“双碳”目标下虚拟电厂关键技术及其建设

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虚拟电厂技术、应用与标准化需求

虚拟电厂技术、应用与标准化需求

虚拟电厂技术、应用与标准化需求随着世界能源紧缺、环境污染等问题的日益突出,世界各国都在致力于解决能源问题。

分布式电源具备可靠、经济、灵活、环保的特点,可以有效缓解能源问题,被越来越多的国家所采用。

然而,分布式电源还具有容量小、数量大、零散分布的特点,导致其直接接入大电网体系时会影响到大电网的稳定运行。

由此,虚拟电厂概念应运而生。

一、虚拟电厂的技术解析1.核心特点通信与聚合:虚拟电厂的核心可以总结为“通信”和“聚合”。

它通过信息通信技术将各种DER连接起来,并通过软件系统实现这些资源的聚合和协调优化。

特殊电厂:虚拟电厂作为一个特殊的电厂参与电力市场和电网运行,它既可以作为“正电厂”向系统供电调峰,也可以作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷。

2.关键技术协调控制技术:实现DER之间的协调运行,确保电力系统的稳定性和优化性。

智能计量技术:对DER进行实时监测和计量,为协调控制提供数据支持。

信息通信技术:确保虚拟电厂内部以及与其他电力系统之间的信息交换和通信。

3.市场潜力虚拟电厂的提出是为了解决分布式电源接入电网所带来的问题,如容量小、数量大、分布不均等,以及给电网稳定运行带来的技术难题。

对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说,虚拟电厂无疑是一种好的选择,具有非常大的市场潜力。

