虚拟电厂基本概念及关键技术问题思辨

山水至善 2024第一届南京新型电力系统研讨会 虚拟电厂技术及产品发展趋势专题培训暨研讨 虚拟电厂基本概念及关键技术问题思辨 高赐威教授 东南大学电力经济技术研究所 团队介绍 发展历程 东南大学电气工程学院需求侧管理研究所电力经济技术研究所 创始于1923年成立的国立 成立于1999年，国 面对电力体制改苹的研究需求， 东南大学电机系，国内最 内最早开展需求侧管 顺应电力市场建设的发展趋势 早建立电气工程学科的单 理研究的高校之一 根据相关领域的研究基础， 位之一，在国内外电气领 在国内具有很高的知 建了东南大学电气工程学院电 域是有较高的学术声誉。名度。力经济与技术研究所。 研究内容 电力市场电力需求综合能源电力系统与电力监侧管理与系统效率节能与经管需求响应与规划济运行 2 团队介绍 高赐威王蓓蓓 教授&博士生导师副教授&博士生导师 李扬王磊喻洁 江苏省青蓝工程学术带头TEEESeniorMember教授&博士生导师、副教授/硕导 人，IECPC118中国专家江苏省电力市场普通委中国电机工程学会电从事计算机应用技术教学 副教授/硕导 北卡罗莱纳州立大学访 委员会成员，中国能源研员会委员，获江苏省六 究会电力发展与改革30大高峰人才资助，电网 人论坛成员，国标TC549技术期刊青年编委，电 力市场专委会委员、 TC549标委会成员 主要研究方向为电力系 及信息技术在系统中应用电力系统优化运行、需求响应等方面的研究工作， 同学者，致力于电力市场、虚拟发电厂、需求 响应机理、电力信息理 专委会委员，中国电机工力需求则管理期刊编委。 程学会用电与节电专委会 委员。 统求运管行理、电力市场、需论的研究。 3 团队介绍 陈涛宋梦明昊严兴煜牟玉亭 副研究员副教授副教授博后讲师 在弗吉利亚理工大伊利诺伊理工、中 2018年获美国德州东南大学电气工程东南大学电气工程 学做博士后研究，佛罗里达大学交流A&M大学电气工程专学院全职博土后，学院讲师、硕士生致力于智能电网合作和博士后研究，业博土学位，同年入职2017年博士毕业导师。博士毕业于电力市场、供需侧长期从事需求侧管美国得克萨斯州电力可于法国里尔中央理比利时 管理响应和电力数理、电力经济、电壶性委员会（ERCOT)工大学，先后就职（法语）鲁汶大学 场部担任 据分析及智能算法力系统安全运行与电力市场分析组担任系于法国上法兰西私运筹学与经济计量的研究工作。优化调度等方面的统运营工程师。多年来立高等工程师学校学研究中心，曾在研究。直从事电力市场、需（博士后研究员）法兰德斯技术研究 求侧响应、大数据分析主要研究方向为配院（VITO）能源市 方面相关研究。网侧分布之资源灵 活性以及虚拟电厂Researcher. 4 团队介绍 文章&专利项目获奖 教育部科技进步二等奖2022 江苏省科技进步二等奖2020 发表论文526篇 2010-2023年 广西自治区科技进步二等奖2022 授权专利55项 承担或参与包括过 上海市科技进步二等奖2020 1篇文章入选全国百篇最 863项目、973项目、 中国电力创新一等奖2020 具国内影响学术论文 国家重点研发、国家 江苏电工技术奖一等奖2019 6篇文章入选F5000中国自然科学基金、美国上海电力科技进步一等奖2019 精品科技期刊顶尖学术能源基金会、英国繁南方电网科研院科技进步奖一等奖 论文荣基金等机构资助的广西电网科技进步一等奖 9篇论文他引次数超过 科研项目近300余项。中国电力创新二等奖 上海电力科技进步奖二等奖 200次 江苏电工技术技二等奖 中国电力科学技术奖三等奖5 国家能源局软科学奖三等奖 虚拟电厂领域的研究工作 研究工作 从2017年起支掌上海虚拟电广研究和建设，承上海、广州、深、国网综能等 单位委托虚拟电厂研究项目三十余项，获得省部级奖9项 城市商业建筑虚拟电厂系统关键技术及示范应用，2020年上海市科技进步二等奖面尚需求响应的海量柔性负荷聚合运行关键技术及应用，教育部高等学校科学研究优秀成果奖一等奖， 标准化工作 TC575全国电力需求侧管理标委会虚拟电厂标准工作组组长 作为主答人参与首批两项虚拟电广国标《虚拟电厂资源配置与评估规范》《虚拟 电厂管理规范》国标和一项行标《虚拟电厂可调节性能指标设计与计算方法》、 《虚拟电广术语》答辩并成功立项。 