平高集團：虛擬電廠技術在園區新型電力系統中的實踐與思考（2023）（31頁）.pdf

1、低碳園區綜合能源服務發展應用論壇 演講人：朱晨光演講單位：平高集團綜合能源研究所虛擬電廠在園區新型電力系統中的實踐和思考CONTENTS01任重道遠：園區雙碳挑戰與現狀02大勢所趨：虛擬電廠應運而生03躬身實踐：平高產業園5G虛擬電廠04聚力遠行：園區虛擬電廠的幾點思考目錄任重道遠1一、任重道遠加快建設新型能源體系推動重點領域節能降碳2030年前實現碳達峰2060年前實現碳中和構建清潔低碳安全高效的能源體系構建以新能源為主體的新型電力系統中央財經委員會第9次會議2023年政府工作報告2030年和2050年的全球總發電量和總裝機量預估數據來源：IRENAWORLD ENERGY TRANSITI

2、ONS OUTLOOK 2022-1.5C PATHWAY，2022.3一、任重道遠加快建設新型能源體系推動重點領域節能降碳2030年前實現碳達峰2060年前實現碳中和構建清潔低碳安全高效的能源體系構建以新能源為主體的新型電力系統中央財經委員會第9次會議2023年政府工作報告現狀高滲透率的新能源高比例的電力電子設備高速增長的電力負荷需求挑戰清潔消納安全運行機制變革清潔低碳智能友好靈活高效安全可控開放互動一、任重道遠在邁向“雙碳”的轉型過程中，園區是新型電力系統下落實雙碳目標的主力軍，同時肩負著引領創新、打造最佳實踐的使命?；茉聪母?、用能來源單一：以外購電力為主，備用電源多為燃煤發電。2

3、、用能成本高：生產設備種類數量繁多，能耗高，可再生能源替代工藝或方法未成熟。數字化基礎參差不齊1、受數字化水平制約，部分園區缺乏數據采集及通信能力難以形成系統且完整的能效管理體系。2、園區內企業、設備管理分散，存在嚴重的數據孤島。未構建碳資產管理1、目前園區的碳排放是根據園區統計得到的數據計算得出，具有滯后性，無法實時反饋和準確預測。2、園區未形成系統的碳足跡評價能力3、園區碳排放共享服務能力不足一、任重道遠國內65家典型園區2022年度溫室氣體排放量、雙碳路徑推演和科學預算優化能源結構優化能源結構優化產業結構構建碳資產管理資源統籌協調構建碳資產管理資源統籌協調雙碳目標大勢所趨2在全球推動綠色

4、能源轉型的大背景下，虛擬電廠對于促進電網供需平衡、實現分布式能源低成本并網、清潔能源充分消納、保障電力系統安全運行等具有重要意義。虛擬電廠的發展虛擬電廠的發展是以可控負荷、儲能、分布式電源三類可控資源的發展為前提，從長期發展視角下，成熟的虛擬電廠廠商需要具備優秀的調控能力，這種調控能力體現在對于供需及價格預測模型的優化以及對于資源的把控。二、大勢所趨：虛擬電廠應運而生二、大勢所趨：虛擬電廠應運而生可調節資源調控技術虛擬電廠包含兩大生產要素兩大生產要素：可調節資源和調控技術。核心是算力，不同領域的虛擬電廠開發適合自己行業或設備的優化調控算法，是虛擬電廠運營商樹立技術堡壘，確立核心競爭力的優勢所在

5、。電源類儲能類負荷類電動汽車高效協同控制資源動態聚合通信承載技術靈活市場交易二、大勢所趨：虛擬電廠應運而生業務場景或價值體現：能效管理需求響應輔助服務電力交易二、大勢所趨：虛擬電廠應運而生Next Kraftwerke盈利途徑背后是資源聚合能力及電力市場運營機制。虛擬電廠通過市場、技術手段并用，優勢互補，實現了分布式資源擁有方、虛擬電廠運營方甚至電網方的各方利益共贏。幫助清潔能源發電企業實現電力市場的偏差考核，避免預測不準部分的市場懲罰損失。一、為清潔能源發電企業提供平穩出力需求響應，收取輔助費用。二、參與電網輔助服務獲利利用每15min一次，每天96次的電力市場價格波動，調節虛擬電廠出力，實

