虚拟电厂规划与运行策略

虚拟电厂规划与运行策略二、国外虚拟发电厂案例三、虚拟发电厂规划关键技术五、虚拟发电厂参与电力市场机制1.基于源-荷-储组合的虚拟发电厂多类型储能技术大规模电动汽车PETRIPETRI>对传统调度计划方式提出挑战高难度方案3.虚拟发电厂定义虚拟发电厂(VirtualPowerPlant,VPP)是聚合多种分布式能源资源构成的特殊类型的发电厂，通过先进的控制、通信等技术实现分布式电源、储能系统、柔性负荷、电动汽车等分布式单元的协调控制和优化特点1、组织灵活性：虚拟发电厂内部的分布式单元可由不同所属机构的分布式电源、储能单元、用电单元等2、构建灵活性：可以因地制宜，充分利用现有的通信等硬件设施，采用适当的控制策略进行构建，不需3、运行灵活性：针对不同类型、不同地区的电网需4、环境适应性：可以针对不同电力管理体制，适应4.虚拟发电厂的类型>分布式电源协调控制>各类型分布式源-荷互动>虚拟发电厂实时控制>可自主控制爬坡速率>可自主控制下坡速率>可调节变动输入/输出>可控制最小输入/输出>需求侧电价机制>需求侧参与策略>内部负荷需求管理>内部运行成本核算>市场价格走势预测>辅助服务竞价模型>绿色证书交易4.虚拟发电厂的类型按照电力市场角色分类发电商或辅助服务提供商负荷聚合商*具有一定发电规模效应*具有灵活地发电可调节特性*具备传统发电厂的外特性*具有参与电力批发市场的资质*主要由电力大用户组成*具有各类型需求响应负荷*具有可中断负荷*具有参与电力零售市场的资质综合能源服务商智慧园区*节能减排*合同能源管理*碳交易*绿色证书*具有发电规模效应*具有各类型需求响应负荷*具有增值服务功能*可以参与电力批发市场和零售市场传统火力发电厂由火力机组构成，其出力稳定可控，具有调峰调频能力。虚拟发电厂由大规模分布式单元构成，其目标是通过有效的控制，达到传统发电厂的功能。输出可控容量灵活稳定特性；爬坡速率速度灵活旋转备用策略灵活发电厂外部特征控制灵活6.虚拟发电厂与微电网微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。虚拟发电厂内可以包含微电网，作为其组成单元。虚拟发电厂微电网虚拟发电厂微电网由各类型分布式电源和负荷构成地理位置分散地理位置集中接入配电网一种运行状态两种运行状态(并网和孤岛)所有者不同只有一个所有者有多个接入点只有一个PCC点技术基础和商业模式侧重技术问题7.虚拟发电厂与能效电厂能效电厂(efficiencypowerplant,简称EPP)通过实施一揽子节电计划和能效项目，获得需方节约的电力资源。国际能源界将实施电力需求侧管理，开发、调度需方资源所形成的能力，形象地命名为能效电厂。能效电厂是虚拟发电厂的一种模式。容量可调节可参与发电侧和需求侧都可响应需求侧管理包含分布式只包含负荷用电设备节能减排和电能替代的社会效应具有发电能力消减用电量PETRI8.虚拟发电厂与虚拟同步机相同不同虚拟同步发电机分布式电源为被控主体主要控制发/用电量主要控制分布式电源的端口逆变器模拟发电厂的某方面外特性时间尺度：稳态时间域(分钟级及以上)时间尺度：动态时间域(毫秒级/秒级)多个分布式电源与负荷储能协调控制目前只控制单个分布式电源端口逆变器多类型技术综合，并考虑商业运营模式电力电子器件控制技术一、虚拟发电厂概述三、虚拟发电厂规划关键技术五、虚拟发电厂参与电力市场机制欧洲与VPP相关的主要研究项目项目FENIX虚拟发电厂研究项目操作员EVPP的交互活动丹麦的EVPP项目虚拟发电厂研究项目P.Q系统VPPVPP控制中心GPRSUserVPP的通讯结构欧盟的WEB2ENERGYVPP项目虚拟发电厂研究项目集中发电集中发电风电FBFBFB发电机组发电机组发电机组FB:FENIXBox接口服务器商业VPP2交易软件市场配电管理配电系统操作员输电系统操欧洲FENIXVPP项目虚拟发电厂研究项目6DG代理竟价集中代理竟价亮业务逻辑万集中代理荷兰PM(电力匹配器)体系结构虚拟发电厂研究项目单元单元风电场优化调度负荷预测400V储能太阳能居民用电燃料电池工业用电微型热电联产储能一、虚拟发电厂概述二、国外虚拟发电厂案例ter三、虚