安徽電網(wǎng)虛擬電廠發(fā)展?jié)摿翱尚袌鼍胺治?/h1>
2023-10-18 06:37:52國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院馬燕如
電力設(shè)備管理 2023年18期 關(guān)鍵詞：資源
國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院 楊 敏 馬燕如 劉 麗 王 寶
虛擬電廠打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)、用電之間的界限，具有強大的發(fā)用電資源整合能力，勢必成為“十四五”能源轉(zhuǎn)型升級的重要推手，也有望成為電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要新興業(yè)務(wù)。后疫情時代，安徽經(jīng)濟增速進入“穩(wěn)中趨緩”的新常態(tài)，國網(wǎng)某電力公司生產(chǎn)經(jīng)營面臨政府監(jiān)管加強、電力市場化改革深化、新型電力系統(tǒng)建設(shè)提速、新型負(fù)荷增多等方面壓力。
1 安徽電網(wǎng)發(fā)展虛擬電廠的必要性分析
從緩解夏季短時供電缺口、應(yīng)對未來大規(guī)模電動汽車分散無序充電、促進分布式電源消納等三個角度，分析論證安徽發(fā)展虛擬電廠的必要性。
1.1 緩解夏季短時供電缺口
安徽煤電發(fā)展放緩，電力供需平衡難度大，“十四五”期間電力缺口達到千萬千瓦級，能源局預(yù)測全省2022—2024年電力供需形勢為紅色預(yù)警。如何緩解夏季短時供電缺口，將是擺在安徽電力工業(yè)發(fā)展進程中的重要問題。按照“十四五”電力規(guī)劃的總體部署，“十四五”期間，我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)對發(fā)電側(cè)靈活性資源改造提出了較高的要求。而虛擬電廠正是可以將各類需求側(cè)響應(yīng)資源有機聚合的技術(shù)組態(tài)，不僅可有效調(diào)動需求側(cè)響應(yīng)資源，還能夠使需求側(cè)響應(yīng)資源和供給側(cè)資源以及儲能資源有效結(jié)合，從而發(fā)揮出比單純調(diào)動需求側(cè)資源更好的作用。
作為一種需求側(cè)響應(yīng)方式，虛擬電廠可通過利用用戶的電力消耗彈性，緩解高峰負(fù)荷時段的電力供應(yīng)緊張狀況，這對于降低發(fā)電上網(wǎng)電價、增強電力系統(tǒng)經(jīng)濟性和安全運行起到了積極作用。虛擬電廠具備高度靈活可調(diào)性，可通過簽訂可中斷負(fù)荷合同或多方管理協(xié)議等方式，按計劃執(zhí)行聚合負(fù)荷的調(diào)控與管理，有效控制電力峰谷差，提高社會資源的利用效率，以實現(xiàn)社會效益的最優(yōu)化。
1.2 應(yīng)對大規(guī)模電動汽車無序充電
作為一種重要的新型負(fù)荷形式，電動汽車負(fù)荷對電網(wǎng)特別是配電網(wǎng)的影響正在逐步顯現(xiàn)，大量電動汽車的無序充電為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)，并在一定程度上造成負(fù)面沖擊。實現(xiàn)對電動汽車新型負(fù)荷的管理面臨點多面廣的挑戰(zhàn)。而虛擬電廠具有對分布式資源“集而成團、聚沙成塔”的技術(shù)優(yōu)勢，在華東、華南等具備條件的地區(qū)構(gòu)建電動汽車驅(qū)動型虛擬電廠，統(tǒng)籌管理電動汽車、充換儲一體化電站以及其他可中斷負(fù)荷資源，有較強的實踐可行性和應(yīng)用必要性[1]。