6 团队介绍 智库职能行业标准建设 为国家地方行业经济担任IECPC118中国国家 政策承担智库作用委员会、IEEEP2783、 为国家发改委、原国全国智能电网用户接口标 家电监会、国家能源准化技术委员会TC549、 局及其分支机构等政 全国电力需求侧管理标准 化技术委员会TC575等标 府部门政策决策提供准化组织委员，虚拟电厂 咨询服务。标准工作组组长。 1、江苏现货市场规则参与编制一项IEC国际标 编写准、一项IEEE国际标准、 2、参加全国统一电力10项国家标准、行业标准。 市场规划 虚拟电广领域的研究基础 在需求响应基础理论与应用、虚拟电广建设 运营、电价制定等方面具有鲜明特色，在虚拟电 厂平台开发与商业运营模式研究开发等领域已获 得成功应用，是国内虚拟电厂领域的顶尖团队。 国内率先提出了“能效电厂“智能需求 侧管理”“自动需求响应”的概念和架构。承 担包括863项目、国家重点研发、国家自然科学虚拟电广运营平台 基金等在内的项目200余项，其中国家自然科学 基金项目11项。全面支撑国家发改委首个虚拟 电试点上海黄浦区虚拟电厂试点项目、推动虚拟电厂领域首批两项国标和两项行标立项，在需求侧管理领域已颁布2项国际标准：3项国家 标准，3项行业标准，发明专利授权70余项。 互动用电防真平合 虚拟电厂领域的研究基础 L 虚拟电领域的研究基础 19佛场环境下南技电广罗与电网智璃控策略研究国网新江省电力有限公司鑫州供电公司 20基手功非匹配分布式交易的支拟电广关键技术国网上海市电力公司 21虚电广连行效果指标体系及评估方法研究国网上海市电力公司 22国网古林经研院2023年活应吉林特色新型电力系统的虚拟电厂发展路径研究国网害林省电力有限公司经济技术研究院 23座拟电厂聚合调度关链技术合作项目华为数字能源技术有限公司 24虚教电广资端配置写评估研究国网上海市电力公司 25碳视角下的虚投电厂运行研究国网上海市电力公司 26脱模化店投电压并同技人与运荐控的技术班究（规模化拟电厂并网接入术研究）国园上海市电力公司 让海虚接电人建现投发潜力分析国网海市电力公司 28而向影兴管能楼宇的市批电产药建马运行技未研究南方电网科学研究院有限责任公司 62面向新型电力系统建设的虚拟电广规过研究国网上海市电力公司 30国网江苏营销服务中心工资源地理分区的城市电网虚拟电广基合研究服务国网江苏省电力有限公司基销服务中心 非拟电厂多与电力市场机制设计及方法研究国网安徽省电力有限公司经济技术研究院 31. 城市虚拟电调控策略优化与高业运营方法研充国网（苏州城市能源研究院有限责任公司 32 EE于分布式交易的速从电广南业模式分所国网上海市电力公司 34电的虚换电厂关链技术项目 35虚拟电广资源动态规划配置方案设计及仿真测试国网上海市电力公司 36武汉金盘智能科技绿色产业园-研发办公中心建设项目-虚拟电厂关键技术研究汉金盘智能科技有限公司10 虚拟电广领域的研究基础 基于分布式电源与负荷集成的虚拟发电厂构建与运行研究国网上海市电力公司 超大城市商业建筑虚拟电厂调峰调频关键技术研究及示范应用国网上海市电力公司 3上海市虚拟电厂建设总体框架设计国网上海市电力公司 1面向分布式电源的虚拟电广规划与效益评价研究课题1国网上海市电力公司虚拟电厂参与上海电力市场化交易框架设计国网上海市电力公司 基于虚拟电广的综合能源系统建模及多充化互动技术研究国网综合能源服务集团有限公司 而向信息通信基础设施的虚拟电厂构建与运行关键技术及示范应用国网上海市电力公司基于分布式资源聚合调控的公共建筑虚拟电厂关键技术研究及应用上海市科学技术委员会虚拟电厂架构与平台功能设计国网上海市电力公司 