虚拟电厂技术的探索与实践

南方电网科学研究院有限责任公司5力相平身用部山画1M—+虚拟电厂技术的探索与实践南网科研院副院长时间：2025年5月24日斯金论电专题论坛南方电同科学研究院有限责任公司意电网力平期899可99華南理工大享知识产权声明本文件的知识产权属南方电网公司所有。对本文件的使用及处置应严格遵循南方电网公司有关规定或获取本文件的合同及约定的条件和要求。未经南方电网公司事先书面同意，不得对外披露、复制。IntellectualPropertyRightsStatementThisdocumentisthepropertyofandcontainsproprietaryinformationownedbyCSGandoritsrelatedproprietorYouagreetotreatthisdocumentinstrictaccordancewiththetermsandconditionsoftheagreementunderwhichitwasprovidedtoyou.NodisclosureorcopyofthisdocumentispermittedwithoutthepriorwrittenpermissionofCSG目录目录轩坚世电专面必坛实冒赋能新鹰电力系顷中国南方电网声方电属科学研究院育阳责住公司新型电力系统构建中，随着新能源快速增长，其发电的随机性、波动性和间歇性给电网运行带来极大影响在不同时间尺度的电力电量平衡中，电力系统供需两侧的精准匹配将面临着越来越大的挑战赋智赋能新庭电力系统高比例新能源带来电力平衡主要矛盾，由缺电量发展为调节能力不足，造成午间调峰缺口、晚间电力供应缺口以某省级电网为例，2027年新能源装机占比将超过50%,采用8760小时的时序运行模拟，在水电枯期下的晚高峰缺口最大可达1200万千瓦，而在新能源大发时段午间盈余电力最大可达4430万千瓦晚问时段：光伏出力几乎为零，风电出力较低，水/煤电均上调至最大出力，仍无法保障供电需求，存在电力不足理血牛间时段：光伏大发，水/煤电均下调至最任出力，仍无法全部源随荷动能力不足导致弃电与欠供反复交织2027年某省级电网的逐日训络需求曲螺轩坚世电专商仑坛实冒赋能新型电力系统声方电同科学研究院有限责住公司传统直切负荷的暂态紧急控制方式容易对经济社会造成重大影响，需要更灵活更经济的快速调节能力作为补充以某区域电网为例：不同直流规模运行场景下，受端电网一次调频备用400万千瓦，直流双极闭锁(损失功率1000万千瓦)后受端系统最低频率将低于49.0Hz,需传统稳控系统集中切除负荷量高达约380-440万千瓦需深入挖掘负荷侧如电动汽车等资源快速控制，使其具备分钟内完成功率调节能力m不同直渣规模双极闭锁后受端系统频率曲线(系统最低点频率在故障后30s内出现)4404Q40C地不四直FLL该节远(万千E直流双闭锁下的受端需辈切除负荷区问(直流颍模1000万千瓦)鞋金论电专题论坛新型电力系统亟需由“源随荷动”被动型向“源荷互动”主动型转变——实现“供需协同”随着分布式电源、可调节负荷、储能等资源大规模接入电网，用户侧资源“产消者”属性显著增加受分时电价影响，电动汽车无序充电形成夜间负荷高峰中国新型储能累计投运装机规模预测(CNESA,2025-2030年)至2030年增长至2.4亿-2.9亿千瓦2024年6次负荷创新高曲线图78007800660056002024年，南方某省受充电负荷影响，零点高峰负荷频发发展现状声方电同科学研究院有限责任公司省调儒能等快速切负荷承担事故备用次调频电动汽车、换电贴、储能等自动功率控制常态化支撑平衡地调(10kV-35kV)重过载问题三相平衡问题(10kV以下)轩全世电专e坛发展现状利用长期停留在需求响应阶段，用户根据价格信号自发调节、无法闭环控制，存在响应不精准、不及时、不可靠的问题，无法实现精准可靠削峰填谷，更无法实现调频、备用、阻塞缓解等实时调度■灵■灵活资源虚资源虚拟电厂利用技术瓶拟电厂利用技术瓶颈颈贩冒财靡新胆电力系统发展现状·2025年3月25日，国家发改委、国家能源局《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》(发改能源〔2025〕357号)提出，虚拟电厂是基于电力系统架构，运用现代信息通信