其次，電動汽車需求響應(yīng)資源與電力系統(tǒng)動態(tài)平衡，需要采用合適的技術(shù)實現(xiàn)形式走規(guī)?；{入、局部平衡的技術(shù)路線，虛擬電廠無疑屬于具備上述特點的技術(shù)路線。近年來，相關(guān)研究人員先后提出面向虛擬電廠，并考慮電動汽車充電需求的分層日前電力調(diào)度系統(tǒng)模型[2]、VPP參與下的電力市場協(xié)調(diào)調(diào)度優(yōu)化模型、包含單一資源（電動汽車）分散控制的虛擬電廠調(diào)度策略等技術(shù)路線，為虛擬電廠應(yīng)對大規(guī)模電動汽車并網(wǎng)挑戰(zhàn)提供有效技術(shù)支撐。最后，由于虛擬電廠具有基于配電網(wǎng)融匯分散式“源網(wǎng)荷儲”資源的重要作用，不僅是電力領(lǐng)域一類重要的運作平臺，同樣是電力生態(tài)圈的重要組成部分。通過發(fā)展電動汽車型虛擬電廠，無疑可以實現(xiàn)兩類平臺生態(tài)圈的有機銜接。
1.3 促進分布式電源消納
目前，安徽分布式光伏占本地電源比重已超10%。隨著新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，分布式光伏等作為新能源開發(fā)利用的重要形式，將迎來倍增發(fā)展機遇，其裝機占比將進一步提升。分布式光伏接入配電網(wǎng)后，改變了配電網(wǎng)各支路潮流的單向流動模式，將對配電網(wǎng)運行帶來一定影響。
虛擬電廠通過整合分布式光伏、分散式風(fēng)電以及小型生物質(zhì)發(fā)電等分布式電源資源，利用大數(shù)據(jù)和人工智能等數(shù)據(jù)分析和能源預(yù)測技術(shù)，統(tǒng)籌管理并實時監(jiān)測電源設(shè)備的數(shù)據(jù)情況，優(yōu)化分布式電源能量產(chǎn)生和儲存的運行狀態(tài)，以更好地適應(yīng)不同的能源需求和生產(chǎn)條件，解決分布式電源與中心電網(wǎng)耦合性較差、供需不平衡及能源浪費等問題，從而最大限度地提升分布式電源的消納效率。同時，考慮分布式電源規(guī)模小、數(shù)量多等特點，作為分布式電源市場化運營的重要方式，虛擬電廠具有適應(yīng)大規(guī)模分布式電源市場化運營的天然技術(shù)優(yōu)勢，為促進分布式電源消納，提供了可行、有效的市場化途徑。
2 安徽電網(wǎng)發(fā)展虛擬電廠的可行性分析
從負(fù)荷側(cè)和電源側(cè)等靈活調(diào)節(jié)資源潛力大、支撐虛擬電廠運營的市場化機制逐步形成等維度，分析論證安徽發(fā)展虛擬電廠的可行性。
2.1 各類靈活調(diào)節(jié)資源潛力分析
2.1.1 工商業(yè)和居民柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力分析
近年來，安徽電力需求逐年增長，全社會用電量年均增長率約為9.2%。其中，第一產(chǎn)業(yè)用電量年均增長23.3%，第二產(chǎn)業(yè)用電量年均增長7.8%，第三產(chǎn)業(yè)用電量年均增長11.3%，城鄉(xiāng)居民生活用電量年均增長11.0%。安徽省全社會用電量占比情況如下：第一產(chǎn)業(yè)用電量1%，第二產(chǎn)業(yè)用電量63%，第三產(chǎn)業(yè)用電量18%，城鄉(xiāng)居民生活用電量18%。
從負(fù)荷調(diào)節(jié)能力方面來看，安徽工業(yè)需求響應(yīng)資源增長速度不及服務(wù)業(yè)，體現(xiàn)了安徽經(jīng)濟增長動能逐步由工業(yè)轉(zhuǎn)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)移。工業(yè)需求響應(yīng)資源潛力相對較小，主要由于安徽最大負(fù)荷一般發(fā)生在夏季晚間21：00點，此時工業(yè)因執(zhí)行高峰電價，用電負(fù)荷為全天最低谷，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷規(guī)模有限。安徽2025年居民需求響應(yīng)潛力達約125萬kW，可削峰潛力較大。安徽夏季空調(diào)負(fù)荷中居民生活貢獻近80%，居民空調(diào)負(fù)荷已成為夏季尖峰負(fù)荷重要組成部分，引導(dǎo)居民用戶調(diào)整尖峰時段空調(diào)負(fù)荷水平，可起到較好的削峰效果。
表1 安徽需求響應(yīng)資源潛力
2.1.2 電動汽車充換電負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力分析
