虚拟电厂建设及运营技术规范

作为虚拟电厂行业发展的"技术指南针",这份规范标志着我国虚拟电厂从试点探索阶段正式迈入标准化、规模化发展的新阶段2本演讲将从行业背景、总体框架、核心技术要求和实践要点四个维度,全面解读这份规范的核心内容与落地路径2核心议题核心议题01行业背景与规范定位解读规范出台的行业背景与核心定位,理解标准化的必要性与价值03核心技术要求解读逐章拆解建设、接入、运营、测试等关键环节的实操标准02总体框架与核心原则梳理规范的整体架构与指导原则,掌握顶层逻辑04实践要点与案例分享分享规范落地的典型案例,将要求转化为实际运营能力/章行业背景与规范核心定位标准化引领虚拟电厂高质虚拟电厂发展进入关键期行业发展现状随着"双碳"目标的推进,分布式光伏、风电、新型储能、电动汽车充电桩等分布式资源快速增长2这些资源具有"分布广、容量小、波动性强"的特点,直接接入电网容易给电网安全稳定运行带来挑战2虚拟电厂通过技术手段将这些分散的资源聚合起来,实现"源网荷储"协同调度,成为破解分布式资源消纳难题、提升电网调节能力的关键路径2标准化需求迫切在《规范》出台前,我国虚拟电厂发展面临着"各自为战"的困境:不同地区、企业在资源聚合标准方面存在较大差异技术支持系统建设缺乏统/规范电网接入要求不/致,导致协同难度大市场交易合规性风险高系统对接困难技术支持系统接口不标准系统对接困难技术支持系统接口不标准,无法与电网调度系统、电力交易平台顺畅对接,形成信息孤岛2资源聚合效率低有的虚拟电厂聚合资源未达到基本调节能力要求,无法有效响应电网调度指令,导致系统整体调节能力不运营管理不规范收益分配机制不清晰,影响了聚合资源业主的参与积极性,制约了行业的可持续发展2规范的核心定位与适用范围核心定位这份《规范》是虚拟电厂建设运营的"通用技术指南"/由北京市电力行业协会提出/严格按保障安全协同降低电网运行风险/实现安全运行照GB/T保障安全协同降低电网运行风险/实现安全运行规范技术体系确保虚拟电厂具备稳定可靠的调节能力支撑市场交易提升行业整体运营效益适用范围电源型:聚合分布式光伏、分散式风电负荷型:聚合工业可调节负荷、商业建筑负荷储能型:聚合用户侧储能综合型:聚合源荷储多种资源无论是新建虚拟电厂,还是既有虚拟电厂的升级改造,都需要遵循本规范的要求规范的核心价值统/技术标准明确技术支持系统的接口标准、通信规约等要求,确保虚拟电厂与电网、交易平台等系统互联互通,破解"信息孤岛"问题2明确安全底线按照电力监控系统安全防护的总体原则,构建全流程安全防护体系,防范各类安全风险,保障电网稳定运行2规范运营流程对资源管理、市场交易、收益分配等环节提出明确要求,为虚拟电厂合规参与市场提供保障2 第二章把握虚拟电厂建设运营的"顶层逻辑"规范总体框架梳理《虚拟电厂建设及运营技术规范》全文共8章,形成了"基础定义-总体要求-建设要求-接入要求-运营要求-测试要求"的完整技术体系2第1-3章第5-7章基础部分:范围、规范性引用文件、术语和定义核心技术要求:建设、接入、运营 234第8章功能测试要求第8章功能测试要求总体原则和要求七项核心原则:贯穿全流程的"红线"技术支撑保障原则建设技术支持系统,具备监测分析、预测调度、调节控制和管理统计功能灵活调节与规模适配原则具有适当的灵活调节能力和规模,满足需求响应、电力市场参与要求《规范》第4章明确了虚拟电厂建设运营的7技术支撑保障原则建设技术支持系统,具备监测分析、预测调度、调节控制和管理统计功能灵活调节与规模适配原则具有适当的灵活调节能力和规模,满足需求响应、电力市场参与要求合规并网原则签订并网调度协议,接入电力系统负荷管理系统、电力调度自动化系统外部有效性原则作为整体对外提供有效、可量测的电能量或调节特性七项核心原则(续)2121权责清晰原则与聚合资源签订合同或协议权责清晰原则与聚合资源签订合同或协议,明确双方权利、义务、责任及收益