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
编者按
随着能源结构的持续优化与电力市场的深化改革,虚拟电厂作为智慧能源管理的新模式,正在以前所未有的速度走进我们的视野。
2023年开年之际,朗新研究院捕捉到了这一趋势,推出了【“虚拟电厂大家谈”】系列稿件,受到了广泛关注和热烈讨论。一年来,朗新研究院持续深耕该领域,紧密跟踪行业动态,力求为大家提供更加前沿和专业的洞见。
如今,我们再次策划了全新的“虚拟电厂大家谈”系列,旨在更全面、更深入地剖析虚拟电厂的最新发展态势、政策走向、商业模式创新及市场机遇,欢迎大家的持续关注,系列稿件将陆续与您见面。
朗新研究院真诚地期待您的关注、分享、留言和评论,希望通过大家的共同参与和互动交流,能够汇聚更多的智慧和力量,共同推动虚拟电厂领域的持续创新与发展。
导语
本文从虚拟电厂面临的资源聚合管理难、负荷特性分析复杂等问题切入,初步探索研究了虚拟电厂负荷资源精细化管理的方法,并基于此简要阐述了虚拟电厂参与辅助服务市场的相关案例。希望通过本文的分享,能为虚拟电厂领域的从业人员提供全新的思路与实用的方法,共同推动虚拟电厂的建设与发展。
正文:
近年来,我国用电负荷快速增长与极端天气频发共同增加电网保供压力,大规模具有间接性、随机性、波动性等特征的可再生能源接入电网,电力系统的“双峰”“双高”特征日益凸显,其稳定性受到冲击,但社会各方面对电力安全稳定供应的要求不断提高,迫切需要兜牢电力安全保供的底线。在此背景下,虚拟电厂应运而生。
虚拟电厂建设运营难点之负荷资源管理
虚拟电厂聚合了大量需求侧资源,这类资源具有区域空间分散、单体容量小、负荷特性各异等特征。因此,如何对多源异构资源进行有效的聚合管理(形成虚拟发电机组)以及如何准确识别可调节资源聚合后的负荷特性(机组发电特征),是虚拟电厂在面对电网调节需求时,能够基于负荷资源实时运行状态进行优化调度决策(机组调用可行性、经济性研判下的出力调节策略),需要解决的基础与关键问题。
在多源异构资源的管理上,笔者认为主要存在以下问题:一方面,当前用户侧能源管理智能化、数字化水平参差不齐,绝大多数用户尚未建立分项计量与监测控制能力;另一方面,海量异构资源缺乏标准化的信息模型,其调节特性、可调潜力、调控方式等都不尽相同,聚合后统一管理难度大。
不过,随着IoT、负荷预测、仿真聚合等技术的进步与发展,也支持我们能够综合考虑可调资源的可调时段、可调能力、调节特性及调控成本等特性,实现虚拟电厂资源的静态标签化管理与动态优化聚合管理。
虚拟电厂负荷资源精细化管理方法
精准地对多源异构资源进行描述是实现负荷资源精细化管理的基础。
通过对负荷资源精细化描述方式的研究,笔者认为需要考虑负荷资源物理属性、用户主观意愿、生产工作需要、生活舒适度需求等多方因素,才能生动、形象地描述负荷资源,其主要通过以下方法实现:
(一)在资源排查阶段,以标签化方式开展资源入库
设计用户基础属性、用户负荷特征、技术评价属性、经济评价属性等多维标签,从地理区域、资源类型、行业类别、时间尺度等方面进行分项设计,实现对区域内负荷资源的标签化分类管理。
具体分类维度包括:管理单位、电网分区、重点输电断面等区域维度;重点行业、上下游关系等行业产业维度;刚性控制、柔性调节、用户自主调节、第三方负荷聚合商自主调节等负荷调节性质维度。
(二)在资源运行阶段,以实时数据实现资源池动态运营
基于资源排查数据以及负荷预测模型,从行业潜力、负荷重要性等级、时间尺度等维度建立多时段、多品类的精准实时动态可调资源池。