6、現低谷用電、高峰售電，獲取最大利潤三、參與電力交易套利Next Kraftwerke盈利途徑背后是資源聚合能力及電力市場運營機制。虛擬電廠通過市場、技術手段并用，優勢互補，實現了分布式資源擁有方、虛擬電廠運營方甚至電網方的各方利益共贏。Next Kraftwerke專注虛擬電廠平臺運營和技術開發，其開發的虛擬電廠控制系統NEMOCS實現交易、調度、負載管理、需求響應與平衡服務。國外典型虛擬電廠：二、大勢所趨：虛擬電廠應運而生2017上海黃浦區商業建筑虛擬電廠上海市黃浦區智慧虛擬電廠平臺已納入黃浦區商業樓宇130幢，注冊響應資源約60MW商業建筑需求響應資源2019國家電網冀北虛擬電廠聚合張家口

7、、秦皇島、承德、廊坊、唐山等冀北5市和北京市蓄熱式電采暖、智慧樓宇、可調節工商業等11類可調節資源，總容量 35.8萬千瓦，最大調節能力20.4萬千瓦。2022深圳虛擬電廠管理中心接入負荷聚合商14家，接入容量87萬千瓦，采用“互聯網+5G+智能網關”，參與市場交易，負荷側響應。國內典型虛擬電廠：目前我國的虛擬電廠尚處于試點建設階段，現有的虛擬電廠技術平臺主要是由電網公司或大型發電企業主導。躬身實踐3三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠平高現狀：用能來源單一 設備能耗高用能設備多缺乏終端智能采集設備各分子公司用能不均產業間缺乏調度缺少智能化監測分析協調管控地面及車庫資源閑置屋頂資源閑置碳排放

8、量高成本高產業分散智能化低資源閑置資源閑置園區光纖冗余少，布線難三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠源數儲網利用智慧監測、多能調控智慧監測、多能調控等技術手段，開展綜合能源網改造和建設，實現源網荷儲互動，參與電力市場在儲端，利用蓄電、蓄冷/熱手段，實現清潔低碳電源的最大化消納，需求響應等輔助電網服務在源端，開發光伏、微風發電等可再生能源可再生能源，實現以電為主的清潔用能數據互聯貫通，數據互聯貫通，打造“數字化”園區，持續挖掘數據資產價值挖掘數據資產價值利用高效節能高效節能技術，實現大型用能設備的節能，降低電力消耗成本可控負荷100%接入系統虛擬電廠荷三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠多

9、方 應 用 源源儲儲光伏市電電化學儲能冰蓄冷電蓄熱光伏市電電化學儲能冰蓄冷電蓄熱 5G需求響應終端電力能效監測終端5G能源邊緣計算終端容器化應用容器化應用規約轉換數據采集清洗聯動控制控制策略荷荷平芝公司通用電氣平芝公司通用電氣光儲充微網光儲充微網生產負荷冷負荷生產負荷冷負荷 熱負荷熱負荷組合電器組合電器能量網傳感設備能源系統內自主調度電力市場交易5G+虛擬電廠云平臺信息網云平臺三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠通過5G信息網，打破15個子公司獨立的能源系統，快速建設園區能源信息一張網，依托園區5G虛擬電廠云平臺，在園區層進行能源統一調度，精準分配5G網絡有效解決了園區光纖冗余不足、4G掉包

10、率高的問題，使園區內分布在不同空間的120個需求響應終端及能源邊緣計算裝置快速接入5G虛擬電廠云平臺光伏風電儲電儲熱儲冷平芝公司光伏風電儲電儲熱儲冷平芝公司荷荷儲源儲源UPFMEC調控中心交易中心調控中心交易中心5G電力切片IPSec隧道加密傳輸網5G虛擬電廠平臺5G電力切片IPSec隧道加密傳輸網5G虛擬電廠平臺組合電器.生產用各類電設備、照明、空調、充電樁組合電器.生產用各類電設備、照明、空調、充電樁三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠利用5G低時延特性，平高園區5G虛擬電廠具備毫秒級響應能力，終端設備實時與5G虛擬電廠平臺交互，為參與電力市場交易提供決策依據通過5G網絡精準采集分布式電

11、源發電信息、不同儲能的運行狀況及子公司各級負荷情況，利用需求響應終端內置的5G邊緣計算功能，進行精準能量分配小時級小時級分鐘級分鐘級秒級毫秒級秒級毫秒級市政供熱市政供汽光伏冷水機組熱水電鍋爐配電室電蓄冷裝置光儲充市政供熱市政供汽光伏冷水機組熱水電鍋爐配電室電蓄冷裝置光儲充二廠區二廠區二廠區停車場二廠區停車場變電所、配電房變電所、配電房熱源熱源母線母線冷源母線冷源母線蒸汽蒸汽母線母線電源電源母線母線源源網儲荷多能協同多能協同蒸汽電鍋爐蒸汽電鍋爐能源系統能源系統一廠區一廠區用戶側用戶側儲能儲能電蓄熱裝置電蓄熱裝置三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠1.以經濟效益最優為目標，優化調控分布式能源出力