4.结构组成虚拟电厂主要由发电系统、储能设备、通信系统构成,没有实体,所有的电都来自已有的电力资源。

相当于一个调度控制平台,其核心功能是聚合分散的电力资源,并进行优化控制与分配。

5.与传统电厂的区别虚拟电厂没有实体,其“电厂”实际上是一个调度控制平台。

传统电厂依赖实体发电设备,而虚拟电厂则依赖于已有的电力资源和先进的信息通信技术进行资源的聚合和优化。

6.应用前景随着可再生能源的快速发展和电力市场的逐步开放,虚拟电厂将在智能电网和电力市场中发挥越来越重要的作用。

通过聚合和优化DER,虚拟电厂将有助于提高电力系统的稳定性和经济性,促进可再生能源的消纳和利用。

为了实现双碳目标,电力行业转型发展的具体技术路径

为了实现双碳目标,电力行业转型发展的具体技术路径

为了实现双碳目标,电力行业转型发展的具体技术路径为了实现双碳目标,电力行业需要进行全面的转型发展。

以下是一些具体的技术路径。

1.提高燃煤发电效率:燃煤发电是电力行业目前主要的发电方式之一,但其碳排放量较高。

通过采用先进燃煤发电技术,如超超临界和超临界发电技术,可以显著提高燃煤发电的效率,减少单位电力产生的二氧化碳排放。

2.发展清洁能源:清洁能源是实现双碳目标的重要途径之一。

电力行业可以进一步发展可再生能源,如太阳能、风能和水能。

此外,还可以推广利用原生态、无排放的核能,以及生物质能、地热能等可再生能源。

3.推广电能替代其他能源形式:电能在现代社会中广泛使用。

通过推广使用电能替代传统能源,如燃油、煤炭等,可以实现低碳发展。

例如,推广电动汽车、电动机械设备和电力化取暖等,可以减少对化石燃料的依赖,减少碳排放。

4.加强能源存储技术的研发与应用:清洁能源的波动性和间歇性给电网运营带来了一定的挑战。

为了提高可再生能源利用率,需要加强能源存储技术的研发与应用。

例如,开发高效的储能设备,如电池、超级电容器和氢能源等,可以在能源供应不稳定时提供稳定的电力输出。

5.推广智能电网技术:智能电网是实现低碳电力系统的关键技术。

通过智能电网技术,可以实现对电力系统的智能监控、调控和管理。

通过对电力系统数据的分析和优化,可以提高电力系统的效率,减少碳排放。

此外,智能电网技术还可以促进可再生能源的大规模接入,实现可再生能源的合理调度和利用。

6.加强碳捕获利用和储存技术:碳捕获利用和储存(CCUS)技术可以帮助电力行业降低碳排放。

通过将二氧化碳捕获后进行利用或储存,可以减少其大气释放量。

电力行业可以加大对CCUS技术的研发和应用,推动其在燃煤、天然气等发电方式中的应用,降低碳排放。

7.加大能源效率提升力度:提高能源利用效率是实现双碳目标的重要途径之一。

电力行业可以通过优化供电和供热系统,改善设备效率,减少能源损失和浪费。

此外,推广高效节能设备和智能能源管理系统,也可以提高电力行业的能源利用效率,减少能源消耗和碳排放。

虚拟电厂关键技术与实践

虚拟电厂关键技术与实践

虚拟电厂关键技术与实践
嘿,朋友们!今天咱来聊聊虚拟电厂关键技术与实践这档子事儿。

你说虚拟电厂像不像一个超级大管家呀!它能把各种分散的能源资源整合起来,就好像把一群调皮的孩子组织起来一起干大事儿。

这里面的关键技术呢,就好比是管家的各种妙招。

比如说智能计量技术,这就像是一双敏锐的眼睛,能精确地知道每一度电从哪儿来、到哪儿去。

没有它,虚拟电厂不就成了睁眼瞎啦!还有通信技术,那可是虚拟电厂的神经系统啊,得快速又准确地传递各种信息,不然怎么能指挥得动那些能源呢?
再说说分布式能源管理技术吧,这就像是给每个能源设备都安排了一个贴心小助手,让它们能发挥出最大的作用。

