支撑虚拟电厂快速调频的节能型聚合控制装置研制技术研究

随着新型电力系统的建设,电网缺乏灵活调节能力的问题日益凸显,在云边协同虚拟电厂场景下,聚合控制装置在完成分布式资源标准化统一汇集的同时,还需要有效支撑装置低能耗海量接入与虚拟电厂毫秒级快速调频。提出了聚合控制装置本体节能控制技术与精准时延测量技术,通过分析验证,表明装置在多场景节能和微秒级时延测量方面均有良好效果。     

含多类型资源虚拟电厂鲁棒竞标模型研究

虚拟电厂(virtual power plants,VPP)能有效聚合分散的多类型需求侧资源时,是需求侧资源参与电力市场的有效方式。但是VPP的市场行为无法直接采用传统的火电竞价模型进行描述,线路输电约束等出清过程中考虑的物理条件也会对虚拟电厂内部资源管理策略产生影响,基于此,文章以风电、储能、燃气轮机及需求响应负荷组成虚拟电厂为研究对象,考虑VPP内部风电出力不确定性以及聚合对象的调节能力,建立市场环境下VPP多类型资源鲁棒竞标模型。该模型采用库恩塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件等值市场出清模型,并将其作为约束条件在VPP决策中进行考虑。算例表明该模型可以根据市场现状优化VPP内部多类型资源组合出力,提供经济可靠的竞标策略,有效提高VPP经济效益。     

计及需求侧响应的虚拟电厂运行优化研究

随着风电光伏等分布式发电资源以及不可参与电力直接交易的中小用户等需求侧资源的引入,传统配电网系统的优化调度变得更加复杂,因此虚拟电厂作为可以有效整合需求侧资源并参与电力市场交易的电力主体,受到越来越多的关注。综合考虑风电的出力特性与中小用户负荷的不确定性,将传统机组组合引入风电场控制,构建基于收益最大化的虚拟电厂协调调度模型。通过算例验证在虚拟电厂代理模式下,储能装置和可控负荷的调峰作用十分重要,同时表明在虚拟电厂代理模式下,虽然系统成员可能无法达到自身效用最优,但虚拟电厂仍是一种保证社会效用最大的资源整合方式。     

一种考虑经济最优的虚拟电厂系统

大规模、高比例的分布式能源和储能接入电网,极大地增加了电网的运行风险.虚拟电厂能够整合各种分布式电源、负荷和储能资源,参与电力的供需调节.基于物联网的应用场景,开发了一套支持边缘计算的虚拟电厂系统,提出了一种考虑储能、光伏发电和浮动电价的经济最优化模型,并通过两个案例验证了解决方案的有效性.与传统的虚拟电厂系统相比,该解决方案具有即插即用物联网的特性,并支持接入外部市场数据,具有灵活的操作性和扩展性。     

多级协同虚拟电厂环境下的无功辅助服务优化出清

随着分布式发电在电网中的广泛应用,电网的管理难度日益提高.分布式电源大量接入的配网电压越限问题十分严重,而虚拟电厂是解决这一问题的有效技术手段.文章提出一种考虑调压成本无功备用的虚拟电厂辅助服务交易机制.系统中分布式电源在完成有功发电后一般仍可发出较多无功,若能将之有效利用则能大大降低电网调压成本并提高整体经济效益.基...     

考虑内部响应意愿的虚拟电厂日内互动机制

为了考虑电网、虚拟电厂(VPP)和内部分布式单元之间的互动,协调成员的可调节共享资源,本文在外部电网环境及内部成员意愿的基础上,研究了虚拟电厂内部个体的协同调度,实现其同外部电网的最优交互。根据电网调整需求和内部单元的响应意愿,建立基于日内调整的虚拟电厂互动机制,得到虚拟电厂的日内调整计划。算例表明所提日内互动机制可以有效协调虚拟电厂内部的可调整资源,保证虚拟电厂按照计划执行,并满足电网的调整计划。     

智能楼宇型虚拟电厂参与电力系统调频辅助服务策略

在先进量测技术与调控终端的支持下,智能楼宇中的电动汽车与空调负荷等需求侧灵活资源具有良好的功率实时响应潜力,可通过聚合形成虚拟电厂进而参与系统调频辅助服务。为应对参与调频辅助服务时对用户需求的影响,本文提出智能楼宇型虚拟电厂的控制策略。首先分析了虚拟电厂的调频工作模式,并建立了智能楼宇型虚拟电厂的典型需求侧资源模型和虚拟储能模型。其次考虑调频信号与用户侧的不确定性,建立基于机会约束规划的日前优化调度模型。然后基于成本最优的原则,实现实时的功率分配。最后,通过仿真算例验证了本文提出的虚拟电厂调频策略的有效性和可行性,需求侧资源的联合调度能在保障用户需求的情况下提高虚拟电厂的收益。     