根据所在地区特点,确定重点关注的资源类型(比如暖通空调系统、电热水器、电动汽车充放电负荷等),对于重点资源开展基于本体物理模型和表达用户主观使用意愿的控制模型,提出重点资源的精细化建模方法;对于一般通用型负荷,根据运行特性、并网方式、接入条件、客户管理等特征,基于数据挖掘技术拟合分类资源属性特征。
此外,通过实时动态分回路的监测,实现对资源池的动态化调控运营,提高对可调节资源的分层分区分类精益管理能力。
(三)在资源应用阶段,以等值聚合助力电网运行支撑
实现模型交互与数据结构的通用化后,将各类可调节资源聚合为满足电网实际控制需求的虚拟电厂等值模型,虚拟电厂对外等值为类似传统火电机组的调节特性,提取可调功率上下限、响应时间、爬坡速率等技术参数,对内设置相应的控制策略,涵盖中长期、日前、日内、实时多时间尺度。同时,考虑电功率平衡约束、热功率平衡约束、可调节资源运行约束等约束条件,实现可调节资源的优化控制。最后,虚拟电厂上报包含等值模型、基准功率、成本函数等部分在内的聚合模型,纳入电网日前、日内优化调度和APC 闭环控制,为电网提供调峰、调频、调压等运行支撑。
图1 负荷资源描述与精细化管理方法(来源:《新型电力系统规模化灵活资源虚拟电厂科学问题与研究框架》)
虚拟电厂负荷资源精细化管理实践
下面,本文将以公共快充、公交专用、单位专用等多类型充电站集群参与电网削峰调峰辅助服务为例,阐述虚拟电厂如何依托负荷资源精细化管理能力,实现在最优方式下,发挥可调能力并响应调节需求的应用案例。
(一)充电设施标签化入库
在充电设施信息建档时,对充电站类型、充电站容量、充电桩数量、充电桩输出功率、电气位置、充电桩是否可控及其调控方式等信息进行录入维护。
图2充电设施档案信息标签化入库
在用户信息建档时,为用户提供车辆品牌、型号、电池容量、是否营运车辆等信息的维护入口,实现对充电设施与用户关键档案信息的标签化管理。
图3用户档案信息标签化入库
(二)充电资源池动态运营
电动汽车充电站负荷受诸多因素影响而动态变化,一方面,季节、天气与温度情况、节假日与道路等社会因素都会通过影响用户用车需求与电池荷电状态,间接影响充电站负荷;另一方面,不同用户群体的用车需求、充电方式与充电习惯都有所不同,起始充电时间与充电时长的随机性也会导致充电站负荷曲线变化。
图4充电站负荷影响因素
(1)受季节、天气与温度影响:
春秋两季,气候宜人,温度一般在18-26度之间,电动汽车空调使用频次较低,且电池性能受温度影响小,因此用车能耗低,车辆补电频次低,充电站负荷也相对平稳。
但是在冬夏两季,电动汽车空调使用频次高,冬天低温更是会影响电池性能缩短续航里程,造成电动汽车能耗大幅升高,车辆补电需求增加,间接提高充电站负荷。
(2)受节假日影响:
例如私家车,工作日一般是满足上下班出行需求,日行里程相对稳定,充电有计划、频次较低;而在节假日,外出活动增加,日行里程增加,充电行为随时发生且无固定点位。
例如网约车,工作日公众打车需求集中在上下班时间段,因此车辆补电时间往往与其错开,而节假日公众打车需求相对减少且地点发生改变,大多数充电站日电量会下降,充电负荷时段特征也会发生变化。
(3)受用户群体与充电方式影响:
不同用户群体的用车行为与充电习惯不同。例如网约车,因为营运需要以及夜间低价影响,充电时段往往集中在午间与夜间;公交车则因为营运需要,充电行为往往根据公交线路营运需求确定,较多时候也会集中在夜间由专人进行充电;私家车白天用车,夜间基本用车,因此也可以选择慢充方式进行充电。由此可见,不同用户群体、不同的充电方式与习惯也会影响充电站负荷。
