中國儲能網(wǎng)訊：7月24日，第二屆中國新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨第二屆全國虛擬電廠技術(shù)高層研討會召開，聚焦新型儲能行業(yè)發(fā)展熱點問題，為新型儲能高質(zhì)量規(guī)?；l(fā)展賦能助力。
在論壇現(xiàn)場，中國電力科學(xué)研究院用電與能效研究所用電技術(shù)研究室主任陳宋宋發(fā)表了名為《面向工商業(yè)用戶的虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)與試點建設(shè)經(jīng)驗》的主題演講。
陳宋宋：大家好，我是中國電科院用電能效研究所的陳宋宋，很高興為大家做報告。
主要從5個方面，首先是背景與現(xiàn)狀，業(yè)務(wù)背景當前極端天氣頻發(fā)，2021年9月份東北的事件，以及去年四川事件都是一個很好的證明，局部地區(qū)短時電力供需矛盾加劇。2 第二個是新型電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源容量緊缺，截至今年5月份我們國家風(fēng)電、光伏裝機達到8.3億千瓦，預(yù)計全年裝機增加2億千瓦左右，大規(guī)模波動性可再生能源接入后，傳統(tǒng)源隨荷動的方式受到挑戰(zhàn)，靈活性調(diào)節(jié)資源能量不足，按2025年風(fēng)光裝機10億千瓦測算，將產(chǎn)生5.62億千瓦的調(diào)節(jié)需求。這些數(shù)據(jù)我右下角有一個表格，這里是沒有考慮需求側(cè)柔性資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的情況下，單靠當前的抽水蓄能，電化學(xué)儲能，以及煤電的靈活性改造，天然氣機組整個的缺口。
政策現(xiàn)狀，為了深入貫徹黨中央關(guān)于雙碳重大戰(zhàn)略部署，國務(wù)院及有關(guān)部委陸續(xù)頒布了相關(guān)規(guī)劃以及方案，要求以數(shù)字化智能化技術(shù)助力源網(wǎng)荷儲的融合發(fā)展，為了解決卡脖子的難題我們要提雙碳，要綠色高質(zhì)量發(fā)展，為了落實雙碳要建設(shè)新型電力系統(tǒng)，建設(shè)新型電力系統(tǒng)我們要發(fā)展儲能，發(fā)展需求側(cè)柔性資源，這是整個大的邏輯關(guān)系，我這里列舉了我們近三年來鼓勵發(fā)展整個的虛擬電廠需求側(cè)可再生資源挖掘方面的政策，就不詳細說了。
最新的一個政策，今年6月份，國家能源局發(fā)布的新型電力系統(tǒng)藍皮書，當然這個已經(jīng)正式發(fā)布了，再加上7月11日習(xí)近平總書記對新型電力系統(tǒng)建設(shè)提出的指導(dǎo)意見，“供需協(xié)同，靈活制冷”是對我們未來新型電力系統(tǒng)的定位。
這里是羅列的國家和重點省市關(guān)于虛擬電廠的政策，其中國家發(fā)改委是十四五現(xiàn)代能源體系規(guī)劃要求開展工業(yè)、樓宇可調(diào)負荷的挖掘應(yīng)用，像北京、上海、深圳、湖北也是對相關(guān)的虛擬電廠的建設(shè)提出了明確的政策。目前我們團隊也是在配合北京包括甘肅正在開展虛擬電廠示范建設(shè)。
當前我們面臨的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，夏季樓宇建筑空調(diào)負荷是造成電網(wǎng)尖峰負荷的重要原因，為什么我們要圍繞商業(yè)領(lǐng)域做柔性資源的挖掘，整個電能占建筑能耗的比重非常高，在辦公商業(yè)樓宇負荷中空調(diào)占整個運行容量的40%-60%，特別是超大型城市中空調(diào)集中和過度使用導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)。
包括我們95%以上的尖峰也是有這個溫度敏感度負荷造成的，說完了商業(yè)樓宇領(lǐng)域再說一下工業(yè)領(lǐng)域，我們一直在圍繞著需求側(cè)工業(yè)領(lǐng)域做現(xiàn)場的調(diào)研摸排，去摸排我們各個細分工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)工藝特性，生產(chǎn)符合不符合，去分析負荷特性，看哪一類型的負荷具備調(diào)節(jié)空間。
