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 of Technology 华 北 电 网 中 部 负 荷 中心 风 m 皿 贝 m 西 藏 电 网 太阳能 水电 特高压 交 设 特高压大电网 风电 殡电 特高压 直 森 床 三 角 → 负荷中心 R Technology 太阳能发电 氧化还原波流电 光储充一体站 10 10 集中式 绿电直供 零碳园区 10¹ 0 10¹ 容 量 ( M W ) EV 充电站 10 10⁴ 10² 10 源网荷储一体化：绿电直供、零 碳园区、光储充一体、增量配电 网等 √ 微电网：具备一定自平衡能力的 中低压源网荷储电力系统，作为 一个整体与主网交互，呈现出较 一个整体与主网交互，呈现出较 有规律和确定性的发 / 用电单元 √ 虚拟电厂：将一定区域内的源网 荷储资源挖掘出不同的调节能力 , 应用数字化技术虚拟池化，实 现物理分散、逻辑聚合 √ 电力市场：新能源价值变现载体 需求响应 电力市场 电力现货 辅助服务 电力市场 增量配电网 降低用电成本 电力市场 虚拟电厂 电算协同 二 工业园区 数据中心 体化：电力电量分布式平衡

负荷聚合商 ) 和智能微电网。 鼓励虚拟电厂聚合分布式光伏、分散式风电、新型储能、可调节负荷等资源，为电力 系统提供灵活调节能力。微电网。 2024.12 国家能源局 《关于支持电力领域新型经营主体创 新发展的指导意见》 提升需求侧协同能力，推进虚拟电厂高质量发展。 建立 适应新型储能、虚拟电厂广泛参与的市场机制。 2024.02 国家发展改革委 《关于新形势下配电网高质量发展的 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 的需求响应系统平台与控制终端参与电网调度运行，提升用户侧灵活调节能力。 2022.11 国家能源局 《电力现货市场基本规则 ( 征求意见 稿 ) 》 推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等 新兴市场主体参与交易。 2022.08 科技部等九部门 《科技支撑碳达峰碳中和实施方案 (2022-2030 年 ) 》 低碳零碳技术示范应用方面，建立一批适用于分布式能源 的“源 - 网 - 荷 - 储 - 数”综合虚拟电厂。 2024.11 杭州发改委 《加快杭州市虚拟电厂建设发展若干 措施》 建设完善市级虚拟电厂平台，推动加强分布式资源汇聚，支撑虚拟电厂关键技术产业 发展。 2025

中国作为全球最具活力的数字经济市场之一，数据中心产业 正迎来规模扩张与结构升级的双重机遇，同时也面临着绿色 低碳转型、区域协同发展等关键挑战。 为应对上述挑战，数据中心必须重塑电力供应与基础设施策 略，采用包括用户侧发电、微电网和先进储能在内的多元化 方案，加速部署，增强韧性。 西门子能源致力于成为数据中心全生命周期合作伙伴——从 概念规划到运营维护，我们提供一站式电网解决方案、高可 靠性燃气轮机、数字化优化系统及深度咨询服务，助力数据 2030 年中国数据中心的 绿电消费需求将达到 360TWh，但当前可获得的绿电资源远 不能满足快速增长的算力需求。 此外，由于绿电固有的波动性特征，要实现稳定供电，就要 求负荷侧必须部署大规模电池储能系统来承担削峰填谷、稳 定电压和应急保障等功能，这将进一步增加整体系统的复 杂性。 有限的安装和交付时间 稳定的低碳能源供给不足 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 8 作为关键信息 ，能源与算力 的协同发展已经成为数据中心行业的重要课题。 作为全球领先的能源科技企业， 西门子能源 为中国数据中心 绿色低碳转型提供 “源 - 网 - 荷 - 储 + 智” 一体化解决方案 ， 涵盖可再生能源接入、智能电网优化、高效负荷管理、储能 系统集成及数字化智能运维，助力数据中心在保障高可靠性 的同时实现低碳可持续发展。 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 9 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性

性 会 发 星 、 次 齐 民 性 汀 蛋 发 挥 建 要 体 用 。 收 新 架 电 力 系脱电设的推进，配电网王进乡油华规些量、分 黑电能给用严脚 老 方 网 编 他 查 历 游 河 储 画 备 至 娇 、 每 上 性 电 间 温 熟 合 的 电 力 两路。森领进分市式电原北此酒地，未 业青尊方面你功能 【 2024.02 国家能源局发布配电网高质量 发展的指导意见】 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，发改委、能源局《关于新形势下配电网高质量发展的指导意 见》 :2030 年基本完成配电网柔性化、智能化、数字化转型。 分彩式光伏 电站 敏感氏荷 敏负苔 0023:0 次 电 5 服 程 140 N.15 最妆治点相好叶畅障 500kV 110kV 110kV 10kV 充电桩 扰 动 okV380V 救感负荷 储能 扰 动 …… 光 伏 动 居民住宅数据中心 0kV/380y @ 商业中心装备制造 @ 光 伏 生物医药 扰动 发生 _00:2400 扰动波形 扰动源

