虚拟电厂在实际应用中的展示

虚拟电厂在实际应用中的展示作为欧洲FENIX项目的/部分,在西班牙和英国进行的试点示范项目概述项目概述FENIX项目:分布式能源的未来关键成果.在真实电网中验证VPP概念.展示市场参与能力.证明配电网主动运营的价值虚拟电厂(VPP)概念--即通过集中控制架构聚合分布式发电机组--在欧洲FENIX项目中得到进/步发展关键成果.在真实电网中验证VPP概念.展示市场参与能力.证明配电网主动运营的价值FENIX项目于2005年底启动,由来自研究机构和工业界的20个不同合作伙伴组成的联盟共同推进。项目的核心目标是应对分布式能源资源(DER)整合的挑战,为未来的电力系统运营提供创新解决方案。能源进口依赖许多国家严重依赖化石能源进口能源进口依赖许多国家严重依赖化石能源进口,需要通过本地可再生能源和分布式能源资源来提高能源安全性温室气体排放工业化国家需要减少对化石能源的依赖,降低温室气体排放量系统效率与安全分布式发电可以提高电力供应系统的效率和安全性,但需要新的控制和运营方式当前连接分布式能源资源(DER)单元的政策通常基于所谓的"连接后遗忘"(fitandforget)方式。这种政策与历史上被动的配电网运营/致,但导致配电基础设施投资效率低下且成本高昂。此外,DER单元缺乏可控性意味着系统控制和安全必须继续由集中式发电提供。11部署速度受限对DER和可再生能源的部署速度产生不利影响22成本增加增加电力系统投资和运营成本33系统完整性受损影响系统的完整性和安全性FENIX愿景:从现状到未来图表展示了当前系统与FENIX未来场景下的系统容量对比。在"现状未来"场景中,传统的集中式控制和被动配电网继续主导。而在"FENIX未来"场景中,通过虚拟电厂概念整合的DER单元将提供系统服务,分担集中式发电的角色并替代大量集中式发电容量。现状未来场景集中式发电占主导被动配电网运营FENIX未来场景集中式发电减少分布式控制与集中式控制并存FENIX联盟合作伙伴FENIX项目汇集了欧洲各地的20个研究和工业合作伙伴,共同致力于开发和展示虚拟电厂技术。合作伙伴包括主要的电力公司、设备制造商、研究机构和大学。主要合作伙伴包括EDFEnergy、ImperialCollege、ISET、ArevaT&D、Siemens、Iberdrola、REE等行业领先机构,覆盖了从技术研发到实际应用的完整价值链。核心概念虚拟电厂(VPP)的定义虚拟电厂(VPP)聚合了许多不同分布式能源资源(DER)的容量。它从表征每个DER单元的参数组合中创建单/运行配置文件,并可以纳入网络对聚合DER输出的影响。VPP是DER组合的灵活表示,可用于在批发市场签订合同并向系统运营商提供服务。技术虚拟电厂(技术虚拟电厂(TVPP)考虑本地网络影响和约束,支持配电系统运营商的网络管理商业虚拟电厂(CVPP)专注于市场参与和商业优化,不考虑网络约束DER单元可以同时成为CVPP和TVPP的/部分,这种双重参与机制确保了商业效益和技术安全的平衡。分布式能源资源(DER)的定义根据IEEE1547.3标准,"分布式能源资源"(DER)被定义为"包括发电和储能技术"。"分布式"/词的定义是:"分布式发电是直接连接到配电网或客户侧电表的电因此,DER单元包括分布式发电机和分布式双向储能单元。在FENIX项目中,为了简化,DER的定义还包括需求侧资源,尽管严格来说负荷不属于"资源"范畴。DER单元的类型分布式发电机组(风电、光伏、热电联产等)储能系统(电池、飞轮等)可控负荷(需求响应资源)虚拟电厂的核心价值在于将分散在配电网各个电压等级的众多小型DER单元聚合起来,使其对系统运营商可见并可控,就像/个单/的大型发电厂/样。无DER可见性传统情况下,个别DER单元连接到不同电压等级的配电网,对高压输电网不可见通过VPP表示DER聚合后的DER单元通过VPP以单/实体的形式呈现,具有明确的功率输出特性技术虚拟电厂(TVPP)的功能DER单元可见性使系统运营商能够看到和监控分布式能源资源的运行状态系统管理贡献DER单元能够为系统管理活动做出贡献,提供辅助服务容量优化利用在考虑本地网络约束的情况下,优化利用DER单元的容量提供辅助服务TVPP由来自同/地理位置的DER组成,包括本地网络对DER聚合配置文件的实时影响,以及代表组合的成本和运行特性。TVPP的服务和功能包括为配电系统运营商(DSO)提供本地系统管理,以及为输电系统运营商(TSO)提供系统平衡和辅助服务。商业虚拟电厂(CVPP)的功能商业虚拟电厂(CVPP)具有聚合的配置文件和输出,代表DER组合的成本和运行特性2CVPP的聚合配置文件中不考虑配电网的影响2010203市场可见性市场参与价值最大化使DER单元在能源市场中可见使DER单元能够参与能源市场交易通过市场参与最大化DER单元的价值CVPP的服务或功能包括在批发能源市场进行交易、平衡交易组合以及通过提交投标和报价向输电系统运营商提供服务2CVPP的运营商可以是任何第三方聚合商或具有市场准入权的平衡责任方(BRP),例如能源供应商2这使得小型单元能够进入市场,并通过组合多样性和容量降低不平衡风险,相比独立的DER单元更具优势2CVPP与TVPP的系统和CVPP在商业基础上聚合DER单元,通过组合优化最大化其市场参与的收益。