、系统集成控制等技术，聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源，作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式接入最优桂最优桂合化制柳t厂中p销耳交易立基平台储能装置及可调节负荷三大类1)灵活资源雎节点广域聚合；2)驳合主体具备支持电力务统运行和电力市场运营施力国外虚拟电厂发展经验国外虚拟电厂发展经验在欧洲、美国、澳洲虚拟电厂可参与多种类市场品种，已能够实现秒级调频响应，并提供电能量、频率控制与虚拟电厂发展需与资源禀赋适配，以完善的电力市场机制为支撑，推动多元主体参与构建虚拟电厂经营生态德SNextKnaftwerke;虚点电广平台EMOCSe所e美Tesla;办中厂智能平台Autobiddar油大利亚AGL:虚检电厂单台示范工程主要责源市场模式/应用场漏植术产品短穗/市场欧洲Maxtsraftwerue好花世所国通建户应息电a.可消50,储貌辱电力规武交属，资用冒理和狐节我节阳的零·30:增空制备雨5分肿领率传复品用·159师证手监复备用市场文肺有超15000个级急单元，粗2021年料400方森元，2024年静收达鼓忆欧元美国种所.SmPow(5时配工业，史哇桩，再户侨M5屏岛电网实时平猴，但，请频够力,日+t时电能童市场·z实网品节(FJM详照至2024年北要磨活明超理已达33GW清大利亚AEMOVPF蜜六就，用户假清，可径勇取可向三网管电和理H城助服务；瓦用户电员，嘎岛系尴橙适座·1</6L/6os/500FL陋·电E道市例批发市场总府重合计7D0K直，2024年市场奇数约Z134方盖元聊全电专面e墙声有患舞载学明完照有阳责任必司出写儿工出写儿国内虚拟电厂政策国内虚拟电厂政策2021年，提出要引导虚拟电厂参与新型电力系统灵活调节，2022年，明确虚拟电厂聚合主体范围包括工商业可调负荷、大数据中心、车网互动(V2G)、用户侧储能、5G基站等2023年，确立虚拟电厂的新型经营主体地位，积极培育虚拟电厂新业态新模式2024年，提出“建设一批虚拟电厂”,“电力调度机构要强化虚拟电厂运行管理”,进一步细化发展路径2025年，国家发改委、国家能源局《关于加快推进虚拟电厂发愿的指导恋见》(357号文),为虚拟电厂首份国家级专项指导2u/8L5a导，画电己汽车V2L.美u中心，502u/8L4.九j中方1月，面电年意温度,橙出运盲白方画，tnio厂贴!P,德立虚当电厂g计审方事开品电厂E.!P,德立虚当电厂g计审方事开品电厂E.7主体雕位A.青t电力度tl2031年到115力30su021L星出里点障.包.东项互部，电性术的5E和B48,x伸力出明国所率59AR力的力瓶58面世电厂s行面理g道制中国相知等美】问脑，对TE行业共面厚理星已a断商意旅照布座指身意肥剪空IE电专面e坛声方患舞载学明霓照育阳责任公司我国虚拟电厂正处于向市场化发展的过渡阶段，各地结合资源禀赋和市场环境，发展多样化的应用场景·华北区域虚拟电厂以蓄热式电采暖、分布式光伏，充电桩、微电网园区为主，主要参与调峰辅助服务市场和现货市场·华中区域聚合资源以充电桩、微电网园区、高耗能企业为主，主要参与调峰辅助服务华北这域中区延华北这域属北虚库电厂警胜置控平盐，参与调连调北酯鸿分布式光忧人市，与中长期、现贸肆电属北虚库电厂警胜置控平盐，参与调连山西，山东虚拟电厂，参与理施，星物应务上海市场进以电厂，参与需求绳凰北福阳虚拟电厂，与澳M北电动虚似电厂，共备评施，话他机组，现阶段参与潮发展现状中南方电网声方电同科学研究院有限责住公司根据357号文：参与需求响应的虚拟电厂接入新型电力负荷管理系统；参与电力现调度指令调度自动化系统发调度指令(市场出清结果)湿货电能量、其助服请湾新型负荷管理系统管理主体虚拟电厂运营商虚拟电厂运营商中小型工商业用户大工业居民用户终端设备分布式资源光伏发电风电场工商业可调负动充唯枉轩室世电专e坛赋智赋能新庭电力系统声方甲阴款学研究院育阳责任必司发展现状发展现状难题一：接入难题一：接入望望高通信规约>1000种，单设备接入时间>2周难题三：难题三：市场运营难束复杂。充电场站等连续三日负荷偏差超30%,虚拟电厂调度指令信差最大达60%交易主体和市场品种日益增多，常态化运营挑战大。