2. 东方电子新型电力系统下虚拟电厂探索实践

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新型电力系统下虚拟电厂探索实践 东方电子股份有限公司 董文杰 2024.7.11 董文杰 13853519396 目录 CONTENTS 05 经验总结 04 典型实践 虚拟电厂建设 02 现状背景 01 03 虚拟电厂运营 06 公司简介 3 1.1 什么是虚拟电厂 虚拟电厂，并不是真正意义上的发电厂，而是一种基于能源互联网技术的“看不见的电厂”。通过唤醒海 量用户侧可调控资源，当用电紧缺时，虚拟电厂可以智能控制少用电；当新能源发电消纳不足时，虚拟电厂可 以智能控制多用电。相比传统火电更灵活、更具性价比。 4 1.2 虚拟电厂解决哪些问题 调节能力不足 源网侧 ◆ 源侧不确定：间歇性新能源装机占比不断提高 ◆ 用电负荷峰谷差持续扩大 ◆ 特高压输电通道失去电网风险增大 海量资源，调节潜力大 用户侧 ◆ 提升新能源消纳比例 ◆ 保障电网安全稳定运行（频率、电压） ◆ 削峰填谷，减少减缓火电，降低碳排放 问 题 作 用 ◆ 荷侧不确定：新能源汽车规模化发展，充电存在 高不确定性 ◆ 能碳统一管控，助力产业结构优化 5 1.3 多方共赢 6 1.4 政策支持 2024年6月17日国家能源局山东监管办 公室发布《关于山东电力现货市场由试 运行转为正式运行的通知》，虚拟电厂 的关键商业能力将迈入快速发展期！ 2024年4月18日国家能源局山东监管办公室、 山东省发改委、山东省能源局发布《山东电 力市场规则（试行）》的通知，明确了虚拟 电厂的交易模式和计量结算方式。 2024年6月1日起施行的国家发展和改革委 员会发布的《电力市场监管办法》，明确 新增虚拟电厂作为电力交易主体。 目录 CONTENTS 05 经验总结 04 典型实践 虚拟电厂建设 02 现状背景 01 03 虚拟电厂运营 06 公司简介 8 2.1 政策要求 ✓ 建设自有智慧管控平台，应具备负荷调节和控制能力。 ✓ 建设用户侧可调控资源池，虚拟电厂各机组可调节能力为不 低于5兆瓦、连续调节时间不低于一小时。 ✓ 接入地方电力调度自动化系统、山东省营销虚拟电厂运营服 务平台，纳入常态化管理。 ✓ 通过电网可调能力测试。 虚拟电厂建设要求： 9 2.2 整体架构 10 2.3 虚拟电厂智慧管控平台 虚拟电厂智慧管控平台 日 电 量 统 计 电量管理 月 电 量 统 计 年 电 量 统 计 偏 差 分 析 用 户 管 理 资源管理 控 制 单 元 管 理 聚 合 商 管 理 资 源 建 模 运行监视 数 据 接 入 管 理 响 应 情 况 监 测 机 组 运 行 监 视 日 前 披 露 信 息 电价预测 实 时 披 露 信 息 实 时 价 格 预 测 日 前 价 格 预 测 指 令 接 收 响应管理 策 略 管 理 事 项 管 理 指 令 分 解 考 核 评 价 考核结算 用 户 结 算 聚 合 商 结 算 综合展示 合 同 总 览 零售合同管理 零 售 合 同 模 板 零 售 合 同 统 计 客 户 列 表 响 应 特 性 分 析 聚合管理 基 线 管 理 响 应 能 力 分 析 聚 合 能 力 分 析 11 2.4 可调控负荷资源池建设 • 虚拟电厂机组按照聚合资源类型分为发电储能类机组（#1 机）、负荷类机组（#2 机）；负荷类资源根据聚 合方式、聚合资源能力等分为全电量负荷类机组（#2F 机）、调节量负荷类机组（#2R 机）。 （一）发电储能类机组（#1 机）聚合分布式光伏、分散 式风电等发电类机组或分布式储能等未纳入调度管理的储 能类资源，其爬坡能力不低于 0.2 兆瓦/分钟。 （二）全电量负荷类机组（#2F 机）聚合直接参与市场交 易的用户（含用户侧储能）全部电量。被聚合用户全部电 量按照与虚拟电厂运营商签订的电力零售合同（电能量+ 调节收益）结算。 （三）调节量负荷类机组（#2R 机）聚合可调节用户（ 含用户侧储能）调节电量。所聚合用户可为直接参与市场 交易的用户、电网企业代理购电用户。所聚合用户与虚拟 电厂运营商签订调节收益分成协议。聚合直接参与市场交 易的用户时，可在用户与虚拟电厂运营商签订的电力零售 合同中体现调节收益分成协议；聚合电网代理购电用户时， 用户与虚拟电厂运营商单独签订调节收益分成协议。 