登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
能源革命的实现高度依赖于未来高比例的可再生能源系统,特别是就地开发、就地消纳的分布式可再生能源。随着电源和负荷类别的多元化和分散化,为了保证功率的平衡,虚拟电厂这一可参与电网的调度运行、可为电力市场提供能量和灵活性服务的管理系统应运而生。在电力供需不平衡时,虚拟电厂将发挥削峰填谷的作用。在成熟的电力市场环境下,它可以带领小型电厂和生产型消费者进入大型市场, 使其能够参与电力交易。
(来源:微信公众号“能源评论•首席能源观” 作者:余贻鑫)
电网结构的集中与分层分群
随着我国“双碳”目标的提出,电源结构将从以化石能源为主逐渐过渡到以清洁、可再生的风电、水电、光伏发电以及光热等为主。分布式发电、用能电气化和灵活负荷的充分利用是电力的未来,也是能源的未来。
4月26日召开的中央财经委员会第十一次会议提出“发展分布式智能电网,建设一批新型绿色低碳能源基地,加快完善油气管网”。可以看出,分布式智能电网的发展也开始提 速。
虚拟电厂是分布式资源主体参与市场的一种形式,不论是研究虚拟电厂,还是分布式智能电网,首先要研究电网的体系结构,它是电网的最顶层描述(模型)。考虑电网问题必须优先考虑体系结构。
当前,我国的电网结构和体系已经与20世纪电网发展所依据的基本原理和假设有所不同。早期的电力系统采用了统一电力系统的发展模式。建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配,减少总装机容量,节省动力设施投资,提高系统运行的安全性和稳定性,而且有利于地区能源资源的合理开发利用,更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需求。
传统的集中控制模式能够处理数百甚至数千个监测点和控制点的信息,当独立系统的规模进一步扩大时,集中控制模式就难以适应了,于是20世纪20年代至50年代互联系统模式应运而生。互联系统由若干电力系统组成,通过联络线或其他设备连接起来,并建立了互联的标准。互联系统发电和潮流控制理论提出了“控制区”的概念,后来更名为平衡区,意指区域内电功率能够保持近乎瞬时的净功率平衡。
平衡区的运行规范可概括为:每个平衡区有义务维持其对外的和事先约定的交易日的计划功率,同时其内部发电的调节需要随时吸收其自身负荷的变化(即净功率平衡),即使在该区域内有大的扰动时,也需达到此标准,平衡区如何运作以完成该目标是其自己的事。历史上,统一电力系统实际上是单平衡区系统。从电网的安全角度出发,各平衡区之间进行协调或者优化,产生平衡区间的功率交换计划,各群必须履行此计划中所规定的任务。以我国西北地区为例,从西部往东部传输可再生能源时,直流输电功率并非随着西北地区风光发电出力的波动而波动,实际上是相对平稳的。
由于我国的电网系统一直置于高压输电系统的能量管理系统下,覆盖了众多的发电机组和变电站,数十年来,在管理和控制电力系统以确保其经济可靠运行方面取得了巨大成功。但如果将这个系统和它的底层集中操作范式扩展到配电系统,并扩展到未来电力系统中成千上万个生产型消费者,就会导致效率和可靠性降低。
对于如何解决这一问题,有人提出设想:未来的配电网、微电网、建筑单元(大楼、工厂和住宅等)与输电系统的差异将逐步消失,具有本地发电和双向电力潮流的特点,且都将配有能量管理系统,并按照集群(cluster)的理念实现各自的净功率平衡。其实这里所谓的群就是前述的平衡区,其所对应的智能电网就是分布式智能电网。
互联输电系统是若干个平衡区(即区域性输电网)互联起来的群集(clusters),每个平衡区是一个集群;每个区域性输电网是若干个配电网互联起来的群集,每个配电网是若干个微网、建筑单元组成的群集,每个微网又可以是由若干个建筑单元互联起来的群集,由此形成多层的群集层次结构。如果这个图扁平化,则形成群集嵌套。