而且啊,通过这些技术,还能实现能源的优化调配呢,这不就像咱过日子得精打细算一样嘛!
虚拟电厂的实践也特别有意思。

在一些地方,它已经开始大展身手啦!比如说在用电高峰期,它能迅速调动各种资源来保障供电,就像一支随时能出击的应急部队。

而且啊,它还能帮助电网更加稳定,减少波动,这可太重要啦!
你想想看,如果没有虚拟电厂,那些分散的能源不就像一盘散沙,发挥不出多大作用嘛。

但有了虚拟电厂这个神奇的存在,嘿,一下子就把它们都凝聚起来啦!这多厉害呀!
虚拟电厂的发展前景那也是一片光明啊!随着技术的不断进步,它能做的事情肯定会越来越多。

说不定以后啊,我们的生活都离不开它啦!它能让我们的用电更可靠、更环保、更经济。

这难道不是一件大好事吗?
所以说呀,虚拟电厂关键技术与实践真的太重要啦!我们可得好好关注它,说不定哪天它就能给我们带来大惊喜呢!难道不是吗?。

双碳目标下的电力市场设计与支撑技术

双碳目标下的电力市场设计与支撑技术

双碳目标下的电力市场设计与支撑技术说到“双碳目标”,咱们可以这么理解:一边是减碳,一边是实现碳中和。

简单来说,就是要让环境少受点“碳”的烦恼,咱们自己也要在未来少跑点“喘”。

你看,现在地球好像真的有点顶不住了,气候变化、温室气体排放啥的,天天搞得我们头都大。

所以呢,国家提出来要通过“双碳”目标来改变这一切,尤其在电力领域,动作可不小。

电力可是碳排放的大头,大家都知道,火电、煤炭这些老面孔还是主角。

所以,电力市场的改革,成了大家关注的焦点。

电力市场,简单说就是电的买卖市场。

你说电力市场的设计是不是得变得跟现在的形势匹配呢?没错,传统的电力市场设计主要是基于化石能源的,煤炭、天然气一类的传统发电方式,放在过去是稳稳的。

但如今你得看得更远一点,得考虑清洁能源的角色,比如风能、太阳能这些,它们说不定是未来的主角。

你看看风车转起来多带劲儿,太阳一照就能发电,想想就觉得这日子越来越“清新”了。

可是,问题来了,清洁能源虽然好,但也有它的“脾气”。

风不吹,太阳不照,这就尴尬了。

所以在电力市场里,光有清洁能源是不够的,你得把它和传统能源的供应做一个有机结合。

电力市场的设计得让各类电力资源有序地进入市场,保证不管你家电器啥时候需要用电,咱都能及时供上。

这里面,技术支撑就显得尤为重要。

毕竟,咱想做到碳中和,不光靠嘴巴说,技术可得硬气点。

现在说到支撑技术,那就不得不提智能电网、储能技术和大数据这些“好帮手”。

智能电网就像电力市场的“大脑”,它能通过实时监测和调度,把各类电力源调配得井井有条,保证电力供给不间断。

你就想象一下,天气突然变化,风力突变,太阳云雾遮了个大半,智能电网能迅速做出反应,调整电力的分配,保证大家家里不黑灯瞎火。

而储能技术呢,就是给电力“打个储蓄”,当风足太阳亮的时候,把多余的电“存起来”,等需求上升时再放出来。

你看,这不就像是电力的“定期存款”,电力不怕浪费了,反而能在关键时刻派上大用场。

再说说大数据。

电力设计 双碳技术措施

电力设计 双碳技术措施

电力设计双碳技术措施双碳技术是指以碳减排和碳封存为核心的低碳发展技术。

电力设计中采用双碳技术措施,旨在减少电力系统的碳排放,降低对环境的影响,实现可持续发展。

本文将探讨电力设计中的双碳技术措施,并分析其应用效果。

一、提高发电效率提高发电效率是降低碳排放的关键措施之一。

通过优化电力系统的设计,提高发电设备的效率,可以减少燃煤、燃气等传统能源的消耗,从而降低碳排放。

例如,采用高效燃气轮机发电,可以将燃气的能量利用率提高到50%以上,比传统燃煤发电高出很多。

此外,采用先进的燃烧控制技术、余热利用技术等也能够提高发电效率,减少碳排放。

二、发展清洁能源发展清洁能源是实现双碳目标的另一个重要措施。

清洁能源包括太阳能、风能、水能等可再生能源,以及核能等低碳能源。

将这些清洁能源纳入电力系统,可以减少对传统化石能源的依赖,降低碳排放。

例如,通过建设大规模的太阳能电站、风电场等,可以实现大规模清洁能源的利用,为电力系统提供绿色、低碳的电力。

三、加强能源储存技术能源储存技术在电力设计中起着重要作用。

通过储能技术,可以将电力能量转化成其他形式的能量进行储存,以便在需要时进行释放。

这样可以解决可再生能源的间歇性发电问题,提高电力系统的可靠性和稳定性。

目前,常见的能源储存技术包括电池储能、压缩空气储能、水泵储能等。

采用这些能源储存技术,可以减少对传统发电方式的依赖,降低碳排放。

四、推广智能电网技术智能电网技术是实现双碳目标的重要手段之一。

智能电网通过采用先进的通信、传感、计算等技术,实现对电力系统的智能化监控和调度,提高电力系统的运行效率和可靠性,减少能源的浪费和碳排放。

例如,通过智能电表和智能家居设备的联动,可以实现对电力需求的精确控制,避免能源的浪费。

此外,智能电网还可以实现对可再生能源的有效集成和管理,进一步降低碳排放。

五、加强碳封存技术研究碳封存技术是指将二氧化碳捕获并长期封存于地下或海底等地层,以减少大气中二氧化碳浓度的技术。

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术摘要:中国“十四五”规划明确提出,要推动电力系统向适应大规模高比例新能源方向演进,加快构建新型电力系统。

虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)作为能源供给与能源消费的融合点,可以灵活参与调峰辅助服务市场,有效提高能源效率,降低能源成本,促进新能源消纳,推动中国新型电力系统的建设与发展。

关键词:虚拟电厂;新型电力系统;分布式资源;商业模式引言虚拟电厂(virtual power plant,VPP)将不同类型的分布式资源整合起来,变成具有一定规模、可控制的虚拟发电资源,可以实现分布式资源的协调优化运行,有效提升电力资源利用效率,对实现电力低碳化、促进可再生能源并网消纳有重大意义。

但单个VPP涉及的分布式资源种类与数量有限,独立运行难以适应负荷需求变化,对调度指令的跟踪效果不佳;而多个VPP的联合运行又缺乏合理的协作与交互方法。

为此,亟需进一步开展多VPP优化方法的研究。

1虚拟电厂概述结合现有文献、报告以及示范工程实践,VPP是利用先进的通信、量测、控制技术和软件系统构成的虚拟联合体,实现对分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车等DER的集群聚合与优化控制,并作为整体参与电网调度运行与电力市场交易。