12、，使其參與系統削峰填谷、調頻，支持系統有功平衡。2.以新能源最大化消納為目標，優化調控分布式能源出力，響應新能源出力波動。3.以系統運行最優、最小化配網網損等為目標，考慮系統潮流約束，優化調控分布式能源出力，降低系統電壓波動。1.基于每個分布式能源的運行參數、邊際運行成本、調度計劃等信息設計不同的分布式能源聚合方案與競價策略，以此為基礎參與電力市場進行交易，實現虛擬電廠運營商經濟效益的最大化。2.基于博弈論、機器學習法、情景分析法等理論構建基于多代理的競爭電力市場模擬器，并將其應用于虛擬電廠參與日前交易決策。三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠系統亮點源荷網儲一體化虛擬電廠集合發電源和負荷用

13、戶，作為集中式電廠，獨立市場主體參與力原則上不占用系統調峰能力。全資源整合，包含典型的源、荷、儲可控資源，且均可參與調度調控，打通中小型分布式能源與調度的通信及調控，實現了真正意義的主動配電網。智能終端采用靈活的模塊化設計，具備通用接口，可適應不同類型的分布式能源資源的接入，并可集成更多應用功能。尊重用戶體驗，可實現柔性負荷自動控制，避免直接切斷/關停負荷。智能終端采用的RTU模塊具有較強可編程能力，可靈活實現分布式能源用戶所需的定制化邏輯控制功能，并保證現場運行穩定可靠。平臺優化功能開發采用容器技術，運行優化計算程序穩定可靠，實時性好，易于維護。01 閉環優化調控閉環優化調控04 通用性強0

14、2 實現友好互動0503三、躬身實踐：平高產業園區5G虛擬電廠1.6萬噸20%近零碳運行040萬元改善能源結構，實現用能管控和用能分析政府補貼收益帶動清潔能源產業、儲能產業及終端制造產業能效提升需求響應產業聯動聚力遠行4四、聚力遠行：園區虛擬電廠的幾點思考園區虛擬電廠的架構設計園區虛擬電廠的架構設計目前園區虛擬電廠規模較小，按集中式架構設計，未來希望探索分布式架構，點點相連構成虛擬電廠網絡，參與電力市場服務及電力交易。功能設置的有效性和經濟性功能設置的有效性和經濟性涉及電力源網荷儲各個領域，需要來自產學研用管的專家學者通力合作！虛擬電廠技術的標準化虛擬電廠技術的標準化面向不同的應用場景、不同的

15、運營者（電網公司、負荷集成商、用戶）虛擬電廠宜具備哪些功能（有效性）和系統軟硬件如何合理配置（經濟性）。虛擬響應由邀約性向主動性市場性轉變，探索輔助服務交易及電力市場交易。運營機制的探索運營機制的探索平高綜合能源介紹l業務生態健全。與超過300家能源設備制造商等上下游單位建立戰略合作關系。l產業布局完善。在北京、天津、雄安、平頂山成立專業公司，在鄭州建設綜合能源工程實驗室，在國內13個?。ㄊ校┰O立服務基地。l產品技術先進。與業內領軍企業、高校成立聯合實驗室，多項技術行業領先。l工程業績領先。儲能項目建成容量超過4GWh，綜合能源項目超過100項，規模及應用場景行業領先。平高集團經過50多年的發

16、展，形成了以電力裝備制造商和系統集成商為發展定位，以開關類為核心的電力裝備研發制造和能源系統綜合解決方案的主營業務布局，現有員工約1萬人，資產規模約300億元，電力裝備產業和能源系統產業在居于國內領先地位。平高綜合能源服務有限公司是集團開展綜合能源業務的專業子公司。依托平高集團技術、產業等優勢，開展能源投資、建設與運營，目前資產規模突破150億元。平高綜合能源板塊介紹 業務架構 技術布局 業績及典型案例 累計建成河南首個省級行政中樞能源托管、雄安市民服務中心綜合能源項目、上海張江能源中心智能樓宇示范等一批重點項目，覆蓋上海、浙江、江蘇等全國22個省市自治區，項目實現市政工程、美麗鄉村、智慧校園、智慧建筑、工業園區、居民社區等領域全場景應用。2023年3月 謝謝！THANK YOU!