与平衡区相似,每个集群都有发电或负荷、智能控制(能量管理系统)和通信功能。集群的基本功能包括:进行发电或负荷调度;当地的反馈控制,以用于平滑波动;通过削减发电或负荷来缓解故障。
分层分群的概念看似与当今的电力系统并无太大不同,但一个关键区别是,潮流不再只是从大型电力系统到用户的单向流动。首先,配电系统或大电网上的大多数节点乃至终端用户的电表都可以注入和输出功率,并且可以在这两个模式之间平稳地切换。其次,这些特点再加上不同规模的经济高效的储能,变革势在必行,其中至少要对配电系统运行进行变革。从大系统和批发市场运营商的角度来看,他们希望每个输电和配电接口都可以在充当负荷节点和充当供应节点之间切换运行方式。
美国西北太平洋国家实验室通过分层优化解耦研究,也确认了这种分层分群的电网体系结构。本质上,所有群协作作为一个常见的优化问题,定会产生必要的协调信号。在局部,每个群都可以使用协调框架内的本地目标和约束条件来执行优化。需要强调的是,上述分层分群的电网体系结构不需舍弃成功的能量管理系统或运行良好的输电系统的网络运行的做法,仅是使其变得更简单(对外围设备不承担任何责任)。
对能源清洁低碳转型有积极作用
虚拟电厂的概念与实践对分布式电源发展、能源清洁低碳转型有着积极意义。
电网被认为是20世纪最伟大的发明,而互联网则是21世纪最伟大的创新。互联网是智能的,可以轻松地适应接连不断的具有颠覆性的信息革命快速变化的情景。在新的电力时代,电网也将像互联网一样智能化。
互联网之所以智能,因为它是从全球互联网到局域网这样一个网络结构。这样一种分群分层方式的构造,使得网络责任分摊成为可能。每一个互联网子域的协议栈都是分层结构,有应用层、传输层、网络层、通信层。这些子网络的协议非常明确。明确的分工特别适合技术创新,所以互联网的智能化分布在整个网络的层次结构当中。
图片
从互联网的发展经验来看,分层分群体系结构的电网具有与互联网一样的层次结构特点和运行范式,因而也会像互联网一样的智能。它特别适合未来电网发展,尤其体现在以下六个方面:
一是可以更好地利用多变的可再生能源,当可再生能源由当地利益相关者运营时,他们对资源的预测、计划和控制有更好的了解。二是可为生产型消费者赋权。生产型消费者将受到机制的激励,积极安装和运行高效设备,例如光伏发电系统、电池储能系统、电动汽车充电系统以及信息和通信系统等。三是与外围设备分担责任。在数字化时代,因为硬件变得越来越便宜,软件变得越来越智能,外围设备的智能化管理模式与电网运营商在管理其子电网方面相似。四是纳米电网、迷你电网和微电网的无缝集成。新范式的责任分担功能与当今的纳米电网、迷你电网和微电网的自治或半自治理念兼容,有助于它们的无缝集成。此外,允许群集的半自治运行能防止生产型消费者“逃离”电网。五是快速适应技术创新:分层分群的体系结构使整合创新技术变得容易。六是增强韧性和抵御不断增加的网络攻击。平衡区理念可把分布式电源的使用同来自电网的各种压力解耦,并提供一种可以更具体地应用于提升分布式电源容量系统韧性(且不降低配电的可靠性)的结构。在该结构下,大电网的运行部门不要求配电层次上任何详细的可观性,同时还可避免安全事故扩大化和网络安全漏洞。
从虚拟电厂的发展来看,如果一个配电区域发电量大于用电量,它就可以向输电系统运营商输出正功率;满足平衡区定义条件的虚拟电厂,如果同时遵守相同的运行规范,就可以助力保障未来超复杂电网的可靠性。如此,随着虚拟电厂的发展,就会逐步形成一个个相对独立的功率平衡区,从而加速分层分群电网体系结构的形成。因此,一定要把电网分层分群体系结构中的功率平衡区作为虚拟电厂的范式。
同时应明确以下三点:首先,平衡区的运行规范是平衡区内自行实现净功率平衡与优化,各平衡区间围绕总体目标进行协调。其次,虚拟电厂需满足平衡区定义中的条件,且最好遵守相同的运行规范,以确保未来超复杂电网的可靠责任。最后,监管结构、电网行业结构(包括市场结构)和控制、协调结构应保持一致。配电层次的虚拟电厂聚合的全部分布式电源,只能由一个当地的配电系统运营商(DSO)管理,且每个分布式电源都由当地配电网和大容量电力系统之间的单一接口进行电气定义。