通过对电动汽车充电站负荷的基本特性以及影响充电站负荷预测因素的研究分析,我们基于充电负荷、用户充电订单、环境温度等历史与实时数据,利用线性回归、CNN、K-Means等负荷预测技术,实现对充电站负荷的短期、超短期与实时负荷预测,从而对充电资源进行动态管理,准确地对其调节能力进行描述,以满足聚合调用的需要。
(三)充电资源等值聚合参与调节
某地电网预测次日10:00—10:30用电高峰时段供电紧张,向虚拟电厂发布协助削峰调峰需求,市场出清后,该充电站集群虚拟电厂需要在 10:00—10:30至少降低功率1173.60 kW。
为满足本次电网削峰需求,虚拟电厂一边调用负荷预测模块对场站负荷进行预测,一边通过对调度需求的解析等值聚合场站资源,最终筛选出了9座充电站,满足调节所要求的技术参数,其等值聚合原理示意图5所示:
充电站A为公交专用站,充电站B为公共快充站,其预测负荷曲线差异较大,充电站A在10:00-10:30的负荷绝对值较低,削峰潜力基本为零;充电站B在10:00-10:30的负荷绝对值较高,削峰潜力相对较高,因此主要聚合B类型充电站。
图5不同类型充电站调节潜力预测曲线
在不关停充电站、不影响充电站经营的情况下,为准确响应10:00—10:30压降功率需求,充电站运营商利用虚拟电厂负荷资源标签画像功能,筛选出历史充电时段与调节时段吻合、充电偏好场站包括调节场站、对充电价格敏感、充电场站随机性高的用户,实施用户精准营销活动,同时联动附近5km内的场站组织场站级活动,结合调控事件事前、事中、事后全生命周期的消息触达,引导用户主动调整车辆补电时间,实现调控站点充电分流,避免参与调控的充电站在10:00—10:30发生高负载运行现象,实际响应情况如图所示:
图6该充电站集群虚拟电厂响应情况
通过提供调峰辅助服务能够获得补贴收益,收益测算示意图如下:
表1 某地充电站集群虚拟电厂实际收益情况
但是,因响应调峰需求,充电站运营商通常都需要通过营销激励措施调整用户充电行为,这会产生额外的运营成本,且成本随着削峰响应量的增加而增长,为了保障充电站参与电网调节能够实现盈利,更为重要的是要在前期响应申报时就做好投入产出测算。
结语
本文针对虚拟电厂业务中的痛点难点问题之一,初步提出了一些解决办法,也基于此提供了虚拟电厂应用实践的相关案例,供大家参考。虚拟电厂业务涉及面非常广泛,本人实践经验有限,考虑也有不足之处,期待与各位的交流互动,提出更多新维度、新思路,为虚拟电厂平台的建设提供高价值、深入型的建设方向。
作者:王一豪 部门:朗新科技集团综合能源业务部
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。
随着可再生能源大规模发展和并入电力系统,以及碳中和目标下化石能源机组的转型,电力系统对灵活性和可靠性的需求与日俱增。尤其近年来,国内外频现的电力危机、能源危机无不提醒着保障电力安全的现实紧迫性。各个国家和地区的电力市场设立了不同类型的容量回收机制,如容量市场机制、稀缺定价机制及容
北极星储能网获悉,7月2日,四川成都市青羊区人民政府关于印发《青羊区碳达峰实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,加快灵活调节电源建设,引导电网侧、用户侧配建新型储能设施,在220kV腾飞站、220kV清波站周边布局独立储能电站,鼓励工业园区、工商业企业配建区域化、楼宇型分布式综
记者25日从南方电网深圳供电局获悉,截至目前,深圳虚拟电厂管理平台接入运营商超50家,资源规模逾275万千瓦,最大调节能力超60万千瓦,相当于一台大型火电机组。近日,随着持续高温,深圳电网最高负荷保持高位。在北部局部片区,个别时段出现用电高峰,深圳虚拟电厂管理中心随即向虚拟电厂运营商发出
