新型电力系统电力扰动及其数据分析应用 四川大学 肖先勇 2025 年 7 月 25 日 而 主要内容 CONTENTS 背景 ● 1. 新型电力系统电力扰动 2. 电能质量领域的应用 3. 负荷弹性资源化利用 ● 4. 设备状态识别的应用 g 川 eof c n 消 纳 与 现 代 化 产 业 发 展 新型电力系统——支撑能源低碳转型 文件 构成 要素 结构 形态 运行 模 式 集中接入 电磁设备 交流 “ 输 配 用 ” 单向结构 源随荷动 大电网一体 化运行 分散接入 电磁 + 电子设备 交直流 双向混合层 次结构 源荷互动 主配微网协 同运行 01 新型电力系统技术特点 2024 年 3 月 1 日， 涉网设备抗扰能力复 杂 ，扰动影响向网、 源侧延伸并不断加剧。 传播范围广 扰动传播距离可达数 十 公 里 ， 横 跨 多 个 电 压等级。 01 新型电力系统电力扰动 新型电力系统使电力扰动发生频率高、传播范围广、演变形态多、影响危害大，对电力扰 动分析、应用和应对提出了新要求、新挑战。 演变形态多 多元异构设备的扰动 响应特性差异大，扰 动时变形态多样。

江苏 2025 年夏季最高用电负荷已突破 1.55 亿千瓦，风光发电装机占比超过 45%， 高负荷与高比例新能源并存的局面给江苏新型电力系统建设带来电力保供和新能源消纳的 双重难题。因此，充分挖掘和发挥需求侧资源的调节能力、提升系统灵活性，成为江苏建 设新型电力系统的关键举措之一。近年来，江苏在优化需求侧管理和推动需求侧资源主 动调节等多方面取得了显著成效，但仍然面临需求侧资源分散、引导性价格机制待完善 3%—5%，其中年度最大用电负荷 峰谷差率超过 40% 的省份达到 5% 或以上”的要求。《加快构建新型电力系统行动方案 （2024—2027 年）》提出需求侧协同能力提升专项行动，实现典型地区需求侧响应能 力达到最大用电负荷的 5% 或以上，具备条件的达到 10% 左右。 江苏积极开发需求侧可调节资源，支持新型电力系统建设。2025 年江苏最高用电负 荷已达 1.55 亿千瓦，风光发电装机已达 1.1 亿千瓦 性，其实际出力难以稳定满足高峰负荷需求，导致电力保供压力增大；同时，新能源发 电的快速增长对电网调度和消纳能力提出更高要求，江苏新型电力系统建设面临着电力 保供和新能源消纳的双重难题。需求侧各领域新兴的、多样化的海量终端用户为提升系 统灵活性提供了资源和潜力，成为江苏建设新型电力系统的关键支撑。《江苏沿海地区 新型电力系统实施方案（2023-2027）》中明确提出，深入挖掘需求响应潜力，引导需 求侧资源以及虚拟电厂等新兴

China University of Technology 新型电力系统的基本形态与虚拟电厂 虚拟电厂的技术与商业逻辑 虚拟电厂的数字能源技术与生态 结语 目录 CONTENTS 1 2 3 4 华南理工大学 _ South China University of Technology 新型电力系统的基本形态与虚拟电厂 华南理工大学 South China University University of Technology √ 当前我国电力系统的形态是以集中式电源 + 大电网 + 统一调度 + 统一大市场为主。这种 模式 对于 ( 分布式 ) 新能源的消纳能力已接近极限，这就是 136 号文出台的底层逻辑。那么 , 另 外一个 10 万亿 kWh 的增量电力系统会是什么模式 ? 新型电力系统的基本形态：集中大电网 华南理工大學 South China University 省 电 网 DCOC 换流遇 智能配电盘 转换赔 双 向 赖流部 量示、操作多 智能电原开关 中 央 服 务 路 (M 服务器 ) 新型电力系统的基本形态：分布式智能电网 10 80% 电量 20% 设备 10°

发展， 提高系统响应速度和调节能力。 2023.09 国家发改委 工信部等多部门 《电力需求侧管理办法》 逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡， 提高电力系统的灵活性。 2023.06 国家能源局 《新型电力系统发展蓝皮书》 积极培育电力源网荷储一体化。负荷聚合服务、综合能源服务、虚拟电厂等贴近终端 用户的新业态新模式，整合分散需求响应资源，打造具备实时可观、可测、可控能力 源浪费，实现能源高效利用。 · 智能体技术能够实时监测和调度电力系统，快速响应供需变化， 有效增强电网的稳定性和可靠性。 · 虚拟电厂通过智能体技术参与电力市场交易，实现资源的灵活调 度和优化配置，提升市场交易的效率和灵活性。 · 智能体技术在虚拟电厂中的应用，为构建新型电力系统提供了有 力支撑 。 传统电力系统在应对大规模 可再生能源接入时，稳定性 问题日益突出。如何有效平 风光等可再生能源得到快速 发展。然而，其间歇性和不 确定性给电力系统带来挑战， 需要新型管理和调度技术。 传统能源面临资源枯竭、环 境污染严重及温室气体排放 过多等问题，这些挑战促使 全球能源结构转型，寻找更 加可持续的能源解决方案。 传统能源面临的挑战 可再生能源发展需求 智能体与虚拟电厂技术 电力系统稳定性问题 研究背景 #2 能源现状分析 第 三 道 防 线