說完政策要求，業(yè)務(wù)背景和工商業(yè)領(lǐng)域可調(diào)節(jié)資源挖掘的現(xiàn)狀，總結(jié)一下當前面臨的挑戰(zhàn)：
1、在感知監(jiān)測方面，用戶種類分多，感知交互難度大，底層的設(shè)備信息采集監(jiān)測難度還是非常大的。
2、分析預(yù)測，信息獲取不健全，可調(diào)節(jié)潛力評估準確度低。
3、用戶生產(chǎn)約束多，設(shè)備控制風(fēng)險高。目前我們開展的關(guān)于工業(yè)領(lǐng)域的柔性資源的挖掘最多是給用戶推送一個策略，用戶根據(jù)我們的策略主動地做生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)的調(diào)整，而不是說直接可以達到由上級負荷聚合商，虛擬電廠運營商遠程控制的程度，距離這一天的實現(xiàn)還是比較難的，因為現(xiàn)在相關(guān)的法律法規(guī)還沒有健全到這個程度，一旦引起設(shè)備損壞，人身傷亡，責(zé)任界定是非常難的。
4、市場機制不成熟，用戶常態(tài)化參與意愿低。
5、需求側(cè)資源參與電網(wǎng)互動標準化工作仍然處于起步階段，在需求響應(yīng)領(lǐng)域有相關(guān)的國家標準行業(yè)標準，再就是國際標準都有了，但是虛擬電廠的標準仍然是起步階段，而且我們目前的標準相對來說是存在推廣應(yīng)用宣貫實施難度比較大，因為很多的標準都是推薦標準，跨行業(yè)的，所以標準難度比較大，標準無法很好的推廣，行業(yè)的發(fā)展，特別是有序規(guī)范的發(fā)展，高質(zhì)量發(fā)展，大規(guī)模發(fā)展是發(fā)展不起來的，因為只有標準化才能帶動整個的無論你是產(chǎn)品研發(fā)，推廣應(yīng)用，降本增效，沒有標準的加持這個行業(yè)的有序大規(guī)模發(fā)展還是存在瓶頸的。
第二方面是關(guān)鍵技術(shù)，第一類技術(shù)是潛力的動態(tài)分析，我們主要開展了物理的建模分析，主要通過明確生產(chǎn)流程，經(jīng)營規(guī)律，生活特性用電設(shè)備建立相關(guān)的物理機理分析模型，考慮用戶的意愿，設(shè)備的安全約束的前提下，去分析頂峰發(fā)電，或者是調(diào)峰發(fā)電時候的上下限。
按照數(shù)據(jù)聚類分析不需要具體用戶的內(nèi)部，我們只是利用用戶關(guān)口代表負荷特性，分析春季、夏季的典型特性，以商業(yè)用戶為例通過特性結(jié)合相關(guān)的經(jīng)濟因素做負荷的自然增長率的指標的設(shè)計，同時我們考慮一些氣溫的異常影響，就可以得到整個在度夏，度冬期間降溫負荷和采暖數(shù)值，這就是可調(diào)空間，這個我們目前用的還是比較多的。
目前我們在浙江大概團隊是聚合了1500棟樓宇，全部都是VRV多聯(lián)機空調(diào)，我們沒有做任何的改造，只是跟家電廠商聯(lián)合，利用云平臺以及底層的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)做監(jiān)測分析和聚合調(diào)控，都是用大數(shù)據(jù)的方法。
適應(yīng)調(diào)峰調(diào)頻場景的協(xié)調(diào)控制策略，主要是包括電壓、電流、頻率型各種各樣的控制技術(shù)，如果說我們的業(yè)務(wù)能夠更深入的推廣，各種各樣的控制是不成問題的，而且我們會根據(jù)設(shè)備的具體的運行機理去做非常詳細的調(diào)控。這個是我們在示范項目中針對鐵合金的調(diào)控的相關(guān)策略，包括日前，日內(nèi)相關(guān)的調(diào)控策略。
第三個面向多元電力市場的報量報價策略，虛擬電廠除了去做功率的調(diào)節(jié)，更主要的使命是要參與電能量市場，目前虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場的實踐在山西、包括西北部分區(qū)域已經(jīng)開始，虛擬電廠參與能量市場的機制往往是利用聚合的一些儲能資源和分布式發(fā)電資源，以及利用柔性負荷資源少用電、不用電變相等同于虛擬發(fā)電來進行發(fā)電能力的聚合，最多我要聚合到小時級，聚合到分鐘，以迎合我現(xiàn)貨市場中日前和日內(nèi)滾動報量報價的需求。
這些是具體的策略和基于預(yù)測出清電價的策略，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的策略。
