基于虚拟电厂技术的区域负荷精准调节系统

汪丽华

【期刊名称】《《电力与能源》》

【年(卷),期】2019(040)006

【总页数】3页(P746-747,778)

【关键词】虚拟电厂削峰填谷; 峰谷差; 分布式能源

【作 者】汪丽华

【作者单位】上海电力实业有限公司 上海 200002

【正文语种】中 文

【中图分类】TM744

近年来，上海电大型城市受端电网负荷特征日益凸显，峰谷差逐年放大，尖峰时段降温负荷占比不断增高，削峰填谷工作的推进越发困难，需求侧响应工作虽然对削峰填谷有一定成效，但精准度及掌控度均较差[1-3]。虚拟电厂就是将单个不可控用户的闲散电力负荷，利用信息化技术合理聚合，组成“电网侧—虚拟电厂—用户侧”的可控电力供

需网络。

1 市场需求分析

目前需求侧管理方式粗放、响应慢、效率低，虚拟电厂几乎还在理论阶段，亟需实现虚拟电厂建设落地化，切实响应电网峰谷调节需求[4-6]。

(1)综合能源管控提升：随着全球能源资源紧缺，环境污染问题日益严重，如何提高能源利用效率，获取新型能源管控手段，提升城市精细化管理水平是一直关注的问题，建设虚拟电厂可以帮助解决这些难题。

(2)企业内在动力催生：随着产业结构调整和生活水平提高，电力峰谷差不断加大。为了保证高峰期供电安全，电网不得不保留大量的冗余发电能力，造成资源浪费。促使电网建设虚拟电厂，减少电网基础投资，提高设备利用率，实现企业发展降本增效，推动企业提质转型。

(3)外部环境因素促使：分布式能源的大规模、高比例接入给电力系统的平衡和电网安全运行带来一系列挑战。高效利用分布式能源发电的需求促使电网开展虚拟电厂建设，通过内部的组合优化，实现资源利用最优化。

2 虚拟电厂功能设计

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、

电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统，是“互联网+”智慧能源环境下，以用户为中心，以商业化市场为平台的源网荷聚合管理模式。虚拟电厂示例如图1所示。

图1 虚拟电厂示例

通过广泛应用大数据、云计算、物联网等前沿技术，基于张江科学城试点范围内分布式能源、可控负荷、储能等主体的聚合和协调优化，研究相应的市场机制；以变电站出线为基础建设分布式虚拟电厂模型体系，开展电网运行削峰填谷试点应用，体现智慧能源调度的特点，实现需求侧管理工作各个环节互联、网荷交互。

虚拟电厂削峰填谷过程：根据负荷响应需求，结合区域内客户负荷水平及历史响应时间，选择潜在客户，在线发布响应补偿价格标准并发起邀约，目标客户响应，确定响应客户数量，开展削峰填谷业务，结束之后核算补贴金额。

2.1 市场机制设计

虚拟电厂技术采用用户侧单边竞价，统一边际电价法出清。根据用户申报的补偿价格，依次按照：① 补偿价格由低到高；② 申报时间由先到后；③ 申报规模由大到小的优先顺序确定成交负荷最高价格，即为市场统一出清价格。

2.2 数据接入标准

制定数据接入规范及实施方案，形成数据接入标准。

以数据接入标准为抓手，构建数据采集框架和安全体系，打通内系统，进行数据集成，实现标准化数据接入，充分保障能源设施、能源系统及能源信息的完整性、可靠性、可用性、可控性与保密性。

2.3 信息化流程实现

首先进行虚拟电厂削峰填谷业务原型设计，该业务的基本流程分为前期准备和事件响应两个环节。前期准备环节包括虚拟电厂的成员申请、审核及配置等工作，事件响应环节包括在特定削峰填谷需求下的事件发起准备、过程监控，以及事件分析结算等工作。其次运用大数据、人工智能等先进技术，进行功能开发，实现业务全流程在线化；最后依托智慧城市能源云平台开展规模化虚拟电厂削峰填谷业务。

(1)虚拟电厂配置。虚拟电厂配置是云平台开展削峰填谷响应的重要基础，负责成员申请、审核、配置、签约以及响应预案编制等工作。

(2)事件发起及准备。事件发起及准备环节是云平台响应电网运行需求，发起特定削峰填谷事件的预备工作，包括事件备案、事件发布及邀约工作。

(3)事件过程监控。根据电网运行状况，通过云平台启动需求响应。确定参与需求响应的用户/负荷集成商应在响应日的约定时段开展需求响应。云平台对响应过程进行实时监控，跟踪虚拟电厂出力与削峰完成率数据，以确保响应结束后，云平台统计计算各成员的响应量及奖惩金额的准确性。

(4)事件分析结算。事件分析结算环节是云平台对已完成的削峰填谷事件进行数据冻

结、计算分析、结果公示及补贴发放的工作。

随着物联网技术的广泛应用，将吸引更多用户参与虚拟电厂建设，聚集用户闲散电力负荷，聚“沙”成塔，形成规模，推动综合能源高效利用。

3 成效分析

3.1 管理效益

能源管理更加高效，通过与上海市需求侧响应管理平台共同开展虚拟电厂削峰填谷试点应用，

实现智慧能源调度，提高电网智能管理水平，实现虚拟电厂在需求侧管理的流程标准化，响应实时化，操作可视化。

3.2 经济效益

通过开展虚拟电厂建设，降低线路及地区峰谷差，减少电网容量建设投资、增加谷时用电，实现“需求弹性，供需协同”，让用户甚至社会整体的能源利用效率达到最优化，为电网安全运行和清洁能源消纳提供更好保障。

3.3 社会效益

虚拟电厂的建设可以促进清洁能源消纳，提升需求侧能源利用水平，实现区域能源的

循环经济和低碳经济。虚拟电厂体系将在可再生能源富集地区打造可复制、可推广的绿色能源共享经济商业模式，建成后可具备从张江科学城向浦东新区及上海其他区域推广的价值。

4 结语

通过虚拟电厂技术批量开展削峰填谷业务，可以实现、供电企业和能源客户多方共赢：为提供区域能源管控的新模式，提高智慧城市精细化管理水平；依托泛在电力物联网的持续构建和技术突破，供电公司将进一步实现需求侧管理工作各个环节互联、源网荷交互，实现用户负荷的精准可控，提高电网系统智能化管理水平，提升电网设备利用率；能源客户通过贡献自身可调节负荷，参与到全社会的资源配置中，并获得相应收益。

参考文献：

【相关文献】

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