虚拟电厂思维导图
U843413287
2023-08-25
发电侧
执行流程
参与方式
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思维导图大纲
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虚拟电厂思维导图模板大纲
什么是虚拟电厂？
是通过聚合分布式资源（可调电源、负荷、储能等），参与电网、售电公司等单位为稳定电力系统运行发起的辅助服务、需求侧响应、现货交易等业务，从而辅助电网安全运行的一套协调管控系统。
为什么出现虚拟电厂？
电力系统运行理想状态
所发的电能够刚好满足用电需求。但长期或大面积的供需失衡很可能会引发电网安全问题。
停电
设备损坏
电力系统运行实际情况
电网运行是波动的
由于生产生活等一般规律导致用电出现波动：白天用电量大，夜间各种用电设备停止,用电量变小。
供需突增或突减
天气等自然原因导致用电
其他原因，如电源故障、负荷故障......
出现的不平衡状态
高峰
需求大于供给，出现电量不足
低谷
供给大于需求，出现电量过剩
超出一定范围就会出现问题,得治
电网运行首要目标
就是保证发、用电的实时平衡。
维持电网稳定运行的方式
电源侧控制或需求侧控制，保证电网运行不过高或过低
过去都是以水、火发电为主
电网调控的都是规模以上发电（水、火）、用电企业
电源侧/发电侧控制（辅助服务）
发电企业、电网企业、电力用户等提供除正常电能生产、传输、使用之外的电力辅助服务。
调峰、调频、自动发电控制（AGC）、无功调节、备用、黑启动等方式
用电侧/负荷侧/需求侧控制（需求响应）
根据电网需求，暂时暂停用电或者是改变用电使用习惯
中断、减少、增加用电，或推移某时段的用电等方式
电力现货交易
通过市场机制引导发电或用电负荷主体合理利用能源，维持电网稳定运行
为何现在需要虚拟电厂
社会、经济发展导致用电负荷屡创新高
城市建设、交通发展、科技、工业发展、企业的发展等
家用负荷设备的增加：空调、家电等
同时也带来了更多的分散的负荷
双碳目标的提出，推动了清洁能源的发展
新能源（风电、光电）的发展
时空错配：导致新能源消纳问题严重，弃风、弃光率增加
自然原因可预测性有限（随机性、间歇性和波动性的特点）
若规模化并网将导致电网波动加大，加剧峰谷差
新能源发电多为分布式，而且随着发展比重会越来越大
以上特性导致并网困难
绿色交通的发展
充电需求为电网带来大量负荷
充电周期不固定，对电网稳定运行带来影响
其他新能源相关产业的发展
基于以上现状产生的需求
需要解决，新能源消纳问题，减少弃风、弃光率
需要解决，新能源发电的可预测性，同时实现能源利用价值最大化
新能源发电并网接入后，怎样降低其不稳定性给电网带来的冲击
大量用电负荷（如充电汽车、空调等等）的接入，怎样减少对电网稳定运行的压力
分布式能源、可控负荷、电动汽车一般体量较小，不具备入网条件。但是聚合起来体量很大，足以影响电网稳定运行，怎样让其达到能够参与电网调控的条件。
电网要保证实时的平衡，怎样能让分布式的资源满足实时、灵活调整需求，减少电网压力
城市、企业、园区发展，怎么样让他们从能源方面优化成本，同时愿意为电网出力
虚拟电厂建设的有利条件
电网是目前最大需求方
首要需求是电网稳定、供需平衡
电网也关注到了分布式负荷对电网的影响，从不断出台的政策就可以看出。
自身管理原因对于分布式的负荷聚合有难度（需要大量人力物力）
新能源发展同时催生更多储能资源发展
国家政策鼓励各负荷资源参与电网调控并通过补贴和建立现货交易市场来提高参与积极性
智慧楼宇、智能家居、充电桩等新增可控负荷，为负荷端的灵活控制创造条件
虚拟电厂能够解决的问题
聚合各类分布式电源、分布式终端负荷形成规模化的大体量的能源体，参与电网调控，使小体量负荷发挥大作用