(作者系中国工程院院士、天津大学教授;编辑整理:本刊记者赵卉寒)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
6月6日,中国华电集团有限公司董事长、党组书记江毅到山东公司调研,强调要深入学习贯彻习近平总书记在山东考察时的重要讲话精神,扛牢“走在前、挑大梁”的责任担当,以扎实的工作成效保障“十四五”规划目标高质量完成,为奋力谱写中国式现代化山东篇章贡献华电力量。中国华电副总经理、党组成员蒋方
为深入了解新能源企业、独立储能及虚拟电厂参与市场交易情况。近日,华中能源监管局有关负责同志带队赴中广核湖北公司、华能湖北能源销售公司等电力企业开展专题调研。调研组一行赴相关电力企业集控中心、交易中心,详细了解风电、光伏等新能源项目运行、电力消纳以及独立储能、虚拟电厂建设运营和参与
6月6日,阳泉市能源局关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知,通知指出,大力推进风光新能源建设。充分利用各类国土空间资源,统筹优化布局,梳理全市风光资源现状及开发潜力。坚持集中式与分布式开发并举,全面推进风电、光伏发电大规模开发利用和高质量发展,逐步带动新能源产业链延伸发展
本期主要看点1、国家能源局:分布式光伏、分散式风电等新型经营主体豁免电力业务许可2、第六个!今天起,湖北电力现货市场转正!3、两部门:鼓励引导重点用能单位使用绿电激发全社会绿电消费潜力4、“136号文”过渡政策!山东明确新能源上网电价市场化改革过渡期工作5、2025年1#x2014;4月全国绿证核发
北极星售电网获悉,5月29日,河北省秦皇岛市抚宁区源网荷储(虚拟电厂及智算)项目办理立项手续。该项目由秦皇岛市卓阳能源有限公司投资建设,厂区位于抚宁区开发区北区京津转移产业示范园,总投资5.6亿元,预计2025年12月完工,2026年初投产。项目主要建设厂房及配套电动汽车充电桩、分布式电源及储能
近年来,随着新型电力系统和电力市场建设加快推进,虚拟电厂作为电力系统新业态、新模式,作用日益显著,需求日益增长,发展条件日益成熟。在上海,一场“虚拟电厂”的能源革命正加速从蓝图走向现实。虚拟电厂成“智慧管家”“虚拟电厂,顾名思义,它并没有实体,而是一个零散电力资源的‘智慧聚合系统
绿电直连通过构建新能源发电侧与电力用户侧的连接通路,实现了电力供给的全流程物理溯源,不仅有助于提升新能源消纳和绿电供给水平、降低外向型企业产品碳足迹,也为分布式发电、虚拟电厂、智能微电网等电力领域新型经营主体创造了新应用场景,为电力系统“源网荷储”深度融合开辟了新路径。近期多地陆
新型电力系统加快构建下,源网荷储一体化、微电网、虚拟电厂等多样化应用场景不断涌现,持续对能源管理数字化、智能化调控能力提出全新挑战。此时,作为新质生产力的重要引擎,基于数字化、智能化的技术创新也就成为能源电力产业高质量发展的关键变量,以核心引擎的角色推动能源经济绿色转型加速。能源
北极星储能网讯:6月4日,浙江省发改委、能源局于近日印发《2025年浙江省迎峰度夏电力需求侧管理工作实施方案》。方案提到,推动工商业用户主动开展削峰填谷,引导广大电动汽车车主推迟晚间充电时间,力争通过分时电价引导实现1GW以上削峰效果,有效降低全省基础用电负荷。鼓励虚拟电厂参与响应,规范
行业痛点直击:政策转变下,你的光储资产如何破局?394号文全面落地,新型储能如何抓住电力交易与辅助服务红利?136号文明确指引,数字化智能化如何成为资产收益核心引擎?行业困局待解:电站巡检运维效率低、光储充用系统数据孤岛严重、项目收益率波动大、绿电消纳与增值服务难落地……当政策机遇与技
以绿色之名,汇智启程。6月11日至13日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNECPV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会将在上海国家会展中心隆重举办。本届SNEC展布展规模达38万平米,来自全球95个国家和地区共3600余家企业参展,其中国际展商比例占30%。正泰以“绿源+智网共建新型