拟发电厂规划关键技术五、虚拟发电厂参与电力市场机制虚拟发电厂所具有的发电能力、需求响应能力和可调节能力，取决于其分布式电源发电特性建模储能充放电特性建模负荷用电特性建模3、物理实体客观庄反庄反经济性可靠性利用率榫合度约束条件多维目标函数一、虚拟发电厂概述五、虚拟发电厂参与电力市场机制集中式控制控制中心分布式控制无控制中心分散式控制信息中心信息中心2、虚拟发电厂优化调度技术PETRI>运行成本、维护成本>分布式电源发电随机性>用户需求响应不确定性确定目标偏差量>分布式电源可调容量约束>储能装置可调速率约束ii(s.t.g(xis.t.g(xi)≤0minΣf;(xj)s.t.g(xj)≤0h(s.t.g(xj)≤0通信技术是虚拟发电厂能够组建并实现有效控制的技术基础，通信性能与控制策略相互配合影响，决定了虚拟发电厂的运行效率和可调节速率等技术特征。通信方式传输距离传输速率优点局限性适用范围有线通信光纤通信550m~100km最大10Mb/s速率快，抗干扰建设成本高大型工业用户，电动汽车充电站电力线载波2~3Mb/s传输距离长建设成本低依赖于已有电力线路，抗干扰能力差分布式电源以太无源光网络20km1.25Gb/s组网灵活不易扩散储能电站无线通信全球微波接入系统>75Mb/s覆盖面积广信号易受干扰移动的电动汽车ZigBee30~50m250kb/s功耗和成本低，容量比较大，安全性高距离短居民小区电力用户分布式电源GPRS170kb/s成本低安全性差电动汽车充电桩分布式电源变动输入(输出)所需时间提前量最小零输出(输入)量时间稳定极限虚拟发电厂技术参数虚拟发电厂技术参数固定技术参数动态技术参数优势机制灵活上业开居用书33:一、虚拟电厂概述二、国外虚拟电厂案例三、虚拟电厂规划关键技术四、虚拟电厂运行关键技术ie五、虚拟电厂参与电力市场机制更新周期可达到更新周期可达到将零售侧的价格与电力批发市场的出清电价联动直接负荷控制尖峰电价(CPP尖峰电价(CPP)在分时电价上叠加尖峰费率形成。在尖峰时段执行尖峰费率，在非尖峰时段执行分时电价紧急需求响应分时电价(TOU)分时电价(TOU)有效反映电力系统不同时段供电成本差别，如峰谷电价、季节电价和丰枯电价备用辅助服务(容量计划)年度计划电力规划电力市场即指以电力及其相关服务作为商品竞争的市场，是月度日前电能量市场实时电能量市场电力市场辅助服务类型控制、有功备用服务(旋转备用和非旋转备用)类型4、其他类型的辅助服务。如黑启动服务和电能质量发电商G(Generator)将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能的工厂，并将电能发电经纪商PM(PowerMarketer)独立系统操作员ISO(IndependentSystemOperator)对电力系统进行操作并对所有输电系统用户提供服务。辅助服务供应商AS(AncillaryServiceProvider)提供输电系统支持服务以保证电电网拥有者GC(GridCompany)提供传输电能的服务，并且收取一定的过网费用。Coordinator)Coordinator)职能是把供求双方撮合在一起，而不必计划协调者SC(Scheduling零售商R(RetailServiceProvide)从电力市场购电并直接向用户零售配电商配电商D(DistributionServiceProvider)拥有并管理自己的电力网络设施，提供配电服务，经核准可从事电力购售业务的电力企业表独立发电商配电公司虚拟发电厂辅助服务提供商辅助服务提供商大用户独立发电商辅助服务提供商零售商负荷聚合商照到虚拟发电厂物理信息融合仿真平台面向电力市场与售电改革的虚拟发电厂仿真平台历史数据库!蓄!蓄(电协调控协调控制策略m池源信第扑链接般负荷优优化策略实验验证电力分析计算软件包虚拟发电!优化调度优化计算第三方电力市场仿真测试系统报价策略虚现货市场分析辅助服务市场分析碳交易市场分析绿证市场分析成本分析用电特性售电成本盈利分析市场规则库市场规则库辅助服务场售电策略考核分析竞竞价决策增值服务个体考核发电平稳性激励市场规则设置万智能本体知识库经济效益维度负荷需求维度发电备