整合源网荷储资源，形成一体化调控机制，成为除水、火调节之外的一种新的调控方式，并同时解决新能源消纳问题，减少弃风、弃光率
通过智能预测模型，结合天气、价格、政策，实现资源预测、价格预测、交易策略优化等，让电力应用价值最大化
通过智能调控模型，实现对协同调控计划分解，对各资源终端的灵活调度控制，随时响应电网需求
能效管控，通过对园区、企业集团提供用能监测、用能分析、用能优化等管理工具，降低用能成本，提高能效水平
虚拟电厂包括哪些内容？
虚拟电厂分类
电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂
虚拟电厂定位
聚合资源（分布式电源、负荷、储能等），参与电网业务（辅助服务、需求响应、现货交易），辅助电网稳定运行，使多方获益。
虚拟电厂主要内容
资源管理
实现各类资源接入、注册、能力评估等功能
交易服务
实现市场需求、交易报价、投标/中标管理等功能
调控执行
根据调度指令或者中标结果，生成执行计划、并下发执行指令，控制各类可调资源。
监测告警
对接入设备状态、指令执行过程进行全过程监控预警，及时发现问题并解决问题。
运营管理
对市场、需求、市场、成本等内容进行预测分析，并对整体运营过程进行监控
哪些场景下使用？
需求侧响应
驱动方式
基于价格
基于激励（补贴）
响应时段
削峰需求响应
填谷需求响应
响应内容
中断用电
减少用电
增加用电
推移某时段的用电
响应速度
约时响应
实时响应
参与者
负荷侧
电力大户
公共机构
工业负荷
建筑楼宇
商业负荷
数据中心
5G基站
负荷聚合商
充电桩
居民
......
储能侧
化学储能
机械储能
......
含虚拟电厂
虚拟电厂聚合资源后参与需求响应
不是所有负荷都被虚拟电厂整合，足够体量，满足要求的自己独立参与。
虚拟电厂聚合不满足入网要求的，也可聚合其他大体量的
参与方式
用户申请
申请时间：迎峰度夏和迎峰度冬前
申请方式：通过省级平台进行网上申请，填写需求响应（备用容量）申请
申请确认
营销中心或组织单位确认需求响应（备用容量）能力，并报备省能源局、各市电力运行主管部门
签订协议
公示后供电公司与用电主题（含虚拟电厂）签订协议
虚拟电厂与被聚合方签订代理协议和承诺书
响应执行时机
削峰需求响应（执行约时或实时需求响应）
电网备用容量不足或局部负荷过载
其他不确定性因素造成的电力供需不平衡
填谷需求响应（执行约时需求响应）
当用电负荷水平较低，电网调差能力不能适应峰谷差及可再生能源波动性、间歇性影响，难以保证电网安全稳定运行时
执行流程
响应邀约
约时需求响应
邀约时间
执行前一天（日前响应）
执行前6 小时（小时级响应）
邀约方式
通过平台公告、短信、电话等方式向参与主体发出响应邀约
邀约响应
参与主体于邀约截止时间前，通过省级平台反馈响应量
应约条件
应约时间早的用户优先、应约响应量大的用户优先
实时需求响应
邀约时间
执行前 30 分钟（分钟级响应）
执行前 1 分钟（秒级响应）
邀约方式
分钟级响应：通过省级平台向参与主体下发调节指令，告知响应范围、需求量、时段等信息
秒级响应：通过省级平台向参与主体直接下发控制指令
邀约响应
分钟级响应：通过省级平台自动完成响应能力确认
备注：参与实时需求响应的用电设备应具备可快速中断或可远程中断的特性
响应执行
约时需求响应
参与主体按约执行
在收到省电力公司发出的响应执行信息后，按照约定在响应日的响应时段自行调整用电负荷完成响应
电力公司全过程监控
电力公司对参与主体的响应过程进行监测，可根据电力供需实际情况，直接启动实时需求响应
实时需求响应
分钟级响应
参与主体利用需求响应终端与自有电力能效监测相关系统的联动策略，于 30 分钟内自动完成负荷调节
秒级响应
省电力公司通过省级平台自动完成对参与主体的负荷控制
