零碳时代的虚拟电厂 汇报人： XXX 学号： XXX 01 目录 content <1> 虚拟电厂的背景 <2> 虚拟电厂的概念 <3> 虚拟电厂的资源 <4> 虚拟电厂的发展 <5> 虚拟电厂的实例 02 <1> 虚拟电厂的 背景 03 背景 大势所趋：中国的零碳宣言 2020 年 9 月 22 日，中国在第 75 届联合国大会一般性辩论上郑重宣布： 中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有利的政策， CO2 排放力争在 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前 实现碳中和。 供能侧：我国清洁能源发电容量 2021 年 10 月 24 日，国务院出台文件《关于完整准确全面 贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》 目 标 部 署 2030 年：非化石能源消费比重达到 25% 左右 ，风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿 kW 以上。 2060 年：清洁低碳安全高效的能源体系全面建 · 大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、 立。 地热能等，不断提高非化石能源消费比重。 · 因地制宜开发水能。有序发展核能。合理利用 生物质能。 · 开展建筑屋顶光伏行动，大幅提高建筑物采暖 、生活热水、炊事电气化普及率。 · 推进太阳能电池、可再生能源制氢技术。 · 完善差别化电价、分时电价、居民阶梯电价政 策。 · 严控煤电装机规模。 · 推动互联网、大数据、人工智能、 5G 技术与 绿色低碳产业深度融合。 04 新能源对传统发电的影响 电力系统基本约束：发电、用电平衡。 传统：发电调节只需要应对用电的不确定性。 新能源：发电调节需要应对用电、新能源的不确定 性。 新能源一般具有波动性和不确定性，其占的 比例越高，对发电调节能力需求越大 深度调峰：最低负荷 60% 下降至 30% （调 节范围） 05 <2> 虚拟电厂的 概念 06 <2.1> 虚拟电厂概念 什么是虚拟电厂？ 概念：将不同空间的可调（可中断）负荷、分布式电源、储能、微电网、电动汽车等一 种或者多种资源聚合起来，实现自主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易 的智慧能源系统。它既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可以作为“负电厂”加大负荷 消纳配合系统填谷。它既可以快速响应指令，配合保障系统稳定并获得经济补偿，也可 以等同于电厂参与容量、电量、辅助服务等各类电力市场获得经济收益。 · 通过先进的通信、计算、调度、市场手段 把大量分散布置的中小规模的分布式资源进 行统一管理，协调优化，释放系统灵活性。 · 虚拟电厂通过聚合分散在电网中的分布式 能源（即分布式发电、可控负荷和分布式储 能）以使其成为可统一调度的“发电系统”， 进而可以跟从调度指令、参与电能量市场和 辅助服务市场。 分散资源不属于我，但托管于我。 07 虚拟电厂 08 虚拟电厂系统架构 09 没有虚拟电厂之前 10 有虚拟电厂以后 11 电力需求侧管理 概念：加强全社会用电管理，综合采取合理、可行的技术和管理措施，优化配置电力 资源，在用电环节制止浪费、降低能耗、移峰填谷、促进可再生能源电力消费、减少 污染物和温室气体排放，实现节约用电、环保用电、绿色用电、智能用电、有序用电。 需求侧管理最初由美国学者 C.W.Gellings 于 1981 年提出，用来应对能 源危机，减少能源消耗，开始大力推广电力负荷控制系统。