基于边缘计算的虚拟电厂架构及光伏出力预测算法研究

随着大规模智能终端的异构连接,海量数据的接入,传统虚拟电厂的运行管理需求仅仅依靠云计算技术已不能满足。边缘计算技术拥有的将计算量下移到网络边缘侧的特点,既可以改善传统虚拟电厂实时性不足缺陷,也能促进网络边缘处的协同性能。通过分析边缘计算在行业中的应用,将边缘计算技术首次用于虚拟电厂运行,以此设计了基于边缘计算的虚拟电厂架构且对其智能终端进行简单设计,有效提高虚拟电厂运行控制的实时性。同时鉴于传统灰色系统模型GM(1,1)存在准确性不高等问题,将灰色GM(1,2)-马尔可夫模型用于边缘侧光伏出力预测并进行了算例分析,为边缘计算技术在能源管理领域的应用提供了新思路。     

新型电力负荷管理系统信息通信支撑技术的发展及展望

为实现“碳达峰”“碳中和”目标,实现新型电力系统负荷的灵活互动,满足电力负荷管理数字化转型的需要,从新型电力负荷管理系统的概念出发,对新型电力负荷管理系统的架构进行了研究,着重分析了支撑新型电力负荷管理系统的信息通信关键技术,并提出要深入研究新型信息通信技术、压缩空气储能技术,制定相关支撑政策等建议,以最大限度提升负荷管理能力,保障电力系统的安全稳定运行。     

“双碳”目标下虚拟电厂关键技术与建设现状

虚拟电厂技术能够实现分布式资源的有效聚合和协调控制,从而降低电力系统运行的碳排放量,提高可再生能源消纳量,已成为推动“双碳”目标实现的有效途径。首先,从智能计量、信息通信和协调控制3项虚拟电厂关键技术出发,介绍了虚拟电厂技术概况及研究现状;然后,针对虚拟电厂对“双碳”目标的推进作用,分别介绍了面向碳减排和新能源消纳的虚拟电厂调度方式;最后,介绍了上海、江苏和浙江某市3家不同类型虚拟电厂的建设现状,分析了多种因素对虚拟电厂关键技术及低碳调度方式选择的影响。结果表明,应从智能计量、信息通信和协调控制3个维度继续发展虚拟电厂,并根据负荷特点、资源分布等因素合理选择虚拟电厂关键技术及低碳调度方式。     

虚拟电厂欧洲研究项目述评

虚拟电厂(VPP)是分布式能源并网管理的一种有效形式,也是智能电网的重要组成部分,尤其受到欧洲发达国家的重视。在过去的十余年时间里,欧盟/欧洲各国开展了很多关于VPP技术的研究与试点项目,这些项目既各有侧重,又构成一个完整的体系。文中着重于VFCPP项目、Power Matcher VPP项目、FENIX项目、EDISON项目和WEB2ENERGY项目,对欧洲的相关VPP研究项目进行了介绍和总结,并提出了VPP在未来发展过程中仍需解决的主要问题。     

能效电厂在节能减排中的应用

能效电厂是一种虚拟电厂，靠节约电量来满足同样的需求，提供一套打包实施的具体能效方案。建造能效电厂作为有效的需求侧管理手段，可为电力公司提供相当于常规电厂装机容量和发电量的电力服务，这种服务以更快捷的速度、更低的成本和更清洁的方式提供，具有较高的成本效益和环境效益。     

虚拟电厂关键技术及参与电力市场模式设计研究

为应对环境污染的持续加剧和化石燃料的日益短缺,推进落实“双碳”目标、构建现代能源供应体系,以风电、光伏等可再生能源在系统中的并网比例不断提升,给新型电力系统建设带来了挑战。然而,可再生能源发电具有间歇性和波动性,且接入位置分散,增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚拟电厂的提出为解决可再生能源、保障能源安全、维持电力系统稳定问题提供了新思路。本文阐述了虚拟电厂的基本架构,并从市场运营技术、协调优化运行技术、物联网技术等3个角度分析了虚拟电厂的关键技术。并从平台层级、多流合一等角度介绍了虚拟电厂市场交易结构,并分析了虚拟电厂参与辅助服务、中长期、现货等多级市场模式,为我国虚拟电厂参与电力市场的建设与发展提供借鉴。     