虚 拟 电 厂 发电储能类资源 （#1机） 分布式光伏 全电量负荷类机组 （#2F机） 零售用户 负荷类资源 （#2机） 调节量负荷类机组 （#2R机） 电网企业代理购电 用户 分散式风电 未纳入调度管理的储能电站 零售用户 12 2.4 可调控负荷资源池建设 集中管理 边云协同 多能采集 全景感知 边缘计算 优化控制 虚拟电厂智慧管控平台 系列化工业互联网智能终端 工业生产设备 工业负荷 屋顶光伏 分布式储能 充电桩 RS485/FE/CAN LoRa/WIFI 4G/WIFI FE/RS485 智慧路灯 空调 铁塔基站 规范高效的 实施过程 落实资源 现场踏勘 制定方案 实施改造 测试验证 正式投运 第三方资源接入 13 2.5 虚拟电厂与地方电网调度交互-多合一终端方式 • 多合一终端方式：加装多合一终端设备，使用调度部门提供的专网卡，将数据转发至调度系统。 省调 省 调 地 调 调度计划管理系统 地方电厂管理系统 地调 多合一终端 4G路由器 4G路由器 调度数据网一平面 调度数据网一平面 安全接入区 虚拟电厂 14 2.5 虚拟电厂与地方电网调度交互-调度数据网方式 • 调度数据网方式：通过建设调度数据网，通过调度数据网将数据转发至调度系统。 省调 省 调 地 调 调度计划管理系统 地方电厂管理系统 地调 4G路由器 4G路由器 调度数据网一平面 调度数据网一平面 4G路由器 地调接入网核心 调度数据网 4G路由器 4G路由器 虚拟电厂 路由器*2 纵向加密装置*2 目录 CONTENTS 05 经验总结 04 典型实践 虚拟电厂建设 02 现状背景 01 03 虚拟电厂运营 06 公司简介 16 3.1 虚拟电厂运营过程 并网调度协议签订 与当地调度部门签订 并网调度协议 分成协议签订 在山东省电力交易平台 与用户确定分成比例 收益分成 根据分成协议与用户 按比例分成 售电资质申请 在山东省电力交易平 台注册售电资质 虚拟电厂注册 与当地调度部门签订 并网调度协议 参与现货交易 根据电力市场规则， 参与市场交易 首先需要具备售电资质，与地方调度部门签订并网调度协议，在山东省电力交易平台提交相关材料注册虚拟电 厂，并与用户签订分成协议，根据电力市场规则，参与现货市场交易，最终获取收益并与用户分成。 01 02 03 04 05 06 17 3.2 售电资质申请 • 拥有售电资质是虚拟电厂注册与运营的前提。 注册条件： ✓ 依照《中华人民共和国公司法》登记注册的企业法人。 ✓ 应拥有 10 名及以上具有劳动关系的全职专业人员，至少拥有 1 名高级 职称和 3 名中级职称的专业管理人员。 ✓ 资产总额不得低于 2 千万元人民币。 ✓ 信用要求。董事、监事、高级管理人员、从业人员无失信被执行记录。 ✓ 法律、行政法规和地方性法规规定的其他条件。 18 3.3 并网调度协议签订 • 虚拟电厂需与地方调度签订并网调度协议，根据协议的约定并入电网运行。 19 3.4 虚拟电厂注册 • 虚拟电厂运营商需在电力交易平台填写并上传相关材料，完成虚拟电厂注册。 20 3.5 分成协议签订 灵活调节类零售套餐。由虚拟电厂运营商与聚合资源签 订。电网企业会同市场运营机构制定相应的合同模板。 （二）聚合资源为直接参与市场交易的用户时，可在分时 价格类、市场费率类或混合类等套餐基础上，按照合同模 板约定调节量收益分配方式等。 （一）聚合资源为分布式发电和储能时，在零售平台按照 合同模板约定收益分配方式等。其中，收益包含调节量收 益和容量补偿收益。 （三）聚合资源为电网企业代理购电用户时，按照合同模板 约定调节量收益分配方式等。 21 3.6 虚拟电厂运营收益分析 • 虚拟电厂运营收益由分布式发电侧主体（#1机组）收益和用电侧主体（#2机组）收益两部分构成。 虚拟电 厂收益 用电侧主体 （#2机组） 用电侧主体电能量收益 由所有时段调节收益之 和构成。 分布式发电侧主体 （#1机组） 发电则主体电能量电费为中 长期合约电费、日前电能量 电费和实时电能量电费之和。 22 3.6.1 #2R机组收益分析 • 虚拟电厂调节量负荷类机组（#2R机），调节电量收益按照调节电量与对应时段实时市场购电价格、售电价 格计算，调节电量由实际用电曲线与机组基线负荷确定。