响应中止
电力公司通过省级平台自动完成对参与主体的负荷控制
电力公司根据电力供需实际情况，可提前中止约时需求响应执行，但应于原定响应时段开始 1 小时前向参与主体送达取消执行指令
效果评估
需求响应效果评估
基线计算
评估标准
备用容量效果评估
技术条件
约时响应：申报的备用容量是否准确，并严格履约执行响应
实时响应：接收省级平台调控指令并按指令自动完成负荷调节或控制的能力
评估标准
按月持续监测参与主体的备用容量状态，以确保其随时可调用，不满足要求的，视为无效容量
当月在线的可调能力平均值占协议约定备用容量的比例大于等于 80%
在参与需求响应的过程中，实际响应负荷大于等于协议约定备用容量的 80%，实际响应时间大于等于协议约定的调用时间
根据电网供需平衡实施需求响应的情况，全年有效执行次数原则上应大于等于 1
响应补偿
需求响应补偿电价标准
响应补偿价格
容量补偿价格
补偿结算
响应补偿结算
容量补偿结算
补偿发放方式
各方利润分摊
辅助服务
市场主体
发电侧
火电
水电
风电
光伏
核电
抽水蓄能
自备电厂
新能源微电网
新型储能
电化学储能
压缩空气储能
飞轮储能
负荷侧
高载能工业负荷
工商业可中断负荷
电动汽车充电桩
电采暖
企业、楼宇等
负荷聚合商
......
虚拟电厂
聚合以上主体进行参与
主要聚合内容是调度机构在业务上不可见，不可调的。
市场运营机构
调度机构（电力调度控制中心）
运营电力辅助服务市场
建设辅助服务市场技术支持系统
发布市场信息
组织交易，按照交易结果进行调用
电力交易中心有限公司提供市场交易结果
交易机构（电力交易中心）
市场主体注册
出结算凭证
电力有限公司
保障设施稳定运行
对市场主体进行电费结算
服务内容
/服务品种
有功平衡服务
调频
指电力系统频率偏离目标频率时，并网主体通过调速系统、自动功率控制等方式，调整有功出力减少频率偏差所提供的服务
调频对象
水电机组
火电机组
燃气机组
储能设备
电站
分类
一次调频
二次调频
调峰
指为跟踪系统负荷的峰谷变化及可再生能源出力变化，并网主体根据调度指令进行的发用电功率调整或设备启停所提供的服务。
调峰对象
深度调峰
全网深度调峰
局部深度调峰
火电应急启停调峰
电储能调峰
可中断负荷调峰
火电停机备用
跨省调峰
备用
指为保证电力系统可靠供电，在调度需求指令下，并网主体通过预留调节能力，并在规定的时间内响应调度指令所提供的服务。
转动惯量
指在系统经受扰动时，并网主体根据自身惯量特性提供响应系统频率变化率的快速正阻尼，阻止系统频率突变所提供的服务。
爬坡
指为应对可再生能源发电波动等不确定因素带来的系统净负荷短时大幅变化，具备较强负荷调节速率的并网主体根据调度指令调整出力，以维持系统功率平衡所提供的服务。
无功平衡服务
（即电压控制服务）
自动电压控制（AVC）
自动电压控制是指利用计算机系统、通信网络和可调控设备，根据电网实时运行工况在线计算控制策略，自动闭环控制无功和电压调节设备，以实现合理的无功电压分布。
自动发电控制（AGC）
调相
指发电机不发出有功功率，只向电网输送感性无功功率的运行状态，起到调节系统无功、维持系统电压水平的作用。
事故应急及恢复服务
稳定切机
指电力系统发生故障时，稳控装置正确动作后，发电机组自动与电网解列所提供的服务。
稳定切负荷
（含抽水蓄能）
指电网发生故障时，安全自动装置正确动作切除部分用户负荷，用户在规定响应时间及条件下以损失负荷来确保电力系统安全稳定所提供的服务。
黑启动
指电力系统大面积停电后，在无外界电源支持的情况下，由具备自启动能力的发电机组或抽水蓄能、新型储能等所提供的恢复系统供电的服务
需要确认服务哪些参与市场化交易，哪些没有参与？从而明确哪些是义务提供？哪些固定补偿？哪些是通过市场化竞争获得收益？哪些服务品种是可以通过虚拟电厂整合调度的？