二、行业政策 近几年，虚拟电厂行业政策密集发布，国家发展改革委、国家能源局在新型储能、电力市场体系、 电力现货市场、需求侧管理、新型电力系统等政策中，均明确支持虚拟电厂发展，以虚拟电厂方式参 与需求侧响应。2023 年 11 月，国家发展改革委、国家能源局印发《关于进一步加快电力现货市场建 设工作的通知》，提出要通过市场化方式形成 厂企业是否中标的关键因素。因此，对于新进入虚拟电厂行业的企业存在一定的品牌壁垒。 2、技术壁垒 虚拟电厂行业属于技术密集型产业，虚拟电厂行业的产品大部分为定制产品，并向小型化、信息 化、智能化、集成化方向发展，需要大量电力系统设计、高压电气设计、机械结构设计、微电脑技术、 通讯技术等各专业的研发技术人才和技术带头人不断对产品进行研制和创新性改进，并需要先进、完 善的工艺保证产品的精致。高水平的技术人员是保证虚拟电厂企业研发、制造水平的先进性、持续性 六、行业现状 虚拟电厂是当前国家开展新型电力系统建设，实现“双碳”目标的一个重要建设方向。从我国虚拟 电厂调节电量来看，2022 年我国虚拟电厂调节电量占全社会用电量比重达 0.5%。目前，短期内我国 虚拟电厂主要盈利方式是参与电网调度，未来在新型电力系统发展下，虚拟电厂作为调节电源，将有 望通过辅助服务与电力交易等途径实现盈利。

核心技术团队攻克重大技术难题，保障算力系统的稳定性和高性能；制定技术 规范和标准，确保运维工作的技术一致性和规范性。 算力运维体系技术白皮书 - 31 - 3.1.2 基础设施运维层​ （1）. 电力运维工程师：负责算力中心电力系统的日常巡检、维护和故障处理， 包括配电柜、UPS 不间断电源、柴油发电机等设备。定期检测电力设备的运行 参数，确保电力供应的稳定性与可靠性；制定电力系统应急预案，在市电中断 全事件，如病毒攻击、黑客入侵等，保障网络和数据的安全；跟踪网络 安全动态，及时更新安全防护措施。 3.1.4 业务支撑层​ （1）. 监控与告警组​ 1) 监控工程师：设计和搭建监控系统，对算力系统的各项指标（如服务器 性能、网络流量、存储容量等）进行实时监控；制定监控指标和阈值， 及时发现系统异常；配置告警规则，确保在系统出现故障或异常时能够 及时通知相关人员。​ 2) 告警处理专 向用户反馈问题处理结果，收集用户的满意度评价。​ 3.1.5 研发与优化层​ （1）. 性能优化组​ 1) 性能分析师：对算力系统的性能进行分析和评估，通过收集和分析系统 运行数据，找出性能瓶颈；制定性能优化方案，提出硬件升级、软件优 化、架构调整等建议；跟踪性能优化效果，不断调整优化方案，提高算 力系统的性能。​ 2) 性能优化工程师：根据性能分析师提出的优化方案，进行具体的性能优 化实施工作；对软件代

CONTENTS 存在问题 概念及释义 相关建议 2 一、背景与现状 国家电网 STATE GRID 中国电力科学研究院有限公司 mA f aci r raa i s 1. 业务背景 新型电力系统建设运行面临平衡性资源严重不足的挑战。 口 装机量方面，截至2023年底，全国风电、光伏装机达到10. 5亿干瓦1, 已占累计发电装机容量的36. 0?? 口 发电量方面，截至2023年底，全国清洁能源发电量达2 2数据来源：国家统计局 3 依据《“十四五”现代能源体系规划》等预测 3 一、背景与现状 国家电网 STATE GRD 中国电力科学研究院有限公司 AaK a 1. 业务背景 虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成部分，对保障电网安全稳定运行、服务新能源并网消纳、促进电 力市场健康发展、推进能源绿色低碳转型，意义重大。 保障电网安全稳定运行 在极端天气或发电侧出力不足等场景下，虚拟电厂 组 概念 需求响应 负荷聚合商 与虚拟电厂联系 均可为电力系统提供用户侧灵活性调节能力。 (1)均开展用户侧资源聚合； (2)均通过技术、管理等手段为电网提供 调节能力。 与虚拟电厂区别 (1)需求响应一般在迎峰度夏、迎峰度冬等局部时段实施； (2)虚拟电厂是在需求响应基础上，进一步衍生出来的系统，能够 常态化参与新型电力系统运行，实现与新能源波动性的高度匹配、 电力平衡的常态调节；