随着全球能源结构的转型和智能电网技术的发展虚拟电厂作为一种创新的能源管理模式正逐渐成为推动能源系统高效、灵活运行的关键7月25日上午,重庆市虚拟电厂正式上线,首批虚拟电厂投运。重庆市虚拟电厂运营服务平台,是西南地区首个上线运行的省级虚拟电厂平台,同时也是目前中西部地区接入虚拟电厂聚
今夏用电高峰来临,“虚拟电厂”这一概念被越来越多的人提及,各地与虚拟电厂相关的政策也密集出台。虚拟电厂正飞速照进现实。它究竟是什么?能带来什么?和普通人有关系吗?(来源:电联新媒作者:陈丽莎)不建厂房、不冒烟的电厂“虚拟电厂”这个概念,最早于1997年在国外首次提出,2016年被引进国内
北极星储能网获悉,7月25日,重庆市虚拟电厂正式上线运行,这也是西南地区首个上线运行的省级虚拟电厂平台。据悉,作为全市统一的虚拟电厂运营服务平台,重庆虚拟电厂累计接入聚合商10家,聚合意向客户5993户,意向可调节能力22.09万千瓦。包括重庆电动、汇智能源、清安储能、三峡水利、中广核等5家虚
北极星售电网获悉,7月24日,四川省南充市住房和城乡建设局等部门发布了关于印发《南充市城乡建设领域碳达峰专项行动实施方案》的通知,其中提到,推动智能微电网、“光储直柔”、机电系统智慧运维、蓄冷蓄热、负荷灵活调节、虚拟电厂等技术应用,优先消纳可再生能源电力,充分利用低谷电力。探索建筑
北极星售电网获悉,7月24日,河南省信阳市人民政府发布了关于印发国家碳达峰试点(信阳)实施方案的通知,其中提到,坚持统筹谋划、先立后破,在保障能源安全的前提下,合理推进煤炭减量替代,稳步发展太阳能、风能、生物质等清洁能源,推进能源绿色低碳转型。推动新型电力系统建设,借力数字化技术强
7月23日,常州市与国网江苏省电力有限公司签订《构建新型电力系统建设新能源之都》合作框架协议,常州市委书记陈金虎、市长盛蕾会见国网江苏省电力有限公司董事长、党委书记谢永胜共同见证。根据协议,双方将建立相互支持、共同发展的长期合作伙伴关系,加强电力基础设施建设、推动新技术新模式应用、
7月23日,常州市委书记陈金虎、市长盛蕾会见国网江苏省电力有限公司董事长、党委书记谢永胜一行,并共同见证常州市与国网江苏省电力有限公司签订《构建新型电力系统建设新能源之都》合作框架协议。陈金虎、盛蕾在会见时说,近年来,常州向“新”图强,聚“链”成势,抢抓新能源产业风口,形成“发、储
从国网浙江省电力有限公司了解到,7月21日,浙江外来电达到4436万千瓦,创历史新高。浙江全力增加区外来电,保障夏季用电高峰期间全省电力安全可靠供应。入夏以来,浙江全社会用电量持续保持高位。过去一周,浙江日均用电量超过23亿千瓦时。国网浙江电力全力争取外来电力输入,深入挖掘省内各类机组供
2024年8月月度交易7月25日,广东电力交易中心开展8月的绝对价格月度交易。交易品种有双边协商、集中竞争交易、发电侧合同转让、绿电双边协商、绿电集中交易、跨省外送电交易等;8月份总用电需求电报电量为379.51亿千瓦时,月度交易需求为119.22亿千瓦时,占总申报需求电量的31.41%。交易简概1双边协商
北极星售电网获悉,山西电力交易中心公示拟参与山西电力市场储能企业(第五批)名单,山西电力交易中心有限公司受理了天镇福光储能有限责任公司的储能企业省内交易入市申请,并对企业提交的申请材料进行了完整性核验,现将企业名单及基本情况予以公示。