6月6日,阳泉市能源局关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知,通知指出,大力推进风光新能源建设。充分利用各类国土空间资源,统筹优化布局,梳理全市风光资源现状及开发潜力。坚持集中式与分布式开发并举,全面推进风电、光伏发电大规模开发利用和高质量发展,逐步带动新能源产业链延伸发展
北极星储能网获悉,6月6日,阳泉市能源局印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》,提到,鼓励大数据中心、电动汽车充(换)电站、虚拟电厂运营商以及储能运营商作为市场主体参与用户侧储能项目建设。积极构建多层次智能电力系统调度体系,提高电网调度智能化水平。到2025年,全市实现快速灵活的需求侧响
6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。《通知》提出,聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、系
北极星储能网获悉,6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。试点方向上提出,构网型技术重点在高比例新能源接入的弱电网地区、“沙戈荒”基地大规模新能源外送地区,应用新能源/新型储能构网型控制技术,有效解决短路容量下降、惯量降低、宽频振荡等问题,提升新能
近日,国家能源局发布了关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。通知明确提出,要聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、
6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。通知提出,聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、系统友
国家能源局近日发布《关于进一步加强电力应急体系和能力建设的指导意见》。明确要求提升电力设施设备抢修恢复和电力应急保障能力,保障电力系统稳定运行和电力安全可靠供应。近年来,南方电网公司积极构建大安全大应急格局,加强防灾减灾救灾能力建设,推进应急管理体系和能力现代化,安全生产基石不断
5月31日,随着最后一组光伏组件完成调试,由中建二局承建的兰州新区城市智慧能源岛协同耦合项目顺利实现并网发电,标志着兰州新区“光伏+农业”产业融合模式迈入规模化实践新阶段。兰州新区城市智慧能源岛协同耦合项目位于兰州新区秦川镇段家川区域,总装机容量200兆瓦,配套建设110千伏升压站和电化学
北极星输配电网整理了5月26日~5月30日的一周电网项目动态。四川川渝1000千伏特高压交流工程送出500千伏“铜梁-圣泉”线路近日,川渝1000千伏特高压交流工程送出500千伏“铜梁-圣泉”线路全线贯通,为该线路6月投运奠定基础。该工程配套送出项目包括500千伏“铜梁-板桥”和“铜梁-圣泉”两条线路,分别
记者29日从国网新疆电力有限公司获悉,该公司成功填补我国在750千伏线路带电零序互感测试领域的技术空白,为新疆电网新型电力系统建设按下“加速键”。据介绍,不久前,该公司在750千伏喀什—巴楚Ⅱ回补强工程现场,成功完成全国首例750千伏电压等级线路带负荷零序互感阻抗测试,打破传统“全线停电检
当前,我国新型电力系统加快建设,新能源逐步向主体电源演进,终端消费电气化水平不断提升,电力远距离配置能力不断增强,新时代电力发展成效显著。与此同时,电力供需平衡压力叠加系统安全稳定风险,电网转型发展问题亟待破解。新时代电网发展要统筹把握好网架结构与支撑电源、新能源与传统机组、交流