電動汽車大規(guī)模接入電網(wǎng)時，通過設(shè)計電動汽車智能充電方案，有效引導(dǎo)汽車到電網(wǎng)之間的雙向通信和能量交換行為（V2G行為），可實現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷作用，電動車規(guī)模越大，這一效應(yīng)越顯著。引導(dǎo)電動汽車有序充電需要從提升電網(wǎng)智能化水平、建立電動汽車充放電標(biāo)準(zhǔn)、完善充放電市場價格機制、提升用戶認(rèn)知等多個方面持續(xù)探索和創(chuàng)新方法與機制。例如，可通過信息交互和智能控制設(shè)備進行功率的實時調(diào)節(jié)，輔以充放電補貼等方式引導(dǎo)消費者行為，以實現(xiàn)在用電高峰降低充電功率、鼓勵個人、商業(yè)電動車和換電站進行放電，在用電低谷時滿功率充電、鼓勵個人、商業(yè)電動車和換電站進行充電的引導(dǎo)目標(biāo)。
2.1.3 分布式儲能發(fā)展?jié)摿Ψ治?/p>
2017年，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局等五部委聯(lián)合提出鼓勵用戶側(cè)建設(shè)分布式儲能系統(tǒng)，完善用戶側(cè)儲能系統(tǒng)支持政策。2018年7月，國家發(fā)展和改革委員會要求進一步擴大銷售側(cè)峰谷電價執(zhí)行范圍，擴大高峰、低谷價差，利用峰谷價差等市場化機制促進儲能發(fā)展。此后江蘇、山東等地相繼出臺用戶側(cè)儲能支持政策，從完善峰谷電價機制、提供資金補貼支持、參與電力市場交易等方面，推動用戶側(cè)儲能發(fā)展。受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電等用電峰谷特性明顯負(fù)荷比重上升等影響，安徽用電負(fù)荷尖峰化特性特征越發(fā)突出，最大峰谷差逐年遞增，春秋季調(diào)峰形勢嚴(yán)峻，現(xiàn)有火電機組深度調(diào)峰、抽水蓄能等調(diào)峰資源逐漸無法滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求，分布式儲能發(fā)展需求緊迫。
2.2 電力市場機制分析
建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)能源市場體系已成為我國新時代能源發(fā)展的重要抓手。隨著電力市場建設(shè)進程的推進，在全國高標(biāo)準(zhǔn)電力市場體系的場景下，安徽也將形成中長期市場為主體、現(xiàn)貨市場為補充，涵蓋電能量、輔助服務(wù)、發(fā)電權(quán)、輸電權(quán)和容量補償?shù)榷嘟灰灼贩N的市場體系，電力市場將最大限度還原電力商品屬性，實現(xiàn)市場配置資源、釋放價格信號、反映成本特性、增強需求彈性、引導(dǎo)電力投資、調(diào)動系統(tǒng)靈活性資源、促進源網(wǎng)荷儲有效互動、引導(dǎo)多元主體參與系統(tǒng)運行決策的多重功能。
3 安徽虛擬電廠典型應(yīng)用場景
虛擬電廠依據(jù)其聚合的內(nèi)部資源類型的差異，區(qū)分了不同的技術(shù)實施模式，基本可分為完全由分布式發(fā)電單元構(gòu)成的供應(yīng)側(cè)主導(dǎo)型驅(qū)動場景，主要由可調(diào)整負(fù)荷構(gòu)成的需求側(cè)技術(shù)驅(qū)動模式、同時擁有發(fā)電單元，以及可控負(fù)荷的源荷混合技術(shù)驅(qū)動模式三種。
3.1 需求側(cè)驅(qū)動虛擬電廠
需求側(cè)主導(dǎo)驅(qū)動虛擬電廠由受電力用戶主導(dǎo)、通過改變電力消費模式可進行有效調(diào)整的可控負(fù)荷構(gòu)成。按照響應(yīng)方式的不同，可控負(fù)荷可分為兩大類：基于電價的可轉(zhuǎn)移負(fù)荷以及基于激勵的可中斷負(fù)荷。需求側(cè)驅(qū)動虛擬電廠的合理調(diào)度，有利于資源的利用最大化，但因不含發(fā)電單元，無法自主供電，且可控負(fù)荷主要受電力用戶主導(dǎo)，而電力用戶的決策與多種因素相關(guān)。當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化、電力用戶獲取信息不完全，以及對信息的決策處理出現(xiàn)偏好性和局限性時，會導(dǎo)致可控負(fù)荷的變化出現(xiàn)偏差，所以僅可配合其他電廠供電，實現(xiàn)輔助功能。