其内部资源在空间上分散分布而非一个集中的物理实体,故称之为“虚拟”;在整体上协同一致实现与电厂相同的功能,故称之为“电厂”。

2VPP结构与运行方式VPP利用软件平台和通信技术,协调容量小、地理位置分散的DERs,使他们和传统发电厂一样参与电力市场交易并支持电网稳定运行。

其中VPP管理的DERs主要包括可再生能源(风电和光伏)、储能、传统能源(火电和燃气机组)以及需求响应管理。

VPP参与电力市场以及与配电管理系统的协调运行一般可分为两个阶段:(1)日前调度:VPP根据DERs提供的历史及预测数据,制定次日的交易方案并提交至日前电力市场,电力市场确定并下发VPP最终交易方案;(2)实时调度:VPP根据实时DERs、配电网以及市场信息,判断日前调度方案是否需要调整,如需调整将通过参与实时电力市场对日前调度方案进行调整,并在通过配电管理系统安全审核后发送给DERs执行。

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术一、概述随着全球能源结构的转型和电力市场的深化改革,新型电力系统正逐渐成为能源领域的重要发展方向。

新型电力系统以清洁、低碳、高效、安全为主要特征,致力于实现能源的可持续利用和电力市场的优化运营。

在这一背景下,虚拟电厂作为新型电力系统的关键组成部分,其商业模式与关键技术的发展显得尤为重要。

虚拟电厂是一种通过先进的信息通信技术和智能控制技术,将分散的、不同类型的电源和负荷资源进行聚合、优化和协调控制的电力管理系统。

通过虚拟电厂的运营,可以实现资源的优化配置、提高电力系统的灵活性和可靠性,降低电力市场的运营成本,促进可再生能源的消纳和利用。

在商业模式方面,虚拟电厂具有多种创新模式。

它可以作为独立的运营商,在电力市场中提供灵活的能源管理服务,满足用户多样化的用电需求另一方面,虚拟电厂也可以与电力用户、能源设备制造商等合作,共同构建能源互联网生态圈,实现资源的共享和互利共赢。

关键技术方面,虚拟电厂的发展离不开先进的通信技术、大数据分析技术、人工智能技术等的支撑。

这些技术可以帮助虚拟电厂实现高效的信息收集、处理和分析,优化资源配置和运营策略,提高电力系统的智能化水平。

随着技术的不断进步和创新,虚拟电厂在商业模式和运营模式上也将不断拓展和创新,为新型电力系统的发展注入新的活力。

面向新型电力系统的虚拟电厂商业模式与关键技术是当前能源领域研究的热点和难点。

通过深入研究和探索,可以推动虚拟电厂的快速发展,为新型电力系统的建设和运营提供有力支持。

1. 新型电力系统的发展趋势与挑战随着全球能源结构的转型和电力需求的持续增长,新型电力系统的发展已成为必然趋势。

新型电力系统以其独特的技术优势,正逐步改变传统的能源供应和消费模式,为社会的可持续发展提供了强大的动力。

在发展的新型电力系统也面临着诸多挑战,需要不断克服和解决。

从发展趋势来看,新型电力系统正朝着更加高效、智能、绿色和可靠的方向发展。

虚拟电厂建设工作方案宁夏电网虚拟电厂并网运行技术规范

虚拟电厂建设工作方案宁夏电网虚拟电厂并网运行技术规范

虚拟电厂建设工作方案宁夏电网虚拟电厂并网运行技术规范一、背景介绍随着可再生能源的快速发展和智能电网技术的成熟,虚拟电厂作为一种集中管理和调度可再生能源的新模式,已成为解决可再生能源波动性和间歇性问题的重要手段。