6月5日,在吴忠市盐池县高沙窝镇,国家电网宁夏电力(民族一家亲)盐池共产党员服务队队员正在为即将投运的中民投第一储能电站(200兆瓦/400兆瓦时)进行巡视,协同客户开展用电设备检查,并提供技术指导。据悉,中民投第一储能电站将于今年6月底投运,同时配套建设一座110千伏储能升压站,共设置60套
近日,中国工程院郭剑波院士及国家电网西北分部专家代表一行莅临新疆克州阿克陶县陶园西储能电站,深入调研了克州300MW/1.2GWh构网型独立储能项目的运营情况。郭剑波院士及国家电网西北分部专家代表一行现场调研郭剑波院士及专家团实地考察了克州300MW/1.2GWh构网型独立储能项目现场,详细调研了该站建
为深入了解新能源企业、独立储能及虚拟电厂参与市场交易情况。近日,华中能源监管局有关负责同志带队赴中广核湖北公司、华能湖北能源销售公司等电力企业开展专题调研。调研组一行赴相关电力企业集控中心、交易中心,详细了解风电、光伏等新能源项目运行、电力消纳以及独立储能、虚拟电厂建设运营和参与
6月6日,阳泉市能源局关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知,通知指出,大力推进风光新能源建设。充分利用各类国土空间资源,统筹优化布局,梳理全市风光资源现状及开发潜力。坚持集中式与分布式开发并举,全面推进风电、光伏发电大规模开发利用和高质量发展,逐步带动新能源产业链延伸发展
6月6日,国家电投集团与水电总院在京签署深化合作协议,进一步加强双方可再生能源业务合作。协议签署前,国家电投集团总经理、党组副书记栗宝卿与水电总院党委书记、董事长李昇进行会谈。水电总院党委副书记、总经理易跃春;国家电投集团党组成员、副总经理陈海斌参加。李昇感谢国家电投集团长期以来给
本期主要看点1、国家能源局:分布式光伏、分散式风电等新型经营主体豁免电力业务许可2、第六个!今天起,湖北电力现货市场转正!3、两部门:鼓励引导重点用能单位使用绿电激发全社会绿电消费潜力4、“136号文”过渡政策!山东明确新能源上网电价市场化改革过渡期工作5、2025年1#x2014;4月全国绿证核发
日前,国网福建三明供电公司在贡川工业园观成220千伏变电站举行“环境友好型电网建设”启动仪式。近年来,三明供电积极响应并落实环保、经济、能源等方面重大决策,通过推动清洁能源消纳、电能替代、林电共安等措施,致力“中国绿都”环境友好型电网建设,厚植青山绿水间“绿色电网”底色。践行绿色低
为深入落实电力体制改革有关要求,全面了解增量配电企业生产经营现状和存在的问题,促进增量配电企业依法依规经营,持续推动河南增量配电网高质量发展,近日,河南能源监管办组织辖区内25家增量配电企业召开座谈会。同时,邀请省发展改革委(省能源局)、国网河南省电力公司相关负责同志参加会议。会议
北极星储能网获悉,6月7日,深圳市龙华区工业和信息化局发布智慧储能研发中心及生产基地重点产业项目遴选方案,提到,智慧储能研发中心及生产基地项目围绕先进电池产品、储能电子产品、智能网联低速电动车产品研发和储能技术系统解决方案研发应用的功能定位。项目意向单位是中国具有影响力的备用蓄电池
近年来,随着新型电力系统和电力市场建设加快推进,虚拟电厂作为电力系统新业态、新模式,作用日益显著,需求日益增长,发展条件日益成熟。在上海,一场“虚拟电厂”的能源革命正加速从蓝图走向现实。虚拟电厂成“智慧管家”“虚拟电厂,顾名思义,它并没有实体,而是一个零散电力资源的‘智慧聚合系统
近日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》文件(以下简称“文件”),以电力体制改革思维破解高比例新能源消纳难题,为加快构建新型电力系统、加速实现“双碳”目标提供了精准政策工具。一、突破传统电网架构模式,构建源荷直连的电力新生态从“网为枢纽”
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!