圖1 需求側(cè)驅(qū)動虛擬電廠運營體系
3.2 供給側(cè)驅(qū)動虛擬電廠
供應(yīng)側(cè)驅(qū)動虛擬電廠由分布式發(fā)電機組、分布式儲能裝置等發(fā)電單元構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)處于峰谷時段時，通過合理調(diào)整機組出力或儲能裝置充放電過程，改變電力供應(yīng)情況以適應(yīng)需求側(cè)的電力需求，提高電能利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。供應(yīng)側(cè)主導(dǎo)驅(qū)動型虛擬電廠由于配置了發(fā)電單元，可快速跟蹤負(fù)荷變化，實現(xiàn)獨立自主供電。但供應(yīng)側(cè)主導(dǎo)驅(qū)動型虛擬電廠忽略了需求側(cè)電力用戶的電力消費模式的改變，在用電低谷時，則可能造成不必要的能源浪費。
圖2 供給側(cè)驅(qū)動虛擬電廠運營體系
3.3 源荷混合型虛擬電廠
源荷混合技術(shù)驅(qū)動虛擬電廠由分布式發(fā)電機組、儲能和可控負(fù)荷等資源聚合而成，通過能量管理系統(tǒng)的優(yōu)化控制，實現(xiàn)更為安全、可靠和清潔的供電。源荷混合型虛擬電廠最大限度的發(fā)揮虛擬電廠對分布式資源的內(nèi)部協(xié)調(diào)和互濟作用，使得虛擬電廠的外部特性能夠得以全面的充分的發(fā)揮，這些外部特性主要表現(xiàn)為出力伸縮性、源荷兩相性、環(huán)境友好性等方面。
圖3 源荷混合型虛擬電廠運營體系
綜上所述，開展適應(yīng)安徽特點的虛擬電廠典型應(yīng)用場景及其商業(yè)模式研究，是安徽電力公司主動適應(yīng)內(nèi)外部環(huán)境變化，創(chuàng)新經(jīng)營生產(chǎn)管理理念的重要舉措，也為安徽虛擬電廠落地實施和公司新業(yè)務(wù)開辟提供了理論基礎(chǔ)和前瞻性科學(xué)儲備，具有重要指導(dǎo)意義。
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虛擬電廠打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)、用電之間的界限，具有強大的發(fā)用電資源整合能力，勢必成為“十四五”能源轉(zhuǎn)型升級的重要推手，也有望成為電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要新興業(yè)務(wù)。后疫情時代，安徽經(jīng)濟增速進入“穩(wěn)中趨緩”的新常態(tài)，國網(wǎng)某電力公司生產(chǎn)經(jīng)營面臨政府監(jiān)管加強、電力市場化改革深化、新型電力系統(tǒng)建設(shè)提速、新型負(fù)荷增多等方面壓力。
1 安徽電網(wǎng)發(fā)展虛擬電廠的必要性分析
從緩解夏季短時供電缺口、應(yīng)對未來大規(guī)模電動汽車分散無序充電、促進分布式電源消納等三個角度，分析論證安徽發(fā)展虛擬電廠的必要性。
1.1 緩解夏季短時供電缺口
安徽煤電發(fā)展放緩，電力供需平衡難度大，“十四五”期間電力缺口達到千萬千瓦級，能源局預(yù)測全省2022—2024年電力供需形勢為紅色預(yù)警。如何緩解夏季短時供電缺口，將是擺在安徽電力工業(yè)發(fā)展進程中的重要問題。按照“十四五”電力規(guī)劃的總體部署，“十四五”期間，我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)對發(fā)電側(cè)靈活性資源改造提出了較高的要求。而虛擬電廠正是可以將各類需求側(cè)響應(yīng)資源有機聚合的技術(shù)組態(tài)，不僅可有效調(diào)動需求側(cè)響應(yīng)資源，還能夠使需求側(cè)響應(yīng)資源和供給側(cè)資源以及儲能資源有效結(jié)合，從而發(fā)揮出比單純調(diào)動需求側(cè)資源更好的作用。