调资源是解决以上难题的有效且经济的手段。 考虑到资源潜力、技术成熟度和已有开发实践，报告建议积极培育虚拟电厂、智能微电网、 负荷聚合商等新型经营主体，优先开发工业负荷、电动汽车、非工空调、用户侧储能等资 源，并逐步拓展至换电站、数据中心、5G 基站等资源，形成分类分级的需求侧资源库， 逐步扩大需求侧资源规模。应以数字化赋能为基础，推动需求侧资源的规模化开发利用； 通过分时电价引导和市场激 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 [1]。由于新能源发电具有间歇性和波动 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 在全球变暖背景下，极端天气事件呈现“多发、频发、强发、并发”的态势，对风光 新能源发电的出力稳定性及可预测性带来严峻挑战，同时极端天气也会增加用电负荷（特 别是温控负荷）的波动性和不确定性，源荷之间的匹配更加困难。省内抽水蓄能调峰资源 匮乏，电源侧、网侧调峰资源潜力有限，辅助服务市场机制尚未完善，省内风光新能源的 全额消纳愈加困难。未来五年，江苏将面临风光新能源的高效消纳和电力安全供应的双重

0?? 口 发电量方面，截至2023年底，全国清洁能源发电量达2. 7万亿千瓦时，占全国总发电量的30. 2其中风光发电总量达 1. 09万亿千瓦时，占总发电量12. 4??? 口 传统“源随荷动”的电网运行调节方式受到挑战，灵活性调节资源容量不足，到2025年可再生能源功率调节缺口需求约 为5.62 亿干瓦?。 4. 5 单位：亿干瓦 2020 2025 2030 2050 4 波动性可再生能源发电规模 40 3.5 3 装机/亿千瓦 灵活煤电机组 2 3 4 2.5 传统 天然气发电机组 1 1.5 1.8 2.3 2 调节 1.5 抽水蓄能 0.32 0.68 1.2 1.7 手段 电化学储能 0.03 0.2 2 6.1 0.5 合计 2.35 4.38 8 14.1 0 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 可再生能源功率调节需求 2.65 5. 62 中国电力科学研究院有限公司 G 2. 发展现状——国外虚拟电厂发展现状 欧洲：以分布式电源、储能资源为主，主要针对实 现分布式电源可靠并网和电力市场运营 典型实践—德国Next Kraftwerke欧洲最大虚拟电 美国：聚焦负荷资源聚合调配，推动小 规模分布式电源参与电力市场 厂：聚合资源包括沼气电厂、热电联产厂、水电、 光伏、电池储能、电动汽车、工业负荷等。截至 2022年底，聚合规模约为1230万干瓦，聚合单元

是深化供给侧结构性改革、推动清洁能源示范省建设、实现“能源双控” 目标、打赢“蓝天保卫战”的重要举措。 5 综合能源内涵  综合能源，是利用先进技术和管理模式，因地制宜构建多能互补、梯 级利用、“源-网-荷-储-调”一体化、智能化的能源供应及管理系统，打 造智慧能源管理平台，提供能源监测、需求管理、调度优化、能源交易等 服务，满足用户多元化用能需求，提升整体能源利用效率，促进能源可持 续发展。 6 和高效循环经济示范三个大类，涵盖高效供能站的汽气联 供、集约化水务系统、高效废弃物处置、副产废气燃气轮 机联合循环等十三个子项。  从能源生产（源）、能源传输（网）、能源消费 （荷）、能源存储（储）、能源管理（调）五个方面介绍： 26 综合能源项目方案  能源生产（源）：  升级改造现有低参数锅炉，充分利用区内大型煤电机组和两台9F燃气联合循环 机组，开展高效集中 规划扩建除盐水制备中心，新建除盐水管网，实现对园区部分企业800m3/h 除盐水的集约化供应；  打造智慧供能管廊，畅通园区化工物料供应管路，保证供应可靠性； 28 综合能源项目方案  能源消费（荷）：  通过可再生能源的开发、天然气等清洁能源的利用，降低园区煤炭消耗量， 调整能源消费结构；  为企业用户新建供热站、建筑供冷供热站、压缩空气供应站、工业气体接收 站、综合供能服务站、充电桩等，满足企业多种能源消费需求；

经济性，是新型电力系统的一类重要结构形态。 随着能源市场的不断发展，VPP 能够聚合的 能源形式逐渐多样化，它既可以用于市场能源交 易，增加运营收益，还能提高电力系统的灵活性。 文献[1]聚合了风电和储电设备，采用鲁棒优化实 现日前和实时市场的收益最大化；文献[2]聚合了 分布式能源，综合考虑 VPP 与 ISO 交易时的总成 本以及VPP内部运营成本，实现整体的经济最优； 文献[3]聚合了风光及需求响应(demand 随机规划、鲁棒优化进行对比，验证了所提方法 的有效性。 1 CHP-VPP模型 模型 1.1 系统部件模型 系统部件模型 本文研究的 CHP-VPP 聚合了风光发电单元、 CHP 机组、储电储热单元、电热泵单元以及 DR 等资源，如图1所示。 1.1.1 CHP机组 机组 图 1 所示 CHP-VPP 采用抽凝式 CHP 机组，其 热电特性可以用电热出力允许运行区域来描述： ì WPP、-P PV 和-P PV 分别为风力发电 和光伏发电出力的上下限；κWPP，κPV分别表示风 电和光伏的成本系数。 1.1.3 储能单元 储能单元 储能单元(energy storage system, ESS)可分为 两类：储热和储电，这两类储能设备的储放热、 充放电过程类似，满足以下约束： SoCi t=SoCi t-1+λch i tηch ESSESS ch i