风电机组数字化感知与运行状态评估方案 目 录 1 背景 2 数字化感知 3 运行状态评估 4 研究展望 背景 海上风电气候条件更为恶劣 ， 运行维护成本高 ， 占到海上风电总投资 40% 以上 传 感 与 监 测 云技术 6 设备数字孪生 对风电机组进行状态监测实现故障预警 ，是提升机组运行可靠性 的有效手段之一。 • 目前 ，塔筒、 叶根、机舱、传动链等状 态 监测为重点， 尚无法覆盖叶片整体 • 现有监测技术： 点位有限。仅关注重点部件 7 风电机组监测方案示例 机组关键部件 疲劳监测 机组基础冲刷 机组位移监测 机组振动监测 数字化感知与运行状态评估 实现机组运行状态精细化评估， 需要打通全部监测系统、 采用人 工智能的方式构建部件级运行状态数字模型。

.... 35 4.2.2 园区能源基础设施对煤的依赖度高于全国水平.................................... 36 4.2.3 园区能源基础设施存量技术结构以凝气机组为主................................ 36 4.2.4 园区能源基础设施空间分布及演化特征..................................... ........................ 42 4.3.2 单一措施情景和综合情景下的减排潜力及协同环境效益.................... 43 4.3.3 各容量等级机组不同情景下的减排潜力及协同环境效益.................... 44 4.3.4 园区在役能源基础设施温室气体减排的成本效益.............................. 家园区能源基础设施的环境影响（2014 年） .................................. 42 图 4-7 园区能源基础设施温室气体减排的主要技术及其适配机组 .................... 43 图 4-8 各减排情景的环境效益—按机组容量等级分解 ........................................ 45 图 4-9 园区能源基础设施温室气体减排潜力与减排成本

虚拟电厂机组可调节能力暂定为不低于 5 兆瓦、连续调节时 间不低于 1 小时。 12 2.山东虚拟电厂运营模式 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）。负荷类机组（#2 机）聚合直接参与市场交易的用户，参与电能量交易 时，其签约的售电公司和虚拟电厂运营商应属于同一法人。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）、调节量负荷类机组（#2R 机）。 （二）类型划分 根据虚拟电厂机组聚合资源调节能力、信息交互情 况分为直控型、短时响应型与长时响应型，应满足参与相 应市场的技术条件。 （一）直控型机组指具备与调度系统实时信息交互 功能（信息交互时间为秒级），可跟踪实时市场计划曲线 并实时响应调度指令，调节时间为秒级的虚拟电厂机组。 （二）短时响应型机组指具备与调度系统和新型电 力负荷管理系统信息交互功能，可 力负荷管理系统信息交互功能，可 6 小时及以内接收并响 应调度指令的虚拟电厂机组。 （三）长时响应型机组指具备与调度系统和新型电 力负荷管理系统信息交互功能，具备 6 小时以上、16 小 时及以内接受并响应调度指令的能力。 分类2 分 类 1 13 2.山东虚拟电厂运营模式 现阶段，虚拟电厂运营商参与电能量或辅助服务市场，应满足国 家售电公司注册相关要求，并在山东电力交易平台进行注册。参与需

虚拟电厂机组可调节能力暂定为不低于 5 兆瓦、连续调节时 间不低于 1 小时。 12 2.山东虚拟电厂运营模式 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）。负荷类机组（#2 机）聚合直接参与市场交易的用户，参与电能量交易 时，其签约的售电公司和虚拟电厂运营商应属于同一法人。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）、调节量负荷类机组（#2R 机）。 （二）类型划分 根据虚拟电厂机组聚合资源调节能力、信息交互情 况分为直控型、短时响应型与长时响应型，应满足参与相 应市场的技术条件。 （一）直控型机组指具备与调度系统实时信息交互 功能（信息交互时间为秒级），可跟踪实时市场计划曲线 并实时响应调度指令，调节时间为秒级的虚拟电厂机组。 （二）短时响应型机组指具备与调度系统和新型电 力负荷管理系统信息交互功能，可 力负荷管理系统信息交互功能，可 6 小时及以内接收并响 应调度指令的虚拟电厂机组。 （三）长时响应型机组指具备与调度系统和新型电 力负荷管理系统信息交互功能，具备 6 小时以上、16 小 时及以内接受并响应调度指令的能力。 分类2 分 类 1 13 2.山东虚拟电厂运营模式 现阶段，虚拟电厂运营商参与电能量或辅助服务市场，应满足国 家售电公司注册相关要求，并在山东电力交易平台进行注册。参与需

