案例分享｜深圳虚拟电厂实践与思考-第2页-北极星输配电网

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（四）深圳虚拟电厂技术路线

通过上述综合论证，研究团队认为目前深圳可供虚拟电厂调控的资源种类多、分散分布，且虚拟电厂相关的体制机制及市场规则尚未建立，因此深圳当前适宜选择的系统架构为半分布式/分层架构。

结合国内外调研成果，研究团队本着稳健发展的原则，提出了深圳虚拟电厂“三步走”发展策略，推荐总研发周期5-6年。

深圳虚拟电厂实践于思考-成果发声材料 - 附图版（深圳供电局、规划中心、焦丰顺）3017.png

图4 深圳虚拟电厂技术路线图

第一步，计划用时2年，研究重点包括必要性和可行性论证、技术框架构建及关键技术开发、软硬件原型机开发、关键环节试点验证。

第二步，计划用时2年，研究重点包括系统性的技术开发与完善、市场机制研究、标准规范编制、规模化示范等。

第三步，计划用时2年，研究重点为商业化虚拟电厂平台研发及建设。

与前两步不同的是，第三步工作的开展需要一定的触发条件，即虚拟电厂相关市场机制的建立。

（五）资源条件及控制策略

在可控资源方面，深圳主要有空调负荷、电动汽车充电负荷、分布式电源与储能3大类，前两者是目前的优质资源。利用这些资源，研究团队重点关注了三类问题的解决策略，即削峰、调频、电压优化。

削峰方面，采用的控制策略为：以经济效益最优和调峰效果最优为目标，优化调控虚拟电厂出力，支持系统有功平衡。

调频方面，控制策略的创新包括：提出了“基于规则”虚拟电厂优化调度算法，结合不同类型可调控资源响应特性的差异，同时考虑用户参与度和用能舒适度，提出了多类型虚拟电厂协同频率控制策略，能够在频率调节过程中充分利用虚拟电厂的可调节容量。

配电线路电压优化方面，以配电网运行的安全性和经济性为出发点，以电压指标最优和网损最小为目标，考虑系统潮流约束、运行约束、可控负荷运行约束，提出了配电网多时间尺度电压优化控制策略，可以降低由于配电网线路过载可能引起的配电网电压波动。

（六）试点方案

在选点原则方面，研究团队主要有三方面的考虑：

能够快速汇聚成规模的可调度资源

能体现深圳虚拟电厂可控资源特征

考虑深圳虚拟电厂未来的业务拓展

深圳虚拟电厂实践于思考-成果发声材料 - 附图版（深圳供电局、规划中心、焦丰顺）3686.png

图5 试点用户

激励方式方面，考虑到目前缺乏对用户提供直接货币补偿的机制，研究团队从虚拟电厂可能提供的增值服务入手，进行了一些探索，例如节能监测、资产管理、节能建议等。

基于上述考虑，研究团队最终选择了3家外部意向试点用户：深圳湾科技（生态园III区）、普天新能源（深圳民乐充电站和福田枢纽充电站）、欣旺达光明工业园微电网。

示范项目的总体部署方案：

主站部署方案为虚拟电厂主站系统部署于深圳110kV投控变电站内，由变电站提供设备运行所需电源、制冷等基础环境要求。

安防设置为本期虚拟电厂主站系统采用孤立系统设计和运行，同时，为满足安全防护要求，建设安全接入区、等保一体机和网络流量审计等系统。

用户接入方案分两种情况：

欣旺达工业园、福田充电站两个试点的虚拟电厂终端通过加密模块加密后，利用无线公网接入安全接入区；

深圳湾科技生态园试点，由于无线信号不佳，终端加密后通过运营商专线公网接入安全接入区。

（七）原型机开发

深圳虚拟电厂采用了“平台+终端”的原型机系统架构。

平台部分（VMS）包含SCADA服务器和应用服务器，可根据可调资源运行状态开展实时优化计算，并将计算结果指令通过智能终端下发至相连的分布式能源资源，进而控制其出力。

智能终端部分(LCU)同时采集相连的分布式能源资源的运行状态数据，并上传至平台原型进行优化计算。

深圳虚拟电厂实践于思考-成果发声材料 - 附图版（深圳供电局、规划中心、焦丰顺）4258.jpg

图6 软硬件成果及第三方检测报告

目前整套原型机系统已经通过了第三方机构检测，并已在深圳110kV投控变电站安全试运行900天。

深圳虚拟电厂实践于思考-成果发声材料 - 附图版（深圳供电局、规划中心、焦丰顺）4259.png

图7 系统运行曲线

本系统在软硬件层面的特色包括：

实现了系统的闭环、实时在线、全自动运行（在国内应该是处于领先位置）；

可在1秒钟内快速完成优化计算和指令下达；

测试显示，虚拟电厂系统可准确响应调度指令；

此外，原型机在功能扩展、通用性、安全性等方面均有可挖掘潜力。

在系统功能层面的亮点包括：

全资源整合、闭环优化调控：全面包含典型的源、荷、储可控资源，且均可参与调度调控，打通中小型分布式能源与调度的通信及调控，实现了真正意义的主动配电网；

实现友好互动：尊重用户体验，可实现柔性负荷自动控制，避免直接切断/关停负荷；

高可靠、易维护：平台优化功能开发采用容器技术，运行优化计算程序稳定可靠，实时性好，易于维护；

通用性强、功能易扩展：智能终端采用灵活的模块化设计，具备通用接口，可适应不同类型的分布式能源资源的接入，并可集成更多应用功能；

终端功能可定制：智能终端采用的RTU模块具有较强可编程能力，可灵活实现分布式能源用户所需的定制化逻辑控制功能，并保证现场运行稳定可靠。

三、实践中面临的挑战

1. 顶层设计方面，须对从产业化的高度对虚拟电厂技术架构做全面勾画，并制订细致的分步实施策略。

2. 安全问题方面，虚拟电厂技术在实现灵活电力资源与电网有效互联的同时，也带来了新的安全隐患，这种隐患在信息安全层面彰显的尤为突出。

3. 功能设置的有效性和经济性方面，面向不同的应用场景（城市、农村）、不同的运营者（电网公司、负荷集成商、用户）虚拟电厂宜具备哪些功能（有效性）和系统软硬件如何合理配置（经济性）。

4. 数据基础问题方面，从理论上讲，虚拟电厂可以为电力源网荷储提供一个高效的互动渠道，但真正实现这一点，需要相关各环节在虚拟电厂互动的方式、内容、权责等方面达成共识，并打好信息化基础。（信息壁垒和信息盲区）

5. 知识产权保护方面，现阶段，虚拟电厂技术在各研发单位还处于储备技术阶段，前期的投入刚刚看到产生效益的曙光，在此情形下，各家是靠“一招鲜吃遍天”，还是携手将虚拟电厂技术推向更高的平台，先共同把蛋糕做大，再竞争？这一点值得业内人士共同思考。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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