中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：7月24日，第二屆中國新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)暨第二屆全國虛擬電廠技術(shù)高層研討會(huì)召開，聚焦新型儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)問題，為新型儲(chǔ)能高質(zhì)量規(guī)?；l(fā)展賦能助力。
在論壇現(xiàn)場(chǎng)，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(diǎn)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)》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(bào)告。
主要從5個(gè)方面，首先是背景與現(xiàn)狀，業(yè)務(wù)背景當(dāng)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(gè)很好的證明，局部地區(qū)短時(shí)電力供需矛盾加劇。2 第二個(gè)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(jī)達(dá)到8.3億千瓦，預(yù)計(jì)全年裝機(jī)增加2億千瓦左右，大規(guī)模波動(dòng)性可再生能源接入后，傳統(tǒng)源隨荷動(dòng)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(jī)10億千瓦測(cè)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(gè)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(dāng)前的抽水蓄能，電化學(xué)儲(chǔ)能，以及煤電的靈活性改造，天然氣機(jī)組整個(gè)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(chǔ)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(shí)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(chǔ)能，發(fā)展需求側(cè)柔性資源，這是整個(gè)大的邏輯關(guān)系，我這里列舉了我們近三年來鼓勵(lì)發(fā)展整個(gè)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(xì)說了。
最新的一個(gè)政策，今年6月份，國家能源局發(fā)布的新型電力系統(tǒng)藍(lán)皮書，當(dāng)然這個(gè)已經(jīng)正式發(fā)布了，再加上7月11日習(xí)近平總書記對(duì)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(duì)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(diǎn)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(fù)荷的挖掘應(yīng)用，像北京、上海、深圳、湖北也是對(duì)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(tuán)隊(duì)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(dāng)前我們面臨的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，夏季樓宇建筑空調(diào)負(fù)荷是造成電網(wǎng)尖峰負(fù)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(gè)電能占建筑能耗的比重非常高，在辦公商業(yè)樓宇負(fù)荷中空調(diào)占整個(gè)運(yùn)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(gè)溫度敏感度負(fù)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(chǎng)的調(diào)研摸排，去摸排我們各個(gè)細(xì)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(fù)荷特性，看哪一類型的負(fù)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(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)：
1、在感知監(jiān)測(cè)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(cè)難度還是非常大的。
2、分析預(yù)測(cè)，信息獲取不健全，可調(diào)節(jié)潛力評(píng)估準(zhǔn)確度低。
3、用戶生產(chǎn)約束多，設(shè)備控制風(fēng)險(xiǎn)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(gè)策略，用戶根據(jù)我們的策略主動(dòng)地做生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整，而不是說直接可以達(dá)到由上級(jí)負(fù)荷聚合商，虛擬電廠運(yùn)營商遠(yuǎn)程控制的程度，距離這一天的實(shí)現(xiàn)還是比較難的，因?yàn)楝F(xiàn)在相關(guān)的法律法規(guī)還沒有健全到這個(gè)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(chǎng)機(jī)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(dòng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，再就是國際標(biāo)準(zhǔn)都有了，但是虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)仍然是起步階段，而且我們目前的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來說是存在推廣應(yīng)用宣貫實(shí)施難度比較大，因?yàn)楹芏嗟臉?biāo)準(zhǔn)都是推薦標(biāo)準(zhǔn)，跨行業(yè)的，所以標(biāo)準(zhǔn)難度比較大，標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)橹挥袠?biāo)準(zhǔn)化才能帶動(dòng)整個(gè)的無論你是產(chǎn)品研發(fā)，推廣應(yīng)用，降本增效，沒有標(biāo)準(zhǔn)的加持這個(gè)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(dòng)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(jī)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(shí)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(fù)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(jì)因素做負(fù)荷的自然增長率的指標(biāo)的設(shè)計(jì)，同時(shí)我們考慮一些氣溫的異常影響，就可以得到整個(gè)在度夏，度冬期間降溫負(fù)荷和采暖數(shù)值，這就是可調(diào)空間，這個(gè)我們目前用的還是比較多的。