10国网上海客服中心2019年虚拟电厂运营项自服务（能效提升模块开发）策略开发国电南瑞南京控制系统有限公司 11基于分布式共享模式及交易驱动的虚拟能源站构建及运行方法研究国网综合能源服务集团有限公司 12面向在线自动聚合的模块化虚拟发电因子设计与仿真应用国网上海市电力公司 通向碳达峰的大规模楼宇屋顶光伏接入和电动汽车有序智能充电的虚拟电厂关键技术国网上海市电力公司 13研究 14适应虚拟电厂参与的上海辅助服务市场研究国网上海市电力公司 15虚拟电厂动态聚合与响应能力量化分析和安全接入技术研究深东电网有限责任公司广州供电局 16基于数学化赋能的虚拟电广建设运营技术研究国网上海市电力公司 17中马虚拟电厂开发潜力分析与合作展望上海能源科技发展有限公司 81虚拟电厂发电效果评估研究国网上海市电力公司11 OUTLINE 虚拟电厂发展背景 、虚拟电厂概念 、虚拟电厂标准体系四、虚拟电厂国内应用五、虚拟电厂发展前景六、总结 12 新能源大规模发展带来的重大挑战 随着“双碳”目标的提出，能源转型不断推进，高比例 ①装几容量亿千瓦 欢南大 新能源接入电力系统已成必然趋势分布式光伏发展 2030年实现“碳达峰”极为迅速，在山 凤电、光伏装机12亿千瓦以上！ 用电负荷“尖峰化”“季节性”形势更为严峻 上海用电负荷持续时间（最高负荷年）上海全年用电负荐（量高负荷年） 东、河北、河南等省严重危险电网安全运行 3353 1505256 超过97%量高整点负药：15小时 量高负前：3352万千瓦量大格省差：1212万千瓦 怎么管？ 供给侧灵活调节能力下降需求侧负荷不确定性增加中力供需实时平衡困难 电力系统运行视角 虚拟电厂连接用户侧(分布式)和大电网/批发市场 分布式、用户侧传统来说对于大电网完全不可见，通过负荷预测作为系统运行的边界条件 光伏 储能 互联网为“厂房”，以数据为“燃料”市场信息电力市场 888 资源的合理优化配置及利用 协调优化集控平台 ......可调容量 大电网 可控负荷能量交互 充电桩 虚拟电厂 14 虚拟电厂标准发展 国家发布系列政策将虚拟电广作为能源转型的重要抓手，国家发改委印发新版《电力需求侧管理办法》《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》等文件明确要遂步将需求侧资源以虚拟电等方式纳入电力平衡。 时间发布单位文件名相关内容 科技部等九部门《科技支撑碳达峰碳中和实施方室低碳零碳技术示范应用方面，建立一批适用于分布式能源的 2022.08 (2022-2030年）》源-网-荷-储-数“综合虚拟电网 国家能源局 《电力现货市场基本规则（征求意见 推动储能、分布式发电负荷聚合商、展拟电和新能原微电 2022.11 2023.06 2023.09 2024.02 稿)》网等新兴市场主体参与交易。 国家能源局《新型电力系统发展蓝皮书》 积极培育电力源网荷储一体化。负荷聚合服务，综合能原服务虚拟电等贴近终端用户的新业态新模式，整合分散需求响应资源原，打造具备实时可观可测可控能力的需求响应系统平台与控制终端参与电网调度运行，提升用户侧灵活调节能力。 工信部等多部门 国家发改委《电力需求侧管理办法》逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡，提高电力 系统的灵活性。 国家发展改革委 《关于新形势下配电网高质量发展的挖掘用户侧调节潜力鼓励虚拟电厂广负荷聚合商车网互动 指导意见》等新业态创新发展盖提高系统响应速度和调节能力。 15 国内虚拟电厂发展迅速 ◆广州：虚拟电厂管理平台已注册各类用户30家，完成签约15家，邀约响应能力约1250 兆瓦，实时响应能力约220兆瓦.>需求响应 ◆上海：商业建筑虚拟电厂，目前已接入楼宇130幢，发电容量59.6MW，节省电力投资 2.4亿元减少占地60公顷。>需求响应 ◆翼北：基于泛（FUN）电平台的虚拟电厂示范工程一期实时接入与控制11类19家泛在可调资源，容量约16万干瓦支