机组调节电量收益计算公式如下： 𝑪#𝟐𝑹 = ෍ 𝑸实际,𝒕 − 𝑸基线,𝒕 × 𝑷参考,𝒕 − 𝑷实时统一,𝒕 为#2R机调节收益，计算结果为负时取0； 其中： 𝑪#𝟐𝑹 𝑸实际,𝒕 为#2R机t时段实际用电量； 𝑸基线,𝒕 为#2R机t时段基线负荷对应用电量； 为 t 时段所有用户侧主体当月中长期合约电价（不 含滚动撮合、分时段集中竞价交易）按对应时段中 长期合约电量占比进行加权平均的计算值； 𝑷参考,𝒕 𝑷实时统一,𝒕为用户侧主体 t 时段实时市场统一结算点电价。 𝑸实际,𝒕 𝑸基线,𝒕 > 填谷 𝑸实际,𝒕 𝑸基线,𝒕 < 削峰 目录 CONTENTS 05 经验总结 04 典型实践 虚拟电厂建设 02 现状背景 01 03 虚拟电厂运营 06 公司简介 24 4.1虚拟电厂典型案例 东方电子开发实施了国网、南网、能源集团、发电集团、城市级、园区级等多场景虚拟电厂实用化落地 项目，2023年12月顺利通过由中国电机工程学会组织，院士领衔专家组科技成果鉴定，整体技术国际领先。 25 4.1虚拟电厂典型案例 国内规模最大南方电网虚拟电厂 • 已接入南网五省一市多种用户侧资源，并 为72个小负荷聚合商提供服务。 • 市场化运营，参与广东省电力市场调节累 计191万度电。 • 2023年7月5日，央视新闻联播报道南方 电网虚拟电厂。 26 4.1虚拟电厂典型案例 国家电网湖北省综拟电厂 发电集团山东华能拟电厂 能源集团济南能投虚拟电厂 接入1万+铁塔基站 标准化快速接入 低成本单站改造 山东首个通过电网可调能力测试 济南市虚拟电厂建设试点项目 山东首批通过电网可调能力测试 济南市虚拟电厂建设试点项目 27 4.1虚拟电厂典型案例 烟台市数字化虚拟电厂 国内首个城市级数字化虚拟电厂 相当于少建传统电厂 50万千瓦 相应的可以减少投资 约20亿元 节省土地 约300亩 降低碳排放 约189万吨 经济效益 建设规模 50万千瓦可调负荷资源池 •减排二氧化碳189万吨。 环境效益 •城市能源更安全更韧性。 •城市用能更有序更经济。 •城市发展更绿色更低碳。 社会效益 • 少建一座50万千瓦发电厂，节省约20亿元投资。 • 节省约300亩土地。 目录 CONTENTS 05 经验总结 04 典型实践 虚拟电厂建设 02 现状背景 01 03 虚拟电厂运营 06 公司简介 29 经验总结 规范高效的项目实施经验 市场化验证的关键技术 商业化运营实践 ⚫ 在现有组织架构的基础上，完 善业务流程、协作机制、管控 措施和岗位职责，构建运营团 队 ⚫ 以虚拟电厂为抓手，可以有效 拓展新能源建设、储能建设、 综合能源管理等增值业务。 ⚫ 懂能源：需具备大量智慧能源管 控项目的经验积累，深入理解掌 握各种可调控资源的运行和成本 等特性； ⚫ 懂电网：需熟悉电网调控运行控 制方式，深刻理解电网的实际需 求，能够打通与电网调度系统及 交易中心的交互通道； ⚫ 全链条集成建设能力：具备“现 场勘探-接入改造方案设计-改造 安装-采集接入-平台建设”的全 链条集成建设能力。 ⚫ 基于一体化建模、全景感知等功 能，具备多类型分布式资源可调 控能力分析； ⚫ 具备多资源类型、多时间尺度、 多服务品类的多市场联合优化调 度算法； ⚫ 具备多种模式支撑、灵活便捷的 响应指令分解与执行功能，保障 聚合体响应效果。 ⚫ 市场化参与，验证迭代。 目录 CONTENTS 05 经验总结 04 典型实践 虚拟电厂建设 02 现状背景 01 03 虚拟电厂运营 06 公司简介 31 东方电子简介 国家级企业技术中心、博士后科研工作站 连续20几年位列“中国软件百强”企业前列 1000余项知识产权、76项国家标准 国家重点扶持的300家大型高新技术企业 新型电力系统技术创新联盟理事单位 1997年深圳A股上市国有企业，20个权属企业（2个新三板）总部在人间仙境山东烟台 通过CMMI 5级认证 深耕电力能源40余年 ，全球智能电网、智慧能源和智慧城市主要解决方案供应商 东方电子产业园 东方威思顿产业园 东方零碳智能产业园 北京研发中心 广州研发中心 印度子公司 综合能源管理和虚拟电厂均整体技术国际领先 董文杰 13853519396