分配方案,避免后续纠纷2按照"安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证、综合防护"的总体原电力系统的安全关乎国计民生,必须筑牢安全防护防线233能力验证原则通过有资质单位的测试验证其调节能力2未经测试或测试不合格的虚拟电厂,不得投入正式运行2规范性引用文件《规范》第2章明确的引用文件与本规范共同构成了虚拟电厂建设运营的技术标准体系:标准编号标准名称应用领域电力负荷管理系统技术规范负荷管理装置GB/T32672电力需求响应系统通用技术规范需求响应GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则电力二次系统安全管理若干规定GB/T34932-2017数据库管理要求数据库管理在实际工作中,不仅要遵守本规范,还要同步落实这些引用文件的相关要求核心术语定义虚拟电厂(VirtualPowerPlant)实现分布式发电、储能设备和可控负荷的聚合、优化和控制的主体或系统2聚合对象:分布式发电、储能、可控负荷三类核心资源核心功能:聚合、优化和控制,形成可被电网调度的"虚拟"单元虚拟电厂运营商开展虚拟电厂资源聚合业务,并参与电力系统运行或电力市场的主体2负责资源聚合、技术支持系统建设、调度指令执行、市场交易参与等工作2需求侧资源广泛分布在用户侧的可调节负荷、分布式电源、新型储能等可以聚合优化、参与电力系统运行调节的电力资源2负荷管理装置部署于用户侧的边缘计算装置,可实现用电负荷数据采集存储和分析计算、负荷控制等功能的设备2是虚拟电厂与聚合资源之间的"桥梁"2第三章筑牢"中枢神经"保障系统可靠运行系统配置要求:架构设计开放式体系结构虚拟电厂技术支持系统应采用开放式体系结构,具备标准软件接口和良好的可扩展性。/要求的核心目的是适应虚拟电厂规模扩大和功能升级的需求,避免因架构封闭导致后续无法接入新的资源或对接新的冗余配置服务器冗余/台服务器出现故障时,另/台可以立即接管工作网络交换机冗余确保网络传输的连续性和可靠性通信通道冗余采用双链路冗余,确保数据传输的连续性系统应具备与所接入调度机构技术支持系统间的同步对时能力系统应具备与所接入调度机构技术支持系统间的同步对时能力和自动授时功能,确保本地数据和上送数据时间标记准确可靠硬件配置要求 核心服务器配置前置服务器、数据库服务器、应用服务器、工作站、对时装置等2前置服务器负责与终端设备通信,数据库服务器负责数据存储管理,应用服务器运行各类应用程序2网络设备配置网络交换机、路由器、硬件防火墙、隔离装置、纵向认证加密设备等2这些设备保障网络传输安全和顺畅,硬件防火墙阻断非法访问,隔离装置实现物理隔离2八A安全设备配置入侵检测、安全审计、恶意代码测网络攻击、记录系统操作日志、防范病毒和恶意代码入侵2软件配置要求应用软件资源管理、调度控制、市场交易、监测预警等核心业务软件支撑软件中间件、数据采集与交换软件等系统软件操作系统、数据库管理系统等系统应配置实时数据库和历史数据库,且数据库管理要求应符合GB/T34932-2017的要求2实时数据库用于存储秒级、分钟级的实时运行数据;历史数据库用于存储长期运行数据,为运营分析、负荷预测等提供数据支撑2性能基本要求:关键指标99.9%年平均可用率系统每年的故障停机时间不超过8.76小时,确保持续稳定参与电网运行8h故障平均恢复时间系统故障后应在8小时内完成恢复,保障业务连续性50+最大可接入资源数量明确虚拟电厂的基本规模门槛,避免因资源数量过少导致调节能力不足通信能力要求通信兼容性系统应支持DL/T860、DL/T634.5104和DL/T634.5101等多种通信规约,支持光纤、无线、载波等多种通信方式的数据接入功能2这确保了系统能够与不同类型的终端设备和外部系统对接,实现广泛的资源聚数据交互频率日前电能量交易:运行类数据交互频率g15