作為一種需求側(cè)響應(yīng)方式，虛擬電廠可通過利用用戶的電力消耗彈性，緩解高峰負(fù)荷時段的電力供應(yīng)緊張狀況，這對于降低發(fā)電上網(wǎng)電價、增強電力系統(tǒng)經(jīng)濟性和安全運行起到了積極作用。虛擬電廠具備高度靈活可調(diào)性，可通過簽訂可中斷負(fù)荷合同或多方管理協(xié)議等方式，按計劃執(zhí)行聚合負(fù)荷的調(diào)控與管理，有效控制電力峰谷差，提高社會資源的利用效率，以實現(xiàn)社會效益的最優(yōu)化。
1.2 應(yīng)對大規(guī)模電動汽車無序充電
作為一種重要的新型負(fù)荷形式，電動汽車負(fù)荷對電網(wǎng)特別是配電網(wǎng)的影響正在逐步顯現(xiàn)，大量電動汽車的無序充電為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)，并在一定程度上造成負(fù)面沖擊。實現(xiàn)對電動汽車新型負(fù)荷的管理面臨點多面廣的挑戰(zhàn)。而虛擬電廠具有對分布式資源“集而成團、聚沙成塔”的技術(shù)優(yōu)勢，在華東、華南等具備條件的地區(qū)構(gòu)建電動汽車驅(qū)動型虛擬電廠，統(tǒng)籌管理電動汽車、充換儲一體化電站以及其他可中斷負(fù)荷資源，有較強的實踐可行性和應(yīng)用必要性[1]。
其次，電動汽車需求響應(yīng)資源與電力系統(tǒng)動態(tài)平衡，需要采用合適的技術(shù)實現(xiàn)形式走規(guī)?；{入、局部平衡的技術(shù)路線，虛擬電廠無疑屬于具備上述特點的技術(shù)路線。近年來，相關(guān)研究人員先后提出面向虛擬電廠，并考慮電動汽車充電需求的分層日前電力調(diào)度系統(tǒng)模型[2]、VPP參與下的電力市場協(xié)調(diào)調(diào)度優(yōu)化模型、包含單一資源（電動汽車）分散控制的虛擬電廠調(diào)度策略等技術(shù)路線，為虛擬電廠應(yīng)對大規(guī)模電動汽車并網(wǎng)挑戰(zhàn)提供有效技術(shù)支撐。最后，由于虛擬電廠具有基于配電網(wǎng)融匯分散式“源網(wǎng)荷儲”資源的重要作用，不僅是電力領(lǐng)域一類重要的運作平臺，同樣是電力生態(tài)圈的重要組成部分。通過發(fā)展電動汽車型虛擬電廠，無疑可以實現(xiàn)兩類平臺生態(tài)圈的有機銜接。
1.3 促進分布式電源消納
目前，安徽分布式光伏占本地電源比重已超10%。隨著新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，分布式光伏等作為新能源開發(fā)利用的重要形式，將迎來倍增發(fā)展機遇，其裝機占比將進一步提升。分布式光伏接入配電網(wǎng)后，改變了配電網(wǎng)各支路潮流的單向流動模式，將對配電網(wǎng)運行帶來一定影響。
虛擬電廠通過整合分布式光伏、分散式風(fēng)電以及小型生物質(zhì)發(fā)電等分布式電源資源，利用大數(shù)據(jù)和人工智能等數(shù)據(jù)分析和能源預(yù)測技術(shù)，統(tǒng)籌管理并實時監(jiān)測電源設(shè)備的數(shù)據(jù)情況，優(yōu)化分布式電源能量產(chǎn)生和儲存的運行狀態(tài)，以更好地適應(yīng)不同的能源需求和生產(chǎn)條件，解決分布式電源與中心電網(wǎng)耦合性較差、供需不平衡及能源浪費等問題，從而最大限度地提升分布式電源的消納效率。同時，考慮分布式電源規(guī)模小、數(shù)量多等特點，作為分布式電源市場化運營的重要方式，虛擬電廠具有適應(yīng)大規(guī)模分布式電源市場化運營的天然技術(shù)優(yōu)勢，為促進分布式電源消納，提供了可行、有效的市場化途徑。
2 安徽電網(wǎng)發(fā)展虛擬電廠的可行性分析
從負(fù)荷側(cè)和電源側(cè)等靈活調(diào)節(jié)資源潛力大、支撐虛擬電廠運營的市場化機制逐步形成等維度，分析論證安徽發(fā)展虛擬電廠的可行性。
2.1 各類靈活調(diào)節(jié)資源潛力分析
2.1.1 工商業(yè)和居民柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力分析