仅以深圳为例，可独立核算户达数十万个难题四：应用难题四：应用范广难十五五期间，预计虚拟电厂整体产业链市场空间超千亿元，虽空间巨大，却缺少规模化管控手段南方电网科学研究院有限责任公司目目录 声方电同科学研究院有限责任公司总体目标虚拟电厂规模化、常态化、市场化应用技术难点创新技术与终端成套装备思路解决问题实现虚电厂实购可双。可测。可调、可牌整论电专题论坛关键技术1:海量异构资源即插即用接人关键技术1:海量异构资源即插即用接人基于海量异构资源即插即用的自适应采集接入技术和协议转换架构，制定海量设备接入的统一信息模型，实现电力、建筑、工控等常用通信协议兼容，节省现场接入时间，提升分布式资源接入虚拟电厂效率制造奇/型号制造奇/型号密钥/证书协议版本聚合商调节能力负荷功率设备状态访问第略报价信息结算信息网颜指令虚拟电厂统一信息模型即播即围的自适皮协议持换基于5G通信模组能力复用的端到端数据加密技术和本地隔离缓冲安全防据过滤实现轻量化边缘侧网络隔离，有效阻断来自网络层的各类攻击，实现分区隔离、高可靠、低延时需求，声方电网程学明完院自阳责任公司基于特征增强的分布式负荷概率预测技术，综合应用神经网络、蒙特卡洛模拟、自注意力机制等方法，实现不概率预测结果轩坚世电专商仑坛声方用同料学研究院有胆责任公司关关键技术4:资源聚合建模考虑灵活资源跨时段不确定性的虚拟电厂资源集群可信聚合技术，基于强化学习、神经网络、马尔科夫决策等实现虚拟电厂聚合可调能力的超前感知、快速可信预测，提升可行域聚合的预测精度和效率，具备动态跟踪和评估虚拟电厂聚合调节能力白用于数维电动汽车充电站聚合体功率罐关键技术5关键技术5:虚拟电厂优化调控层滚动修正调控输出，实现虚拟电厂资源动态协同优化，能够精准快速跟踪电网削峰填谷、调频、备用、阻塞约束学习新能源状态系统运行风险偏好设置基于深度学习的调控策路材维精正醒全后虚电厂指膨金论电专题论坛关键技术6:多元市场交易运营考虑虚拟电厂多元市场联合交易和效益实用化分配方法，基于动态运行域的虚拟电厂出清校核技术，确保含众多虚拟电厂交易的电力市场稳定高效运营，支撑虚拟电厂参与现货、辅助服务等多品类市场求解四次联色申报模里，依时序依次将前一次出清市场种类信原当作数入下一次模型中计算分布式资源节点动态运行域虚拟电厂出清结果安全校核出以电厂参与市场总出清面校核及修正对各市场总出清量汇总形成虚拟电厂对各市场总出清量轩坚世电专必坛声方电属科学研究院育阳责住公司关键技术7:虚拟电厂调控管理云平台关键技术7:虚拟电厂调控管理云平台虚拟电厂调控管理云平台，具备提供虚拟电厂多类型资源信息物理建模、海量资源高并发物联体分级动态聚合、多时序智能分级调度、多场景自动功率控制全链条业务支撑目前，系统部署于网级调度云，实现网省地多级协同，实现电网调度机构对虚拟电厂的统一管理骑金论电专题论坛华曾理三大享试试验测试：虚拟电厂井网检测系统便携式虚拟电厂响应性能检测装置及并网检测系统，提升虚拟电厂涉网安全能力，目前已开展60余家/次虚拟电厂并网检测工作检测报告虚拟电厂并网检测平台架构虚拟电厂响应性能测试系统虚拟电厂检测报告金论电专题论坛数智赋能新型电力系统声方电同科学研究院有限责任公司考治理三大拿虚拟电厂成套技术装备研发，实现虚拟电厂参与电网调度全业务贯通，夯实虚拟电厂技术底座；持续构建完善虚拟电厂体制机制和产业生态，推动虚拟电厂全链路常态化、市场化运营、高质量发展虚解电厂→前期电厂请市场化交薯，全锁的的运营市场化运营空丰南方电网科学研究院有限责任公司丰南方电网科学研究院有限责任公司112目录实冒赋能新酷电力系质声方患屏耗学研究照有阳责住公司点迈向规模化商业运营，支撑新型电力系统建设●完善顶层设计和行业标准，明确主管部门及各方职责●在电力市场规则制定中，纳入虚拟电厂等新兴市场主体引导虚拟电厂参与调峰等辅助阻务，逐步引入针对性的市场交易品种●源化试点示范发展初期(2022-2025型主导推动虚拟电厂规模增长调频、电能量等打造各方积极参与的虚拟电厂可持续发展模式发展中期(2026-2030)市场较成熟，以市场为主，激励补贴为罐统安全性严防过度竞争、拌他垄断等风险●国际上打造品牌效应、占框产业制高点远期展望(2031-2035)贴政策逐步退出腹拟电厂发展演变路径膨整论电专题论坛标准引领虚拟电厂业务流程体系围绕虚拟电厂构建打造虚拟电厂技术标准体系，涵