分钟/次辅助服务交易:运行类数据交互频次f1分钟/次不同交易类型对数据实时性要求不同,辅助服务交易需要更高频的数据交互来保障调节精度2采用无线通信方式时,应采取信息通信安全防护措施,避免数据被窃取或篡改数据质量与存储要求数据质量指标系统全年在线率≥99%上送数据校验合格率≥98%在线率99%确保系统能够持续采集和传输数据,数据校验合格率98%确保数据准确性,避免因错误数据导致调度决策失误或交易损失2数据存储要求数据存储要求数据粒度保存时间用途秒级数据小时级数据及事件数据功能基本要求:六大核心功能外部系统交互理系统交互指令响应时效从收到调度指令到资源终端收到分解指令≤数据处理校验处理、合理性检查、滤波、告警及切换远动与基础管理遥测、遥信、遥控、运行监视、生产管理、安全防护资源采集与控制管理对聚合资源的信息采集和控制管理有功控制接收指令、分解指令、评价响应性能有功控制功能详解有功控制是虚拟电厂参与电网调节的核心能力,系统必须具备以下关键能力:01接收调度指令支持接收调度机构的指令或计划曲线,确保指令接收的及时性和准确性02指令分解按合理策略将调度指令分解后向单体负荷下达指令,如电网下发10MW减负荷指令,系统需根据各聚合资源的调节能力分解到具体设备03远程控制支持对聚合资源进行远程控制,确保指令的有效执行04响应评价对资源的控制响应性能或调节贡献进行评价,监测指令执行情况第四章聚合资源接入技术要求严把"入口关"确保资源可管可控聚合资源核心要求聚合资源是虚拟电厂的核心组成部分,其质量直接决定了虚拟电厂的调节能力和运行稳定性。规范对聚合资源提出了7项核心要求:1虚拟电厂所聚合的可调节资源应符合电网接入规范,满足电网安全技术要求。任何资源若不符合规范,可能会影响电网安全稳定运行。2计量与数据要求具有电力营销户号等基本信息,具有满足电力市场交易要求的计量装置,可实现独立可信计量,并能提供历史用电情况数据。3合同协议要求应与虚拟电厂运营方签订购售电合同,提供电能量和辅助服务的接入资源还应与电网企业签订并网调度协议。资源类型与调节能力要求主要资源类型分布式光伏分散式风电储能设备电动汽车充电桩蓄冷蓄热空调高载能工业负荷居民农业侧可调节负荷调节能力要求5MW总调节能力确保虚拟电厂具备/定的调节规模,能够满足电网调度的基本需求1h+连续调节时间确保虚拟电厂能够持续响应调度指令,避免因调节能力中断影响电网稳定在电网高峰负荷时段,虚拟电厂需要持续1小时以上提供减负荷服务唯/性与参与时长要求唯/性要求同/时间周期内,聚合资源仅可与/家虚拟电厂运营商建立聚合代理服务关系。这/要求主要是为了避免资源"多头代理",导致调节指令冲突,影响电网调度和市场交易秩序。参与时长要求聚合资源最短参与虚拟电厂聚合代理服务时间为1个月。确保虚拟电厂资源的稳定性,避免资源频繁接入和退出,导致调节能力波动过接入终端要求聚合资源应通过负荷管理装置等边缘控制终端接入虚拟电厂技术支持系统。负荷管理装置是资源接入的"桥梁"。采集准确度要求0.5有功功率采集准确度不低于0.5级77无功电能计量准确度不低于1级采集准确度的要求确保了接入资源数据的准确性/为调度控制和市场交易提供可靠的数据支撑。遥信信息并网点设备状态、告警状态、通信状态、寿命状态、温度状态等遥调信息遥信信息并网点设备状态、告警状态、通信状态、寿命状态、温度状态等遥调信息有功功率、无功功率和功率因数等遥测信息充电电量、累计放电电量、最大充电容量、最大放电容量等遥控信息充放电状态、最大允许充电功率、最大允许放电功率等这些信息涵盖了资源运行的核心参数,为调度控制提供了全面的数据支撑2调节能力测试要求虚拟电厂聚合资源应配合虚拟电厂运营商开展调节能力测试,这是验证资源是否符合接入要求的关键环节。