售电公司现货市场交易策略 中长期合约交易策略 试结算案例分析 量化交易在电力现货的实践 目 录 CONTENTS 1 2 3 4 5 6 7 8 日前市场：基本确定运行日的负荷需求、开机 机组出力水平、电网运行边界条件等交割条件 日内市场：对上述条件进行滚动微调 实时市场 + 辅助服务市场：保证发用实时平衡 电力系统的特点： 电能无法低成本、大规 模储存，因此发、输、 电力用户 源随荷动 调峰调频电厂 转 变 需求侧上报 电网中的节点 输电线路与断面 线路：连接两个母线的物理线路 断面：两个节点之间所有线路连接的集合 母线与节点 母线：发电机组输出通过主变升压连接母线，物理概念 ※ 节点：市场概念，代表一组母线 ( 忽略这些母线之间的堵 塞 ) 母 线 ~ 电源 负荷 母线 ~ 电源 负荷 节点 母线 经常堵塞 节点 节点 机组故障或 负荷急升 节点 电 价 发电侧单边报价或发用两侧报价 基 于 申 报 信 息 以 及 电 网 运 行 边 界 条 件 ， 采 用 安 全 约 束 机 组 组 合 (SCUC) 和安全约束经济调度 (SCED) 程序进行优化计算，出 清得到日前市场交易结果。简单而言，在保证电网安全的前提下， 优先调用系统中报价最为便宜的机组，直至满足负荷需求。

一天内不同时刻负荷大小不同 • 分时电价反应不同时刻的边际机组发电价格 电力的时间价值 电力生产流程与 特点 负荷中心发电资源稀缺， 发电成本高， 电源中心发电 资源富裕， 发电成本低， 电力具有空间价值 • 不同地区的电力资源供求关系不同 • 节点 / 分区电价反应不同地区的边际机组发电价格 电力的空间价值 电力生产流程与 特点 潮流方向出现阻塞 购电方 u 3. 场内交易 - 挂牌交易 挂牌 摘牌 售电方 挂牌 摘牌 优点： 每个撮合对的价格由自身价格决定，无需考虑最后出清的边际 机组情况； 缺点： 市场主体在报价时不仅要考虑自身的成本情况 ，更需要考虑与 自己报价相近的其他机组情况，形成博弈，难以按真实成本报价，最终 以所有市场主体报价均趋向市场出清价格为均衡结束； 中长期市场——市场价格形成 机制 u 1. 以撮合对平均价格出清（ 市场主体无需猜测其他市场参与者的动向，按自身成本报价即可，只 要 获得出清， 出清价与自身报价无关， 因此这种方式更有利于市场主体 按成本真实报价； 缺点： 市场出清价格仅由最后成交的边际机组决定， 出清机组的报价情况对 全 系统的影响较大 ，市场主体的出清价难以自己控制。 中长期市场——市场价格形成 机制 u 2. 以市场边际价格出清（ MCP ） u 差价合约是目前是绝大部分现货省份的中

营。 2 、 2030 年全国统一电力市场体系基本 建成，新能源全面参与市场交易，国家市 场与省级市场联合运行，电力资源在全国 范围内得到进一步优化配置。 02 中长期交易介绍展 一、交易概况 机组方式、计划 分解月度发电计划 年度合约电量执行 实时调整出力 AGC 滚动调整 中长期电量 日前（日内交易） 实时平衡 （多）日 （多）年度 日前 实时 电力用户 （售电公司） 中长期交易 200 亿） 年（月）度挂牌交易 低压用户交易（ 10 亿） 战新交易（ 150 亿） 现货交易（约占 10% ） 外送交易（ 340 亿） 占比（ 18.48% ） 苏晋能源机组 (140 亿 ) 其它省内机组 (200 亿 ) 交易总规模 1840 亿千瓦时 三、蒙西区域交易情况（交易形式） 发电侧 火电企业 新能源企业 用户侧 高耗能行业 一般行业 煤炭行业 售电公司 电能量交易和调频、调峰、备用等辅助服务交 易的电力市场。 日前市场：基本确定运行日的负荷需求、开机 机组出力水平、电网运行边界条件等交割条件。 实时市场 + 辅助服务市场：保证发用实时平衡。 一、现货试点分布 二、山西电力现货市场报价与出清 现货市场报价 火电企业以机组为单位申报电量报电价曲线等信息，新能源机组参与现货交易时，初期采取“报量不 报价”的方式保证优先出清。电力大用户（售电公司）参与现货交易时