义务提供、固定补偿、市场化方式（集中竞价、公开招标/挂牌/拍卖、双边协商）
有功平衡服务
无功平衡服务
义务提供、固定补偿、市场化方式（公开招标/挂牌/拍卖、双边协商）
事故应急及恢复服务
已有的参加现货交易的品种
深度调峰
日前报价、日内调用、实时出清
调频
备用
市场模式
强制提供（统一型、补偿型）
长期合约
竞争性市场（投标、现货交易）
补偿机制分类
基本电力辅助服务
强制的无偿服务，无补偿
有偿电力辅助服务
固定补偿方式
市场化方式
执行流程
日前交易
市场主体注册
需求发布
工作日(D-1 日)10:00 前，调度机构根据电网运行状况预测次日至下一工作日各时段辅助服务需求，并在技术支持系统上完成需求发布。
需求确定
申报前确认内容及参数
调峰
调节容量、调节功率、持续响应时间最小值，储能最大（充、用电）功率、常规充用电曲线等。
填谷/削峰调峰价格（元/MWh），日 96 点可填谷/削峰调节容量曲线（MWh）。储能项目需申报预测的基线负荷。
旋转备用
调节容量、调节功率、持续响应时间最小
值。
最大/最小用电功率（MW）、旋转备用价格（元/MWh）、日 96 点旋转备用容量曲线（MW）、备用
投退时段和时长等。
一次调频
频率控制死区、调差系数，以及额定充电/放电功率、持续响应时间最小值等。
一次调频容量价格（元/MWh）、一次调频容量（MW）、调频投退时段和时长等
二次调频（AGC）
调频容量上下限（MW）、调节速率、精度及响应时间，以及额定充电/放电功率、持续响应时间最小值等。
AGC 调频容量单价（元/MWh）、AGC调频容量（MW）、调频投退时段和时长等
......
信息申报
工作日(D-1 日)12:00 前，第三方独立主体在技术支持系统上完成次日市场信息申报。
若遇法定节假日前最后一个工作日，暂按照申报次日至节假日后第一个工作日的方式开展。
申报异常：若选择参与市场交易的第三方独立主体未按时进行申报，则采用默认参数参与辅助服务市场，实施辅助服务调用。市场主体未提供默认参数的，则采用最近一次的有效申报参数。
预出清
工作日(D-1 日)14:00 前，按照第三方独立主体辅助服务调用成本最低方式完成各第三方独立主体辅助服务预出清，出清价格采用边际定价方式，如报价相同则按申报可调容量比例分配中标容量。
预出清结果校核
工作日(D-1 日)16:00 前，调度机构完成预出清结果的安全校核
出清结果发布
工作日(D-1 日)16:00 前，通过技术支持系统发布辅助服务市场出清结果和相应的计划曲线
调度执行
第三方独立主体根据日前出清的计划曲线响应日前辅助服务调用需求
日内交易
日内辅助服务交易，主要解决日前辅助服务需求不足问题。交易主体为日前已申报但未被足额调用，且自愿继续参与日内市场的第三方独立主。交易品种与日前交易相同。
需求确定
调度机构根据电网日内运行情况确定日内辅助服务的需求量，参考第三方独立主体日前申报信息（包括报价及可响应量）开展日内出清。
出清及调用
第三方独立主体的日内交易不单独开展价格申报，用于出清计算的价格为日前申报价格。
日内市场按照调用成本最低方式完成第三方独立主体辅助服务剩余未中标量的出清，日内出清价格仍采用边际定价方式，如报价相同则按申报可调容量比例分配中标容量，直至满足日内辅助服务的需要。
控制指令
日内交易中标的第三方独立主体辅助服务调用及指令下发方式与日前相一致。
实时交易
非交易类（补贴）的模式，怎么走流程？
考核管理
违约考核
可靠性及性能考核
无功考核
结算与分摊
结算依据
结算费用构成
双边交易结算
费用分摊
分摊系数
考核费用分摊
无功费用分摊
信息披露
信息披露归口
交易机构负责第三方独立主体参与电力辅助服务的信息披露归口，为各市场主体、调度机构、电网企业提供信息披露平台服务。
调度机构披露信息