目前我們?cè)谡憬蟾艌F(tuán)隊(duì)是聚合了1500棟樓宇，全部都是VRV多聯(lián)機(jī)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(tái)以及底層的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)做監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(huì)根據(jù)設(shè)備的具體的運(yùn)行機(jī)理去做非常詳細(xì)的調(diào)控。這個(gè)是我們?cè)谑痉俄?xiàng)目中針對(duì)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(gè)面向多元電力市場(chǎng)的報(bào)量報(bào)價(jià)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(chǎng)，目前虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的實(shí)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(chǎng)的機(jī)制往往是利用聚合的一些儲(chǔ)能資源和分布式發(fā)電資源，以及利用柔性負(fù)荷資源少用電、不用電變相等同于虛擬發(fā)電來進(jìn)行發(fā)電能力的聚合，最多我要聚合到小時(shí)級(jí)，聚合到分鐘，以迎合我現(xiàn)貨市場(chǎng)中日前和日內(nèi)滾動(dòng)報(bào)量報(bào)價(jià)的需求。
這些是具體的策略和基于預(yù)測(cè)出清電價(jià)的策略，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的策略。
第四個(gè)比較關(guān)鍵，無論是參與電能量市場(chǎng)還是輔助服務(wù)市場(chǎng)，還是參與狹義的需求響應(yīng)市場(chǎng)，我們市場(chǎng)的組織者要對(duì)你這個(gè)虛擬電廠運(yùn)營主體進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，虛擬電廠運(yùn)營主體對(duì)所轄的二級(jí)聚合商或者是大用戶進(jìn)行進(jìn)一步的效果的拆分評(píng)價(jià)都要用到相應(yīng)的基線的計(jì)算以及整個(gè)集約電力效果的評(píng)估，2018年我們團(tuán)隊(duì)做了國家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)我們也根據(jù)目前各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)和省級(jí)電網(wǎng)試點(diǎn)應(yīng)用的一個(gè)需求做的一些差異化的定義，現(xiàn)在不是單純的考量趨勢(shì)，甚至每個(gè)權(quán)重不一樣，目前在寧夏政府出臺(tái)的虛擬電廠政策中，已經(jīng)引用了不同權(quán)重的基線計(jì)算方法。
這個(gè)是考慮電網(wǎng)安全的虛擬電廠入網(wǎng)測(cè)試技術(shù)，在目前我看網(wǎng)上的宣傳，各個(gè)省級(jí)電網(wǎng)都在做這方面的工作，目前入網(wǎng)測(cè)試相對(duì)來說比較簡單，只是看你整個(gè)的響應(yīng)量，以及持續(xù)時(shí)間，未來還涉及到爬坡速度相關(guān)的測(cè)試，目前相關(guān)的測(cè)試軟件我們也在研發(fā)。
再就是虛擬電廠的運(yùn)行仿真技術(shù)，在整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的示范包括相關(guān)的政策機(jī)制出臺(tái)之前，為了讓領(lǐng)導(dǎo)，讓這些行業(yè)協(xié)會(huì)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(gè)相關(guān)的策略方法進(jìn)行驗(yàn)證，我們團(tuán)隊(duì)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(píng)估和整個(gè)交互控制方面的仿真平臺(tái)，對(duì)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(gè)是仿真軟件的構(gòu)成。
可以對(duì)整個(gè)虛擬電廠運(yùn)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(yùn)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(chǎng)有額，市場(chǎng)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(chǎng)，這個(gè)是基于省內(nèi)每年會(huì)出臺(tái)相關(guān)的政策，每年會(huì)明確補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)這么一個(gè)市場(chǎng)。
參與需求響應(yīng)市場(chǎng)要注冊(cè)，要按照日前邀約進(jìn)行回復(fù)，根據(jù)回復(fù)的結(jié)果做響應(yīng)時(shí)段的調(diào)控，最后去做效果的評(píng)估，補(bǔ)貼測(cè)算這是整個(gè)的過程，參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，目前是列舉了華北電網(wǎng)的示例，從2019年就試點(diǎn)虛擬電廠，以日前報(bào)量，報(bào)價(jià)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(duì)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(diǎn)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。
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(gè)是我們做的樓宇空調(diào)負(fù)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(fù)荷試點(diǎn)規(guī)范，大型商業(yè)樓宇試點(diǎn)示范，這個(gè)是做現(xiàn)場(chǎng)改造，針對(duì)冷水機(jī)組做現(xiàn)場(chǎng)改造的示范。這個(gè)是實(shí)驗(yàn)事例需求側(cè)可調(diào)節(jié)潛力分析評(píng)估。虛擬電廠資源的模擬仿真，這個(gè)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(jì)的角度，進(jìn)一步明確虛擬電廠的市場(chǎng)地位。
2、持續(xù)完善虛擬電廠參與電力市場(chǎng)機(jī)制，提高機(jī)制的對(duì)用戶的吸引性，要設(shè)計(jì)各種各樣的交易品種。
3、盡快完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化和檢驗(yàn)認(rèn)證體系，確保這個(gè)市場(chǎng)的有序發(fā)展，因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)化就沒有辦法衡量某一個(gè)產(chǎn)品到底是不是虛擬電廠產(chǎn)品。因?yàn)榇蠹叶荚诤拔业能浖翘摂M電廠軟件，這個(gè)行業(yè)有點(diǎn)亂，必須通過標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)認(rèn)證規(guī)范。
4、充分運(yùn)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(cè)技術(shù)提高虛擬電廠的運(yùn)營效率。
我的匯報(bào)完畢，謝謝大家！