为了促进可再生能源的大规模应用和提高电网的可靠性和稳定性,在这里提出了虚拟电厂建设工作方案。

二、建设目标和原则1.目标:通过虚拟电厂的建设,实现可再生能源的集中调度和管理,提高电力系统的可靠性和灵活性。

2.原则:(1)可再生能源优先:虚拟电厂要以可再生能源为主要组成部分,优先考虑太阳能和风能等可再生能源资源。

(2)合理配置:通过精确的能源预测和需求预测,合理配置虚拟电厂中各种能源资源的比例,实现能源的最优配置。

(3)高效运行:虚拟电厂的运行应按照最大化电网利用率和最小化能源消耗的原则,提高整体电网的运行效率。

三、建设内容及步骤1.建设内容:(1)技术设备:建设可再生能源发电设备,安装智能化监控设备和通信系统,实现可再生能源的集中管理和调度。

(2)信息技术系统:建设集成的信息技术系统,实现对虚拟电厂的集中监控、调度和管理,提高运行效率。

(3)调度和管理系统:建设虚拟电厂的调度和管理系统,实现对虚拟电厂中各种能源资源的灵活管理和调度。

2.建设步骤:(1)可行性研究:进行可再生能源资源评估和需求预测,确定虚拟电厂的建设规模和可行性。

(2)技术设备建设:根据可行性研究结果,建设可再生能源发电设备,并安装智能化监控设备和通信系统。

(3)信息技术系统建设:建设集成的信息技术系统,实现虚拟电厂的集中监控、调度和管理。

(4)调度和管理系统建设:建设虚拟电厂的调度和管理系统,实现对虚拟电厂中各种能源资源的灵活管理和调度。

(5)运行调试和优化:对虚拟电厂进行运行调试和优化,提高其运行效率和电网利用率。

一、背景介绍宁夏电网作为一个典型的可再生能源丰富地区,虚拟电厂的建设对于提高可再生能源的利用率和减少弃电现象具有重要意义。

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“双碳”目标下虚拟电厂关键技术及其建设摘要:随着新型电力系统建设不断推进,以及“碳达峰”和“碳中和”战略目标的提出,大规模接入了以风电、光电为代表的可再生能源,为电力系统的安全高效运行带来诸多挑战。

在实现“双碳”目标期间,风、光力发电等分布式可再生能源并入电网的比例逐渐增高,但是,由于其波动性、间歇性的特点,给电网系统安全、平稳地运行带来了较大影响。

而虚拟电厂的提出可综合平衡电力供给侧和需求侧,有效解决上述问题。

基于此,本文首先对虚拟电厂的相关概念进行了介绍,其次探究了“双碳”目标下虚拟电厂的关键技术及其建设,以期能为相关工作带来参考。

关键词:“双碳”目标;虚拟电厂;关键技术;建设引言随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,在中国电网中分布式清洁能源已经成为不可缺少的重要组成部分,同时,在高比例分布式可再生能源的接入下,也要求电网要具有更高的运行水平和调控能力。

虚拟电厂作为一种新型电力系统管理模式,可以在可再生能源装机容量不断提升的背景下,掌握各分布式能源的聚类特性和灵活性特征,实现对各类分布式新能源的有效聚合和灵活调控,减小其出力间歇性、随机性和波动性对电网的冲击。

但是,从目前已经开展的虚拟电厂技术研究和实践来看,虚拟电厂关键技术研究的广度和深度还不足,其主要问题如下:虚拟电厂的智能计量,虚拟电厂关键技术研究不足,信息通信和协调控制技术水平较低,其运行的实时性和自动化无法得到保障;没有形成虚拟电厂的生态圈,虚拟电厂的基础设备欠缺,通信、支撑计量以及控制的设备生产水平较为落后,虚拟电厂绿色低碳化运行方式有待开发,特别是在碳达峰、碳中和目标背景下,高比例新能源电网为虚拟电厂低碳运行带来了诸多问题,而且都没有得到有效解决。

1、虚拟电厂的基本概念1.1虚拟电厂的定义现阶段,对虚拟电厂的定义,行业内并没有统一。

通过欧洲和美国等国对虚拟电厂的实践应用,其应用模式和方向大致可分为两种,分别是以美国为代表的优化需求响应计划,兼顾可再生能源综合高效利用为原则的模式,以及以欧洲等国为代表的、针对实现分布式能源安全平稳并网和电力市场灵活运营的目标为原则的模式[1]。

与以上两种应用模式相结合,可以得知虚拟电厂是虚拟化的,不具备实际发电厂的物理属性,但是,具有实际发电厂功能的一种管理模式或一套管理系统。

通过对互联网等技术的应用,整合分散的风力、光力发电等分布式发电装置、储能设备和各种可调可控的终端负荷,并通过系统的协调控制,集合为可控电源,参与电力系统的运行。

与此同时,可以参与电力市场的交易,优化利用资源,以此维护区域内安全,确保平稳用电。

通过预测终端负荷用电情况,有计划地向电网系统下载或上传电量,不仅可以发挥削峰填谷的效果,还可以获得经济效益。

1.2虚拟电厂的结构组成虚拟电厂平台的主要模块分为云计算中心、远程控制中心、交易服务中心、以及资源管理中心等。

而虚拟电厂就是基于云技术的分散式电厂,其是通过设计软件构架,利用远程控制、互联网通信等技术实现储能系统、电动汽车、分布式能源、可控负荷等各类分布式设备的有限聚合,实现资源的交换共享及合理配置,对外表现出与电厂类似特性,实现稳定供能。