近年來，安徽電力需求逐年增長，全社會用電量年均增長率約為9.2%。其中，第一產(chǎn)業(yè)用電量年均增長23.3%，第二產(chǎn)業(yè)用電量年均增長7.8%，第三產(chǎn)業(yè)用電量年均增長11.3%，城鄉(xiāng)居民生活用電量年均增長11.0%。安徽省全社會用電量占比情況如下：第一產(chǎn)業(yè)用電量1%，第二產(chǎn)業(yè)用電量63%，第三產(chǎn)業(yè)用電量18%，城鄉(xiāng)居民生活用電量18%。
從負(fù)荷調(diào)節(jié)能力方面來看，安徽工業(yè)需求響應(yīng)資源增長速度不及服務(wù)業(yè)，體現(xiàn)了安徽經(jīng)濟增長動能逐步由工業(yè)轉(zhuǎn)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)移。工業(yè)需求響應(yīng)資源潛力相對較小，主要由于安徽最大負(fù)荷一般發(fā)生在夏季晚間21：00點，此時工業(yè)因執(zhí)行高峰電價，用電負(fù)荷為全天最低谷，可轉(zhuǎn)移負(fù)荷規(guī)模有限。安徽2025年居民需求響應(yīng)潛力達約125萬kW，可削峰潛力較大。安徽夏季空調(diào)負(fù)荷中居民生活貢獻近80%，居民空調(diào)負(fù)荷已成為夏季尖峰負(fù)荷重要組成部分，引導(dǎo)居民用戶調(diào)整尖峰時段空調(diào)負(fù)荷水平，可起到較好的削峰效果。
表1 安徽需求響應(yīng)資源潛力
2.1.2 電動汽車充換電負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力分析
電動汽車大規(guī)模接入電網(wǎng)時，通過設(shè)計電動汽車智能充電方案，有效引導(dǎo)汽車到電網(wǎng)之間的雙向通信和能量交換行為（V2G行為），可實現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷作用，電動車規(guī)模越大，這一效應(yīng)越顯著。引導(dǎo)電動汽車有序充電需要從提升電網(wǎng)智能化水平、建立電動汽車充放電標(biāo)準(zhǔn)、完善充放電市場價格機制、提升用戶認(rèn)知等多個方面持續(xù)探索和創(chuàng)新方法與機制。例如，可通過信息交互和智能控制設(shè)備進行功率的實時調(diào)節(jié)，輔以充放電補貼等方式引導(dǎo)消費者行為，以實現(xiàn)在用電高峰降低充電功率、鼓勵個人、商業(yè)電動車和換電站進行放電，在用電低谷時滿功率充電、鼓勵個人、商業(yè)電動車和換電站進行充電的引導(dǎo)目標(biāo)。
2.1.3 分布式儲能發(fā)展?jié)摿Ψ治?/p>
2017年，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局等五部委聯(lián)合提出鼓勵用戶側(cè)建設(shè)分布式儲能系統(tǒng)，完善用戶側(cè)儲能系統(tǒng)支持政策。2018年7月，國家發(fā)展和改革委員會要求進一步擴大銷售側(cè)峰谷電價執(zhí)行范圍，擴大高峰、低谷價差，利用峰谷價差等市場化機制促進儲能發(fā)展。此后江蘇、山東等地相繼出臺用戶側(cè)儲能支持政策，從完善峰谷電價機制、提供資金補貼支持、參與電力市場交易等方面，推動用戶側(cè)儲能發(fā)展。受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電等用電峰谷特性明顯負(fù)荷比重上升等影響，安徽用電負(fù)荷尖峰化特性特征越發(fā)突出，最大峰谷差逐年遞增，春秋季調(diào)峰形勢嚴(yán)峻，現(xiàn)有火電機組深度調(diào)峰、抽水蓄能等調(diào)峰資源逐漸無法滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求，分布式儲能發(fā)展需求緊迫。
2.2 電力市場機制分析