从改革,到全面深化改革,再到进一步全面深化改革,中国式现代化之路又行进到关键节点。党的二十届三中全会重点研究“进一步全面深化改革、推进中国式现代化”,再次释放“坚定不移高举改革开放的旗帜”这一信号。电力行业是支撑实现中国式现代化的关键领域。国家电网有限公司深入学习贯彻习近平总书记
PART.01本周市场综述(来源:微信公众号“硕电汇”作者:小硕团队)市场供需趋势市场供需趋势,本周网供电量环比上周上升7.7%;水电上网电量环比上周上升1.1%;火电上网电量环比上升105.1%;新能源上网电量环比上周上升8.3%;外购电量环比上周上升6.53%;留川电量环比上周上升2.1%,外送电量环比上周上
7月25日,云南省2024年下半年能源工作调度推进会议在昆明召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入学习贯彻党的二十大、二十届三中全会精神,围绕省委、省政府关于能源工作要求,总结上半年成效,部署下半年任务。会议分析了上半年能源经济运行、重大项目开工投产、电煤保供、石油天
从改革,到全面深化改革,再到进一步全面深化改革,中国式现代化之路又行进到关键节点。党的二十届三中全会重点研究“进一步全面深化改革、推进中国式现代化”,再次释放“坚定不移高举改革开放的旗帜”这一信号。电力行业是支撑实现中国式现代化的关键领域。国家电网有限公司深入学习贯彻习近平总书记
7月15日~18日,党的二十届三中全会胜利举行,对进一步全面深化改革、推进中国式现代化作出战略部署。电力行业是支撑实现中国式现代化的关键领域。国家电网有限公司以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入学习宣传贯彻党的二十届三中全会精神,践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略,始
2024年上半年,国家电网有限公司坚决贯彻习近平总书记重要讲话和重要指示批示精神,认真落实党中央、国务院决策部署,始终牢记能源安全事关国计民生,是须臾不可忽视的“国之大者”,深入践行能源安全新战略,坚定不移推进能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,深化国际合作,把能
1-6月,全国各电力交易中心累计组织完成市场交易电量28470.3亿千瓦时,同比增长7.4%,占全社会用电量比重为61.1%,同比下降0.4个百分点,占电网售电量比重为74.6%,同比下降0.9个百分点。其中,全国电力市场中长期电力直接交易电量合计为22331.4亿千瓦时,同比增长5.6%。6月份,全国各电力交易中心组织
7月24日,西安市人民政府办公厅关于印发支持工业企业“小升规”若干措施的通知(市政办发〔2024〕32号),其中提到,对暂未直接参与电力市场交易的规模以上工业企业,由电网企业向发电企业代理购电,保障企业用电需求。同时还指出,引导“小升规”企业与本地头部企业加强协作配套,促进其产品、技术融
今年上半年,全国新增发电装机容量1.53亿千瓦,其中,新增并网风电和太阳能发电装机容量1.28亿千瓦,占新增发电装机总容量的比重达到84%。截至6月底,全国全口径发电装机容量30.7亿千瓦,同比增长14.1%。其中,煤电11.7亿千瓦,占总发电装机容量的38.1%;并网风电装机容量4.7亿千瓦,并网太阳能发电装
7月24日上午9点,吴淞江畔的苏州工业园区蓝天新型储能电站,气温已超过30摄氏度,城市电网用电负荷开始上升。工作人员吴波按照调度指令,设定放电目标功率,启动储能电站放电功能。不到10秒钟,这个“城市充电宝”已满功率运行,向城市电网持续放电。同一时间,记者在国网苏州供电公司电力调度控制中心
