计技术成本与收益分析技术面向电网的交易决策技术面向聚合商的运营决策技术资源信息交换模网隐私运行控制资源规效果评估指标调节效果评估本理驱动的特性脾识技术保性划仿仿具拟仿型型体方法 三、标准化建设高国际及国外标准制调国际上未形成虚拟电厂标准体系，德国、美国澳大利亚结合各自实际，制定并采用相关国际标准或本国国家标准。为填补虚拟电厂领域国际标准空白，2018年中国电科院靠北公司分别主导编写IEC标准《虚拟电厂：第1部分架构与功能要求》和《虚拟电厂第2部分用例》并于2023年10月正式发布标准标准名称客户能源管理系统IEC 62746与电源管理系统之间的系统接口IEC TS智能电网用启交互62939开放式自动需求响OpenADR应通信规范电气产品的需求响AS/NZS应能力和支持技术4755系列标准国外主要采用标准 实施双向信号系统促进电力服务提供商聚合商和最终用户之间定义需求侧和电网之间的智能设提供开放、安全的双向信息 采用规范内容国家国TECHNIGALTECHNICALSPECIFICATONSPECIFICATION的信息交换德国备/系统之间的信息交换接口的架构美国交换模型规范了设备和各级平台澳大接口功能利亚第一部分架构与功能要求第二部分用例 三标准化建设国内标准体系构建在国标委指导下2021年中电联组织国网，南网和高校等多方专家，开展国内虚拟电厂标准体系研究工作形成预研报告。近期由9家全国、行业和团体标委会成立联合工作组形成涵盖六大类、15小类、31项的新版标准体系。截至目前，2项国标已发布，于25年2月生效；1项国标计划已公示，3项行标已立项并推动编写。虚拟电厂管理规范smercogwhcalicn使快态信息标准软态有于2024-07-24国标《虚拟电厂管理规范》（已发布） 虚拟电厂资源配置与评估技术规范虚拟电票技术导则项自度3起单单位日录4相近标准（计划）项目进度■标准状态超带征求单贝