调度机构按规定发布第三方独立主体参与辅助服务的市场需求、安全校核、调用情况、考核情况等。
交易机构披露信息
交易机构披露第三方独立主体参与辅助服务的交易结果，向市场主体披露结算依据，负责市场运营统计信息发布等。
第三方独立主体披露信息
第三方独立主体负责向电网企业、调度机构、交易机构披露相应的注册信息、每日运行参数、实际运行情况等信息。
电网企业披露信息
电网企业负责披露市场运行的资金结算情况，考核补偿费用的收付等信息。
争议处理
现货交易
可与辅助服务、或需求响应结合，主要看是参与哪个部门发起的业务
可用于系能源资源优化
新能源优化消纳交易
中长期市场（省间）
大客户直接交易
能源资源优化管理
典型资源组合调控场景
需求响应场景
商业楼宇能源管理、削峰填谷等
上海黄浦区商业建筑
虚拟电厂示范项目
2016年
国网上海市电力有限
公司
资源类型
智能楼宇等用户资源
资源体量
需求响应容量：50兆瓦
自动需求响应容量：10兆瓦
二次调频容量：2兆瓦
特点
以商业楼宇为主的虚拟电厂体系
新能源消纳、广域需求响应等
国网冀北虚拟电厂示
范工程（一期）
2019年
国网冀北电力有限公
司
资源类型
蓄热式电采暖、智能楼宇、储能、电动汽车充电站、分布式光伏等11类泛在可调资源
资源体量
可调容量：约16万千瓦
低谷负荷上调能力：3.5万千瓦
特点
多主体参与
辅助服务场景
负荷紧急控制、辅助服务
深圳网地一体化
虚拟电厂）
2020年
南网深圳供电局
资源类型
工商业可调负荷、分布式电源
资源体量
负荷资源：大于500兆瓦
分布式光伏：约300兆瓦。
特点
网地一体化调度
综合场景
参与电网运行并提供需求侧响应、调峰、调频、备用等服务
华能浙江虚拟电厂
2021年开始建设，2022年2月24日与浙江省调开展了AGC联合调试
华能（浙江）能源开发有限公司投资建设
合作研发单位为ABB电网投资（中国）有限公司和中国华能集团清洁能源技术研究院
机组设置
一号机组为调峰、调频机组
接入新型储能、分布式发电、用户侧应急电源等具备发电能力的可调资源
调度指令的秒级响应，为电网提供实时的调峰、调频服务，提升电网调节能力
二号机组为调峰机组
主要接入楼宇空调、充电桩平台、可调工业负荷、微电网等负荷资源
管理和优化用户用电曲线，实现发电调峰功能，能够有效抑制电力负荷时段性冲击，缓解电网运行压力
对接平台
省调平台、需求响应平台、电力市场交易平台
资源体量（69.59MW）
电化学储能：2MW/4MWh
分布式燃机：8MW
楼宇空调：3.4MW
电动汽车：充电桩10.32MW
电动汽车充换电站：43.82MW
分布式光储项目：0.025MW
......
特点
已具备常态化接收省调指令并参与系统调节的能力，率先实现了真正接入调度系统并参与系统调节的技术突破
能效优化
新能源消纳
与负荷侧联动
与储能联动
谁用？怎么赚钱？
产品和解决方案进行销售
卖给电网
缓解新能源资产聚合和可调资源调控问题
卖给发电集团
为其持有的新能源资产获得更高的效益，让其资产收益最大化
卖给园区等有能效管理需求的单位
进行区域范围综合能源管理并可参与到电力交易中。
做第三方独立虚拟电厂运营
获取补贴
为电网提供辅助服务（调峰调频），获取辅助服务费用；
利润分成
代理被聚合方参与电力现货交易
增值服务
为新能源资产持有方提供监测管理和预测分析，减少弃能，帮助用电企业做合理用电分析，降低用电成本
其他
如何推销出去
储能和虚拟电厂是否冲突
交叉是都有存电放电功能，而虚拟电厂可以做更多，如多资源整合，调节控制，预测模型等
聚合商和虚拟电厂是否冲突
负荷聚合商侧重于“用电”，而虚拟电厂则通过分布式电源资源实现“发电”、“用电”功能
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