南方电网深圳供电局发布数据显示,7月25日13时35分,深圳电网用电负荷达2313.4万千瓦,历史首次突破2300万千瓦,也是连续第四年突破2000万千瓦,较去年最高负荷增长4.8%。今年以来,深圳市经济发展持续稳健向好,尤其是进入7月份,叠加暴雨、高温等极端天气偏多,电网负荷和全市用电量持续快速攀升。7
连日来广东多次高温预警今天14时省内气温最高达到了40℃“紫红鸡腿”正式上线图片来源广东天气受气温影响今天16时38分广东电网系统负荷今年第五次创新高达到15670万千瓦比去年最高系统负荷增长6.25%广东电网是全国首个用电负荷突破1.5亿千瓦的省级电网目前广东电网系统运行平稳7月以来用电负荷22天持续
7月24日16时50分,南方电网供电服务的广东、广西、云南、贵州、海南五省区用电负荷年内第二次创历史新高,达2.43亿千瓦。其中,广东作为全国用电规模最大的省份,年内第四次创历史新高,成为全国首个用电负荷超1.5亿千瓦省份。工业投资增长拉动用电量稳步增长以广东省为例工业用电基数大,占比约58%,
连日来,北京出现高温闷热天气,国网北京市电力公司坚决落实国家电网有限公司和北京市委市政府决策部署,全力守牢城市运行“生命线”和民生用电底线,为首都经济社会高质量发展提供坚强电力保障,确保夏季用电高峰期居民用上安全可靠的“清凉电”。截至目前,北京电网运行安全平稳,电力供应充足有序。
7月24日,中国电力企业联合会(以下简称“中电联”)发布了今年上半年全国电力供需情况,电力消费、供应同比双增,供需总体平衡。截至2024年6月底,非化石能源发电装机占总装机容量比重达55.7%,电力行业绿色低碳转型成效显著。展望全年电力供需形势,中电联预计,2024年全国用电量同比增长约6.5%,最
北极星售电网获悉,7月24日,四川省南充市住房和城乡建设局等部门发布了关于印发《南充市城乡建设领域碳达峰专项行动实施方案》的通知,其中提到,推动智能微电网、“光储直柔”、机电系统智慧运维、蓄冷蓄热、负荷灵活调节、虚拟电厂等技术应用,优先消纳可再生能源电力,充分利用低谷电力。探索建筑
近日,江苏单体规模最大的新型储能项目——远景射阳25万千瓦/50万千瓦时储能电站并网,可支撑江苏电网夏季用电高峰期最大顶峰能力25万千瓦。新型储能可在用电高峰时放电,发挥顶峰调节作用,是江苏电网重要的应急顶峰资源。国网江苏省电力有限公司加快电网侧储能项目建设,按照江苏省发展和改革委员会
7月15日2时50分,甘肃兰州330千伏百合变电站1130百团二线投运成功,顺利进入24小时试运行。7月16日,国网兰州供电公司电缆运检中心对该线路电缆终端接头、引流线等关键部位进行带电测试,全部数据正常后汇报兰州地调申请归调,标志着330千伏百合变电站首条110千伏公网出线电缆顺利投入运行。据悉,为了
记者17日从国网江苏省电力有限公司获悉,该省电网净受入区外来电规模达3520万千瓦,创历史新高,为夏季用电高峰时段电力供应安全可靠提供了切实保障。记者了解到,今年入夏以来,江苏用电负荷一直处于高位,迎峰度夏负荷高峰较往年来得早、增幅大。为此,江苏在促进省内各类发电机组稳发满发、充分发挥
7月16日周二,“电力系统经济学原理”共学继续第五章:输电网与电力市场。本次直播主题为阻塞条件下的输电网络潮流分析(对应书籍144~158页),我们分别了解了双节点系统和三节点系统下的输电网最优经济潮流计算以及阻塞条件下的系统再调度。(来源:微信公众号“黄师傅说电”作者:黄师傅)双节点系统
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!