虚拟电厂智慧运营系统基于上述基础结构,涵盖交易服务管理、资源利用管理、设备设施管理以及运营运行管理等主要功能。

2、“双碳”目标下虚拟电厂关键技术2.1协调控制技术根据电源组成方式与运行模式的差异,虚拟电厂的控制模式可以分为集中-分散式控制、集中式控制以及完全分散控制三种。

首先,集中-分散式控制模式能够对集中式控制模式下,数据拥堵和计算困难的问题进行进一步的缓解,通过在本地控制中心中,下放一部分虚拟电厂控制中心的功能,以此实现分层控制,虚拟电厂控制中心负责虚拟电厂整体任务的制定和分解,而本地控制中心则着重于制定每个单元的调度指令。

其次,集中式控制模式就是指虚拟电厂内部的控制中心掌握所有分布式资源的数据信息,调度控制所有资源。

集中式控制模式下,虚拟电厂的调控能力相对较强,且控制手段灵活,但同时也会因为通信流量集中、计算较复杂,而导致虚拟电厂就能具有较好的兼容性与扩展性。

最后,完全分散控制模式是指虚拟电厂被划分为多个子系统,不再拥有单独的控制中心,子系统可以根据内部运行情况,自行调度分配本系统内分布式资源,同时各子系统之间的相互通信,需要通过信息通信技术进行,以此来让各子系统之间协作运行。

这种控制模式能够让虚拟电厂具有更好的可扩展性,但是,对虚拟电厂通信和控制的要求会更高,而且其子系统需要具备协调管理、故障响应与诊断能力。

虚拟电厂的协调控制技术主要分为两个方面,分别是调度和控制。

现如今,已有较多文献对虚拟电厂的协调调度与联合运行进行了研究,所涉及成本最小、运行风险最小、收益最大、负荷需求最小、新能源消纳能力最强、出力波动最小等优化目标有。

2.2信息通信技术通信关键技术主要包括边缘计算、云计算、D2D(设备到设备)通信和时延控制技术等,能够满足虚拟电厂通信的高性能要求。

在虚拟电厂中,先进成熟的信息通信技术是必不可少的重要元素之一。

其能够快速汇聚各分布式资源运行状态的实时监控和运行数据。

信息通信技术需要在虚拟电厂控制中心与各个单元之间建立双向通信通道,以此实时传输计量、监测和控制数据。

虚拟电厂通信系统具有分层结构,包括接入层、平台层、骨干层、终端层。

接入层:其主要由通信设备组成,包括接入终端、路由器和网关等,主要承担虚拟电厂通信的衔接作用。

平台层:是虚拟电厂的控制中心,由智能算法实现虚拟电厂内部各种分布式资源的协同运行,对内给分布式资源下达调度指令,对外制定参与电力市场的交易策略。

骨干层:其是虚拟电厂通信系统的骨干网络,主要负责虚拟电厂多个平台、系统的信息交互,骨干层不仅能够依赖于4G或5G公用通信网络,还能够通过光纤专网和无线专网实现。

对于骨干层而言,接入层主要负责业务数据信息的下达和转发。

终端层:其主要由分布式资源控制终端和虚拟电厂通信终端组成,包括分布式发电、储能和柔性负荷等。

对于终端层而言,接入层主要负责数据的汇聚、清洗和上传。

虚拟电厂实现安全可靠控制的基础就是通信性能,非理想的通信条件会造成严重的经济损失,甚至危害系统运行的安全性。

随着通信关键技术研究的不断提升,也将进一步改善虚拟电厂的整体协调性,进而让调度决策更优质[2]。

2.3人工智能和大数据技术人工智能和大数据技术不仅能够作为“正电厂”向电网供电削峰,也可以作为“负电厂”消纳电力填谷,在收到电力调度中心的指令后快速下发给用户,从而高效调配电力。

通过先进的人工智能和大数据技术,才能实现资源最大化价值。

虚拟电厂要将分布式能源聚合为可控的负荷资源,然后通过虚拟电厂对电力资源进行调配。

参与电力现货交易市场和辅助服务市场,虚拟电厂运行会不断产生能源和交易数据,而人工智能和大数据技术可以帮助虚拟电厂存储和处理海量的电力数据,分析、预测电力负荷和调节、调控的负荷,将响应分配工作高效完成。