调节容量测试验证资源的实际调节容量是否达到设计值调节容量测试验证资源的实际调节容量是否达到设计值1持续时间测试验证资源能否持续提供调节服务持续时间测试验证资源能否持续提供调节服务2调节速率测试验证资源的调节速度是否满足要求调节速率测试验证资源的调节速度是否满足要求3响应时间测试验证资源接收指令后的响应速度响应时间测试验证资源接收指令后的响应速度4调节精度测试验证资源调节的准确性调节精度测试验证资源调节的准确性5只有通过测试的资源只有通过测试的资源,才能正式接入虚拟电厂参与运行第五章规范运营流程提升运营效益与合规性缺陷处理要求虚拟电厂技术支持系统发现缺陷或故障缺陷处理要求虚拟电厂技术支持系统发现缺陷或故障,应及时上报电网调度机构申请停运消缺。确保系统故障能够及时处理,避免因系统缺陷影响电网运行和市场交人员资质要求参与电力市场交易的系统应由满足电力交易员职业标准要求的专业技术人员负责虚拟电厂运行人员需具备调度业务联系资质,方可开展调度业务联系对人员资质提出要求,能够保障交易和调度工作的规范性和准确性,避免因人员操作失误导致损失。收益分配与结算依据收益分配要求虚拟电厂运营商与聚合资源确定参与交易方案,收益分配方案由双方自主协商确定。收益分配是激励聚合资源参与虚拟电厂的关键,规范明确由双方自主协商,既保障了运营商的合理收益,也确保了资源业主的利益,有利于形成良性的合作机制。结算依据要求结算依据应为经过法定计量检定的计量装置或负荷管理装置采集的数法定计量检定确保了计量数据的合法性和准确性,为市场交易结算和收益分配提供了可靠依据,避免因计量数据争议引发纠纷。资源注册与机组组合虚拟电厂运营上聚合资源应单独注册,根据聚合资源类型及聚合方式组合形成机组(交易单元)2发电储能类机组(#1发电储能类机组(#1机)聚合分布式光伏、分散式风电等发电类机组或分布式储能等未纳入调度管理的储能类资源.爬坡能力:应不小于0.2兆瓦/分钟确保机组能够快速响应调度指令,调整出力负荷类机组(#2机)聚合直接参与市场交易的用户时,其签约的售电公司和虚拟电厂运营商应属于同/法人避免责任不清和利益冲突.进/步细分为全电量负荷类机组(#2F机)和调节量负荷类机组负荷类机组细分机组类型聚合范围结算方式全电量负荷类机组聚合直接参与市场交易的用户(含用户侧储能)全被聚合用户全部电量按照与虚拟电厂运营商签订的电力零售合同(电能量+调节收益)结算调节量负荷类机组聚合可调节用户(含用户侧储能)调节电量,所聚合与运营商签订调节收益分成协议用户可为直接参与市场交易的用户、电网企业代理购电用户这种细分方式适应了不同用户的需求:全电量负荷类用户适合长期稳定参与虚拟电厂的用户,调节量负荷类用户适合仅愿意将部分调节能力参与虚拟电厂响应类型划分根据虚拟电厂机组聚合资源调节能力、信息交互情况,规范将其分为三种类型:直控型机组.具备与调度系统实时信息交互功能(信息交互时间为秒级)可跟踪实时市场计划曲线并实时响应调度指令调节时间为秒级主要用于参与调频、备用等对响应速度要求高的辅助服务市场短时响应型机组具备与调度系统和新型电力负荷管理系统信息交互功能可6小时及以内接收并响应调度指令主要用于参与短时调峰等需求响应长时响应型机组具备与调度系统和新型电力负荷管理系统信息交互功能具备6小时以上、16小时及以内接受并响应调度指令的能力主要用于参与长时调峰等需求响应市场交易要求交易资质虚拟电厂参与市场交易应满足国家、行业规定及注册所在地市场规则参与方式虚拟电厂以机组为单位参与电能量市场、辅助服务市场、需求以独立主体参与,通过对市场电价、负荷需求的预测及聚合资源的申报参与交易辅助服务应满足调节容量、响应时间、持续时间等指标,参与调频应具备偏差责任双方共同确定各时段交易量及交易价格,并约定偏差责任收益核算与资源动态管理收益核算要求虚拟电厂运营商调节电量收益为各机组调节电量电费之和。对于调节量负荷类机组(#2R机),其基线负荷按照《GB/T37016-2018电力用户需求响应节约电力测量与验证技术要求》,由聚合资源对应电力营销户号累加计算得到。