前言：数字化赋能风电发展创新蓝图 ...................................... 中国风电产业发展现状及趋势 .................................... 大功率风电机组发展提 速 ................................................................................... 4 海上风电实现跨越式发 其中，风电产业数字化转型最令人期待。人工智能、物联 网、 AR/VR 、 5G 等数字技术的快速发展，将成为风电企 业 转型的强大助力，进而推动风电行业的现代化，为清 洁能 源的未来发展注入强大的支撑和动力。 我们相信，随着全球风电机组装机容量的不断提高，数字 孪生技术将赋能风电行业向更高效、更可靠、智能化的方 向发展，为实现“双碳”目标作出更大的贡献。 01 02 第一章：中国风电产业发展现状及趋势 当下，加快推进碳减排已经成为全球共识，中国明确提出 目标的重要手段之一。 大功率风电机组发展提速 当前中国风电产业不仅具备大兆瓦级风电整机 自主研发能力，而且形成了完整的风电装备产 业制造链，制造企业的整体实力与竞争力大幅 提升，在大容量机组研发、长叶片、高塔架应 用等方面处于国际领先水平。 数据显示， 2020 年，中国新增装机所用陆上 风 电机组平均单机容量仅为 2.6 兆瓦左右，海 上风 电机组平均单机容量约为 4.8 兆瓦。随后两

体 设 计 规 划 智能电厂解决方案 1. 智能现场：数据感知，普适测量™ 月度调度计划须在年度分月发电计划的基础上，综合考虑用电负荷需求、月度水情、双边电量购销协议、燃料供应、供热机组供热等情况和电网输送能力、设备检修情况等因素进行编制。日发电调度计划 在月调度计划的基础上，综合考虑日用电负荷需求，近期内水情、燃料供应情况、电网传输能力、设备检修以及双边电量购销协议执行情况等因素 巡检无法及时发现泄露 – 高温高压蒸汽泄露时间较长会对疏水门造 成损坏 好处 – 利用超声波测量技术 , 及时发现疏水门 的 内漏 , 保证设备安全可靠运行 ; – 实时监测疏水门的运行状况 , 提高机组 发 电的经济性 ; – 疏水门的可靠运行 , 对电厂的节能降耗 作 用非常大 ;  针对电厂高温要求特别推出高温型超声波变送器 708 网调每月编制控制点和监测点具体的电压曲线或无功出力曲 调调管的发电机、调相机的自动调整励磁装置和强行励磁装置的投入和 退出，必须取得网调值班调度员的同意。当控制点母线电压超过允许的偏差范围时，该控制点的发电企业应不待调令调整机组出力使其恢复到允许的偏差范围以内。若控制点母线电压在机组当无调整能力 用尽后且仍超过允许电压偏差范围时，值班人员应立即报告网调值班调度员进行处理。当监测视点母线电压超过允许的偏差范围时，该监视点的变电站值班人员应立即报告网调值班调度员进行处理。网调

用等，以反映发电机组的成本结构和运行约束。  电力联营体所采用的拍卖清除算法必须同时计及 能量价格和发电机组的运行约束，这需要用机组 最优组合程序来完成。  这种方法可以保证所得到的发电调度计划在技术 上是可行的。 18 联营体市场中的报价方式 ( 续 ) ： 多部分报价  机组最优组合问题是一个非凸的、非线性混合 整数规划问题。  对于大规模机组最优组合问题，并不存在可以 多部分报价方法的一个典型例子是英格兰和威尔士 电力市场，该市场的报价规约要求发电公司的报价 中包括很多分量。  能量段及报价价格 ( 最多 3 段 )  机组启动价格和无负荷价格  机组最小运行时间  发电公司向 Pool 提交发电机的运行参数  电力联营体 (pool) 利用机组组合优化程序确定下一天 48 个 时 段 ( 每 半 小 时 一 个 时 段 ) 市 场 切 除 价 (Market Clearing 天的每小时的调度计划。  市场操作员并不作机组组合优化，发电公司在构造报价策 略时需要计及所有的费用以及运行约束，并将这些因素隐 含在能量标价中，因为这种报价结构不能保证恢复启停费 用等非能量成本。 21 联营体市场中的报价方式 ( 续 ) ： 单部分报价  这种报价方法不能保证发电机组运行的可行性。  当列入调度计划中的发电机组受到运行约束限 制时，需要一种机制来修改调度计划，例如设