2.4智能计量技术快速可靠的计量就是虚拟电厂通信、控制的基础。

对于分布式资源而言,智能计量技术能够将耗能情况和设备运行状态等重要信息实时显示出来,进而各分布式资源能够根据这些实时信息调整运行策略。

智能计量技术主要包括数字孪生技术、自动抄表技术、智能计量管理技术等。

数字孪生技术指将虚拟电厂的运行数据采集并同步到虚拟空间中进行仿真反馈,从而输出预测、仿真和监测等实时分析结果。

自动抄表技术指虚拟电厂内部各单元自动测量并读取其冷、热、电、气等能源的生产或消耗信息,并将这些数据实时上传到虚拟电厂控制中心;计量管理技术指虚拟电厂可远程测量其内部所有分布式单元的实时信息,检查各发电、用电单元的运行状态,同时进行合理适当的管理并将数据保存、上传及分析[3]。

2.5高效的智慧管控平台控制中心、资源中心、能量管理中心、计算中心和交易中心等都是虚拟电厂双网主要平台。

控制中心能够控制资源;资源中心负责管理用户和资源;能量管理中心能够基于资源状态和市场信息的资源对策略的制定进行监视和控制;计算中心能够完成对资源的可调度潜力分析等分析计算功能;交易中心负责虚拟电厂与电力交易中心以及虚拟电厂与资源用户的交易管理,竞价策略制定和申报等功能。

虚拟电厂总体技术路线包括1个平台、2张网络、4大中心和多方应用。

平台基于电力物联网可接入风力发电、光伏发电、柴油发电、燃气发电,储能灯分布式电源和电动汽车等负荷,同时基于平台的运行控制中心,可控制电力能量的合理流动。

同时,平台支持和调度中心、电力市场交易管理中心进行信息交互。

虚拟电厂智慧运营管控系统对上提供与调控中心和电力市场交易中心的接口,接受调度的控制指令,下发资源执行,同时与电力交易中心通信,交互电力市场信息,包括需求侧响应相关信息,参与电力市场,获取经济收益。

虚拟电厂平台管理的资源数量多,地理位置分散,虚拟电厂智慧运营系统对下支持通过无线公网、专网或光纤通道等多种方式实现与各类型资源站端的智能终端实现信息交互,并经过安全接入区接入系统平台。

支持通过微信公众号、手机App等方式,实现用户注册、资源注册、电价发布、申报竞价、合同签订、状态查询等信息的智慧交互[4]。

3、“双碳”目标下虚拟电厂的建设电力市场的建设与发展对虚拟电厂的组织形式有着积极的作用和意义。

市场机制的完善一方面有助于提高虚拟电厂参与市场的利润,减轻投资压力;另一方面有助于维护市场参与者的公平性。

两方面共同提升了参与者的参与意愿。

虚拟电厂内部的资源具有极高的灵活性,除了参与传统虚拟电厂所参与的中长期、现货电力市场获利外,市场也可以根据所处地区情况开辟应对极端气候的临时交易,通过激励虚拟电厂提高配电网的弹性。

同时,碳电联合市场也将提高新能源和资源的内在价值,同时推动了虚拟电厂的发展。

虚拟电厂建设的关键因素有以下几点:3.1政策支持面新的产业要想发展,离不开相关政策的支持。

电价激励政策、宣传力度等支持政策均会刺激和鼓励供电商、运营商、终端用户积极参与到虚拟电厂的建设中。

虚拟电厂的概念在我国还是相对较新的,潜在终端用户以及分布式能源运营商对其如何运营、如何参与、实施效果的了解并不深入。

但虚拟电厂的发展离不开终端用户和分布式能源运营商的参与及支持,这就需要相关职能部门积极宣传、参与虚拟电厂带来的社会效益和经济效益,同时制定一系列的市场激励政策。

3.2关键技术虚拟电厂赖以发展的关键技术,为实时、快速的远程控制技术以及先进的5G、云计算、大数据、人工智能等技术。

达到分钟级、秒级快速响应是虚拟电厂的基本要求,能够实现实时的远程控制,营造可靠的交易环境。

3.3可控资源虚拟电厂可以实现远程控制、智能化调节等条件,为具有可控的发电资源和可调节的终端负荷用户。

可控发电资源包括较为准确预测的风光发电、微生物发电、余压发电、储能设备等。

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