第四個比較關(guān)鍵，無論是參與電能量市場還是輔助服務(wù)市場，還是參與狹義的需求響應(yīng)市場，我們市場的組織者要對你這個虛擬電廠運營主體進行效果評價，虛擬電廠運營主體對所轄的二級聚合商或者是大用戶進行進一步的效果的拆分評價都要用到相應(yīng)的基線的計算以及整個集約電力效果的評估，2018年我們團隊做了國家標準，同時我們也根據(jù)目前各個區(qū)域電網(wǎng)和省級電網(wǎng)試點應(yīng)用的一個需求做的一些差異化的定義，現(xiàn)在不是單純的考量趨勢，甚至每個權(quán)重不一樣，目前在寧夏政府出臺的虛擬電廠政策中，已經(jīng)引用了不同權(quán)重的基線計算方法。
這個是考慮電網(wǎng)安全的虛擬電廠入網(wǎng)測試技術(shù)，在目前我看網(wǎng)上的宣傳，各個省級電網(wǎng)都在做這方面的工作，目前入網(wǎng)測試相對來說比較簡單，只是看你整個的響應(yīng)量，以及持續(xù)時間，未來還涉及到爬坡速度相關(guān)的測試，目前相關(guān)的測試軟件我們也在研發(fā)。
再就是虛擬電廠的運行仿真技術(shù)，在整個現(xiàn)場的示范包括相關(guān)的政策機制出臺之前，為了讓領(lǐng)導(dǎo)，讓這些行業(yè)協(xié)會包括科研院所能夠很好地直觀的了解虛擬電廠，能夠把這個相關(guān)的策略方法進行驗證，我們團隊把不同類型的工業(yè)商業(yè)甚至是居民資源做了相關(guān)的數(shù)字仿真，形成了資源層的潛力評估和整個交互控制方面的仿真平臺，對上層的業(yè)務(wù)組織過程也做了模擬仿真，搭建了一套軟件，這個是仿真軟件的構(gòu)成。
可以對整個虛擬電廠運行的成本穩(wěn)定性，聚合資源的響應(yīng)速度，調(diào)控效果的預(yù)判做相關(guān)的仿真。
第三、運營模式。
虛擬電廠參與的交易品種盡管現(xiàn)在輔助服務(wù)和電能量市場有額，市場比較持續(xù)，但是目前只是分布在少數(shù)的省份，分布比較廣泛的是需求響應(yīng)市場，這個是基于省內(nèi)每年會出臺相關(guān)的政策，每年會明確補貼標準這么一個市場。
參與需求響應(yīng)市場要注冊，要按照日前邀約進行回復(fù)，根據(jù)回復(fù)的結(jié)果做響應(yīng)時段的調(diào)控，最后去做效果的評估，補貼測算這是整個的過程，參與輔助服務(wù)市場，目前是列舉了華北電網(wǎng)的示例，從2019年就試點虛擬電廠，以日前報量，報價的方式參與到次日新能源消納的調(diào)峰中，主要是電蓄熱鍋爐等等配合新能源消納。
虛擬電廠參與現(xiàn)貨，目前我們是引用的山西的模式，公開的政策是山西，在西北電網(wǎng)也有一些這方面的工作，但是西北的工作更類似于華北電網(wǎng)，基本上是屬于應(yīng)對新能源消納能力不足，山西是創(chuàng)新的采用由售電公司一方面為這些大客戶代理購電，另外一方面把他的柔性虛擬發(fā)電能力做相應(yīng)的交易。
第四、試點建設(shè)經(jīng)驗。
首先虛擬電廠建設(shè)總體方案，是云、管、邊端的物理架構(gòu)，這個是我們做的樓宇空調(diào)負荷的在線聚合，是拿的北京泰山飯店的事例，高載能工業(yè)負荷試點規(guī)范，大型商業(yè)樓宇試點示范，這個是做現(xiàn)場改造，針對冷水機組做現(xiàn)場改造的示范。這個是實驗事例需求側(cè)可調(diào)節(jié)潛力分析評估。虛擬電廠資源的模擬仿真，這個是基于典型日權(quán)重法做的基線，已經(jīng)在寧夏采用。
第五、發(fā)展建議。
主要從頂層設(shè)計的角度，進一步明確虛擬電廠的市場地位。
2、持續(xù)完善虛擬電廠參與電力市場機制，提高機制的對用戶的吸引性，要設(shè)計各種各樣的交易品種。
3、盡快完善相關(guān)的標準化和檢驗認證體系，確保這個市場的有序發(fā)展，因為沒有標準化就沒有辦法衡量某一個產(chǎn)品到底是不是虛擬電廠產(chǎn)品。因為大家都在喊我的軟件是虛擬電廠軟件，這個行業(yè)有點亂，必須通過標準和檢驗認證規(guī)范。
4、充分運用數(shù)字化轉(zhuǎn)型，充分融合大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，再就是人工智能的預(yù)測技術(shù)提高虛擬電廠的運營效率。
我的匯報完畢，謝謝大家！