建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)能源市場體系已成為我國新時代能源發(fā)展的重要抓手。隨著電力市場建設(shè)進程的推進，在全國高標(biāo)準(zhǔn)電力市場體系的場景下，安徽也將形成中長期市場為主體、現(xiàn)貨市場為補充，涵蓋電能量、輔助服務(wù)、發(fā)電權(quán)、輸電權(quán)和容量補償?shù)榷嘟灰灼贩N的市場體系，電力市場將最大限度還原電力商品屬性，實現(xiàn)市場配置資源、釋放價格信號、反映成本特性、增強需求彈性、引導(dǎo)電力投資、調(diào)動系統(tǒng)靈活性資源、促進源網(wǎng)荷儲有效互動、引導(dǎo)多元主體參與系統(tǒng)運行決策的多重功能。
3 安徽虛擬電廠典型應(yīng)用場景
虛擬電廠依據(jù)其聚合的內(nèi)部資源類型的差異，區(qū)分了不同的技術(shù)實施模式，基本可分為完全由分布式發(fā)電單元構(gòu)成的供應(yīng)側(cè)主導(dǎo)型驅(qū)動場景，主要由可調(diào)整負(fù)荷構(gòu)成的需求側(cè)技術(shù)驅(qū)動模式、同時擁有發(fā)電單元，以及可控負(fù)荷的源荷混合技術(shù)驅(qū)動模式三種。
3.1 需求側(cè)驅(qū)動虛擬電廠
需求側(cè)主導(dǎo)驅(qū)動虛擬電廠由受電力用戶主導(dǎo)、通過改變電力消費模式可進行有效調(diào)整的可控負(fù)荷構(gòu)成。按照響應(yīng)方式的不同，可控負(fù)荷可分為兩大類：基于電價的可轉(zhuǎn)移負(fù)荷以及基于激勵的可中斷負(fù)荷。需求側(cè)驅(qū)動虛擬電廠的合理調(diào)度，有利于資源的利用最大化，但因不含發(fā)電單元，無法自主供電，且可控負(fù)荷主要受電力用戶主導(dǎo)，而電力用戶的決策與多種因素相關(guān)。當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化、電力用戶獲取信息不完全，以及對信息的決策處理出現(xiàn)偏好性和局限性時，會導(dǎo)致可控負(fù)荷的變化出現(xiàn)偏差，所以僅可配合其他電廠供電，實現(xiàn)輔助功能。
圖1 需求側(cè)驅(qū)動虛擬電廠運營體系
3.2 供給側(cè)驅(qū)動虛擬電廠
供應(yīng)側(cè)驅(qū)動虛擬電廠由分布式發(fā)電機組、分布式儲能裝置等發(fā)電單元構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)處于峰谷時段時，通過合理調(diào)整機組出力或儲能裝置充放電過程，改變電力供應(yīng)情況以適應(yīng)需求側(cè)的電力需求，提高電能利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。供應(yīng)側(cè)主導(dǎo)驅(qū)動型虛擬電廠由于配置了發(fā)電單元，可快速跟蹤負(fù)荷變化，實現(xiàn)獨立自主供電。但供應(yīng)側(cè)主導(dǎo)驅(qū)動型虛擬電廠忽略了需求側(cè)電力用戶的電力消費模式的改變，在用電低谷時，則可能造成不必要的能源浪費。
圖2 供給側(cè)驅(qū)動虛擬電廠運營體系
3.3 源荷混合型虛擬電廠
源荷混合技術(shù)驅(qū)動虛擬電廠由分布式發(fā)電機組、儲能和可控負(fù)荷等資源聚合而成，通過能量管理系統(tǒng)的優(yōu)化控制，實現(xiàn)更為安全、可靠和清潔的供電。源荷混合型虛擬電廠最大限度的發(fā)揮虛擬電廠對分布式資源的內(nèi)部協(xié)調(diào)和互濟作用，使得虛擬電廠的外部特性能夠得以全面的充分的發(fā)揮，這些外部特性主要表現(xiàn)為出力伸縮性、源荷兩相性、環(huán)境友好性等方面。
圖3 源荷混合型虛擬電廠運營體系
綜上所述，開展適應(yīng)安徽特點的虛擬電廠典型應(yīng)用場景及其商業(yè)模式研究，是安徽電力公司主動適應(yīng)內(nèi)外部環(huán)境變化，創(chuàng)新經(jīng)營生產(chǎn)管理理念的重要舉措，也為安徽虛擬電廠落地實施和公司新業(yè)務(wù)開辟提供了理論基礎(chǔ)和前瞻性科學(xué)儲備，具有重要指導(dǎo)意義。
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