在 1993 年正 式引入中国。 由于发电供给侧发电设备以及电网的构建相对于电力需求的增长总是有相 应时滞，不能更好满足电气企业的需求，为了维持电力系统供需平衡，不 仅要从电力供给侧着手，更需要从需求侧入手进行规划管理。 12 虚拟电厂的特征 资源多样性 资源环保性 即可将风光、燃机、水 一方面通过节能技术 电等多种分布式能源资 和负荷管理手段降低 源聚合，又能利用分时 电价，可调负荷多方式 改变用户用能行为。 》 电力需求，另一方面 有效聚合分散清洁能 源。 过程协同性 控制智能化 拟电厂可对不同区域、不 基于云计算技术，虚 同特性的分布式能源集中 拟电厂中各构成单元 资源在地域上分散的，虚 》 管理，不同虚拟电厂运营 管理者通过相互协助共同 》 通过互联网实现互联 ，实现智能化管理。 合作促使虚拟电厂参与不 同类型电力市场交易。 13 虚拟电厂与微电网 微电网概念 微电网是指由分布式发电、储能装置、 能量转换装置、相关负荷和监控、保护 装置汇集而成的小型发配电系统，能够 实现自我控制、保护和管理的自治系统 ，既可以并网运行也可以孤岛运行。 14 虚拟电厂与微电网的异同点 1 、聚合有效地理区域不同 微电网 虚拟电厂 2 、与配电网接入点个数不同 3 、与电网连接方式不同 微电网对分布式能源聚合时，一 般要求分布式能源位于同一区域 内，就近组合，对地理位置要求 高。 微电网对同一区域内的分布式 能源聚合，一般在某一特定的 公共连接点接入配电网侧。 微电网聚合分布式能源时，需 要改变电网原有的物理架构， 对其进行拓展。 对分布式能源聚合可跨区域开展 ，不受地理位置限制。 与配电网可以产生多个公共连接 点。交互同样功率情况下，虚拟 电厂比微电网更能够平滑联络负 荷曲线的功率波动。 不改变聚合可控资源并网形式， 更侧重于通过能源互联网技术进 行聚合。 15 虚拟电厂与微电网的异同点 微电网 虚拟电厂 4 、运行方式不同 5 、侧重功能不同 微电网既可以离网运行，也可以 并网运行。 微电网侧重分布式能源与负荷就 地平衡，突出自治功能。 虚拟电厂只在并网模式下运行。 虚拟电厂侧重于实现供应主体利 益最大化，具备电力市场经营能 力，以一个整体参与电力市场和 辅助服务市场。 16 <3> 虚拟电厂的 资源 17 <3.1> 可调 负荷 什么是可调负荷？ 在电网高峰时段下，用户负荷中心不可以调 不可调负荷 节的负荷部分，该部分负荷要求的供电可靠 性高，一旦改变会对用户生产生活或者电网 安全可靠性带来严重影响。 在电网高峰时段下，用户负荷中心可以调节 可调负荷 的负荷部分。从用户负荷调节的角度来看， 可调负荷具备较大的虚拟电厂资源能力。 18 <3.1> 可调 负荷 三种可调负荷 一、工业负荷：主要来自于非生产性负荷和辅助生产负荷。 — （非连续工业负荷是意愿、能力、可聚合性“三高”的首选优质资源。） 工业负荷主要包括电锅炉、电窑炉、电传送装置、电机等生产装备，以及电梯、照明、空调等辅助生产设备等 。 连续生产电力用户：化工、水泥、冶金行业，此类用户用电量很大，生产班制连续，主要生产设备长时间投运 ，对电力系统稳定、安全要求较高。 非连续生产电力用户：机械、纺织、食品等行业，此类用户生产班制不连续，具有较大的可调节性。 19 <3.1> 可调 负荷 二、商业负荷：主要来自于楼宇的空调、照明、排风扇等动力负荷。 — （建筑楼宇空调、照明是第二优质资源。） 商业建筑负荷包括建筑空调、照明、电 梯、水泵、电采暖等用电设备。 根据用户特征又可分为：公共建筑：包 括政府机关、医院、学校等，此类用户 供电可靠性要求高，用电负荷高峰较为 集中，多为白天。 商业建筑：包括宾馆、餐饮、娱乐等行 业，用电高峰较为集中，多为晚上，具 有较大的节约电力资源潜力。 智能楼宇空调群控系统 20