考虑不确定性的需求响应虚拟电厂建模

需求响应将需求侧作为供应侧电能的可替代资源加以利用。文章提出需求响应虚拟电厂概念,根据需求响应的机理不同,分别建立基于激励的和基于价格的需求响应虚拟电厂模型。类比传统发电机组,建立需求响应虚拟电厂成本模型,给出考虑需求响应特点的运行约束条件,同时考虑了响应不确定性对成本的影响。建立不确定性需求响应虚拟电厂模型与传统发电机组共同参与系统调度的优化模型。算例分析表明需求响应虚拟电厂可替代一部分传统发电资源,降低了系统运行成本,并减少了风电弃风量和削负荷。在需求响应虚拟电厂模型中考虑响应不确定性的影响,可提高系统可靠性,降低系统风险成本并促进用户提高自身响应可靠性。     

考虑虚拟电厂的电力系统灵活性提升方案研究

双碳目标下能源低碳转型将推动风电、光伏等新能源逐步成为我国供电主体,但是间歇性出力的新能源需要足够的系统调节能力来支撑其稳定供电,这给新型电力系统的灵活性带来了极大挑战。基于京津唐新型电力系统运行需求,首先提出了火电机组灵活性改造、基于虚拟电厂的需求侧响应以及基于柔性负荷的需求侧响应等灵活性提升策略,其次构建了考虑灵活性资源约束、多日协调运行的全时序系统运行模型,最后通过京津唐规划系统进行了实证模拟,实现兼顾运行经济、环保性、效率多维效益的灵活性提升方案筛选,为未来新型电力系统规划建设提供了参考。     

基于投资组合理论的虚拟电厂资源优化组合方法

针对虚拟电厂异构资源的优化组合问题,提出了包含需求响应、柔性可控负荷、分布式电源的响应特性模型。以虚拟电厂对互动资源的控制权限为依据,将互动资源响应电量划分为有、无风险资产,将资源响应计划分配问题映射至投资组合理论中资产权重配置问题,以组合风险衡量用户响应电量不确定性,以预期收益最大为目标建立优化组合模型。在此基础上,利用互动资源的分散性,使虚拟电厂向电网提供阻塞管理,并在CIGRE 20 kV中压配电系统上对所提出方法进行验证。算例结果验证了所提模型的实用性。     

虚拟电厂研究综述

随着可再生能源成为未来全球能源发展的主要方向,虚拟电厂成为一种实现可再生能源发电大规模接入电网的区域性多能源聚合模式。首先对虚拟电厂进行概述,其次对虚拟电厂的研究现状和国内外的虚拟电厂示范项目进行综述,最后提出了虚拟电厂的关键技术问题,包括多代理系统、聚合管理方式、通信技术,并从分布式能源的互补性、动态组合、大数据技术、市场环境和合作机制等方面对虚拟电厂的未来研究进行了展望。     

基于精细化需求响应的虚拟电厂优化调度

在能源互联网建设背景下,虚拟电厂如何利用居民用户的需求响应能力来充分发挥分布式发电、分布式储能、微电网等资源的绿色价值和灵活价值已成为研究重点.然而居民用户的需求响应难以量化,不同用户在不同场景下的响应趋势大相径庭,导致虚拟电厂很难将居民用户的需求响应能力利用起来.针对这一问题,首先,构建虚拟电厂精细化需求响应模型,其...     

不同基础配置的虚拟电厂内部资源组合策略研究

虚拟电厂内部资源的组合形式影响到其出力稳定性以及各分布式资源的使用效率。针对含有不同基础配置的虚拟电厂对不同DER的选择方式,提出了不同基础配置的虚拟电厂内部资源组合策略。首先对各DER的特性进行描述,之后以VPP在日前市场的预期收益最大化为目标,兼顾各DER运行特性以及电网约束,建立了计及DER特性的VPP内部资源聚合模型,通过算例分析得到了多场景下VPP内部资源的组合形式以及各DER的出力情况。算例结果表明,VPP内部资源组合策略随着运行场景的变化而变化,并且各个场景下VPP对可调节资源的需求均很大。相比于其他VPP,自身拥有可调节资源作为基础配置的VPP运行收益明显较大。     

售电侧放开环境下含需求响应虚拟电厂的电力市场竞价策略

售电侧市场放开是我国新一轮电力体制改革的重点任务之一。文章考虑售电侧放开对需求侧资源参与电力市场的影响,提出了售电侧放开环境下计及需求响应的虚拟电厂（virtual power plant, VPP）竞价策略,建立了含虚拟电厂的电力市场竞价模型,在对虚拟电厂内部进行优化调度的基础上采用自适应学习方法对竞价模型进行求解,并以社会效益最大化为目标进行市场出清,最后选取算例对竞价策略的有效性进行验证。结论表明,售电侧放开环境下发电商与售电商的经济性有所提高且市场整体的用电需求得到调整,同时售电侧放开有利于需求侧资源参与市场竞争。