它还向TVPP提供信息,TVPP需要其配电网中DER单元的位置特定信息。因此,CVPP将DER单元组合分解,将相关信息传递TVPP在配电层面积极参与系统管理,例如考虑电压等本地约束。它进/步将DER单元聚合到输电层面,例如访问TSO的平衡市场。向输电系统提供DER单元的聚合配置文件需要商业和技术参与者。关于TVPP还是CVPP(由TVPP验证提议的CVPP时间表)成为输电市场接口,都有各自的论据,也可以考虑新的参与者。FENIX信息与通信架构FENIXBoxCVPP服务器能源交易商使用的商业虚拟电厂系统,具有独特的数据管理和聚合DMS中的TVPP配电系统运营商在其配电管理系统中使用的技术虚拟电厂FENIXBoxCVPP服务器能源交易商使用的商业虚拟电厂系统,具有独特的数据管理和聚合DMS中的TVPP配电系统运营商在其配电管理系统中使用的技术虚拟电厂CVPP和TVPP系统功能CVPP系统功能维护和提交DER单元的静态物理特性.管理可用性和停运.发电和需求预测.实时日常优化和再平衡.利用可用组合参与市场(管理物理交易、风险管理、计量等)TVPP系统功能.验证和评估时间表.在给定网络约束下进行优化,例如电压无功控制(VVC).作为网络控制系统SCADA/DMS的/部分运行CVPP和TVPP功能已由AREVA和Siemens在其各自的工具e-terra和Spectrum中开发、实施和测试2这些工具为虚拟电厂的实际运营提供了强大的技术支持2北部场景北部场景英国示范:小规模发电的市场参与北部场景展示了商业虚拟电厂(CVPP)中市场参与对小规模发电(如连接到低压网络的家庭和社区规模的热电联产和光伏)的价值。北部场景示范由多个FENIX项目合作伙伴(ArevaT&D、ZIV、EDFEnergyNetworks、NationalGrid和ImperialCollegeLondon)与WokingBoroughCouncil(WBC)和EDFEnergy合作进行。2121FENIXBox集成WBC的FENIXBox集成WBC的FENIXBox提供实际发电和需求的可见性以及控制灵活性,信息发送到ArevaT&D托管的e-terra分布式管理系统拥有为其市政中心、会议中心和其他市政设施提供能源的发电组合,包括中小型热电联产单元、燃料电池、光伏电站和可短期控制的负荷33ImperialCollege实验室额外的FENIXBox集成实验室中的DER单元以分析控制灵活性NationalGrid(TSO)负责系统安全和平衡服务采购EDFEnergy(能源供应商)参与能源市场、减少不平衡、运营EDFEnergyNetworks(DSO)运营配电网、管理网络约束、运营WokingBoroughCouncil供服务以最大化收益该示范业务案例的主要价值在于发电和需求的近实时可见性以及其灵活性的可见性2这种可见性使得小规模分布式能源能够有效参与电力市场,为所有相关方创造价值2南部场景南部场景南部场景展示了连接到中压网络的分布式发电向TSO和DSO提供辅助服务的机会2选择Iberdrola的Alava配电网作为示范地点2169K低压客户农村170已安装DER容量MVA,约占连接输配电网变压器容量的35%30kV或13kV的次输电网络尽管30kV次输电网络设计为网状结构,但采用径向运行方式,有多个开路断路器2该网络为FENIX概念的验证提供了理想的测试环境2FENIX架构在西班牙进行了调整和部署,作为Iberdrola配电系统运营商控制中心的并行控制系统(FENIX控制系统),以免干扰实际运营。它使用Alava网络区域的实时SCADA交至西班牙市场(OMEL),经DSO和TSO验证后执行DER单元通过提供无功功率支持维持变电站高压母线的特定电压11223344提供三级备用DER单元为系统提供备用容量服务网络应急响应在网络故障情况下提供应急支持除了现场示范外,FENIX项目还在德国ISET和法国IDEA的实验室进行了实验室示范。这些实验室示范补充了真实网络中的现场示范,为虚拟电厂技术提供了全面的验证。IDEA实验室展示了本地和协调的实时电压无功控制(VVC),使用实时硬件设备和网络仿真。ISETDeMoTec实验室展示了分布式发电机和负荷提供辅助服务的技术控制能力,包括:优化无功功率供应以最小化网络拥塞和运营成本频率控制项目成果FENIX虚拟电厂的主要效益DSO和DSO和TSO提高DER单元在网络运营中的可见性利用DER单元的控制灵活性进行网络管理改善电网投资利用改善DSO与TSO之间的协调缓解不灵活分布式发电增长带来的运营复杂性DER单元所有者捕获灵活性价值通过市场增加资产价值通过聚合降低财务风险改善商业条件谈判能力供应商和聚合商供应商和聚合商为消费者和DER单元提供新服务降低商业风险创造新的商业机会政策制定者在保持系统安全的同时经济高效地大规