从案例出发,浅析虚拟电厂如何推动泰州新型电力系统主配微协同建设
2024.05.22

导语

 

20236月,国家能源局发布首部关于新型电力系统建设文件《新型电力系统发展蓝皮书》,指出要促进微电网发展,加强主配微协同、源网荷储互动,实现分布式电源、储能、可控负荷的全局优化协调控制,推动配电网建设向能源互联网转型升级。

 

随着能源转型持续加速,陆续有区域电网新能源渗透率逐步超过20%甚至50%,导致新能源不稳定性冲击剧增和传统电厂调节能力剧减,两相叠加,使得新型电力系统下的能源平稳稳定雪上加霜。解决的关键办法之一就是利用虚拟电厂采用聚沙成塔的方式汇聚用户侧微网调节能力,用微网响应更高电压等级配网电网平衡调节,更进一步通过配微协同达成主网的配合调节,实现所谓的主配微协同。这种电网平衡调节模式与传统调节存在巨大差异,技术挑战也极大,本文通过在泰州电网建设多要素资源虚拟电厂实现配微协同的调节能力,为业界提供全新思路与实用方法,共同推动虚拟电厂的建设与发展。

 

正文

 

泰州地处江苏中部,长江北岸,为苏中门户。泰州电网是江苏北电南送、西电东送的重要节点。自十三五以来,世界首座交直流一体特高压站落户泰州,江苏第五条500千伏过江通道凤城-梅里线路贯通投运,泰州第三座500千伏变电站海阳变顺利开工,一批大项目的落地为省内承载大规模区外来电、保障苏北新能源消纳和地区社会经济发展发挥了重要作用。

 

浙达能源结合泰州地区能源禀赋和电网特性,选取可调节资源较为丰富的微网供区作为试点,帮助泰州市设计了面向多要素资源调节能力全面提升的新型电力系统试点示范建设方案,推动配电网的绿色、高效、弹性、灵活的运行新模式、新方法,为江苏新型电力系统主配微多元负荷协同互动提供新思路,形成典型场景试点建设方案。

 

 

泰州电网面临的困境

 

当前泰州新能源的体量不大,但随着分布式新能源快速发展,其间歇性、随机性、波动性特点,将快速消耗本地电力系统灵活调节资源,系统平衡和安全问题会更加突出,同时调节性资源建设面临诸多约束,区域性新能源高效消纳风险增大,不利于新能源高效清洁利用。

 

另外,传统电力系统采取源随荷动的感知调控模式,电力系统信息感知能力不足,市场化响应机制尚未有效建立,可调资源的类型多、分布广、单体小,难以预测,难以聚合,以现有的调控技术手段无法做到全面可观、可测、可调、可控,不利于源网荷储灵活互动调节能力提升。

 

泰州地区局部平衡缺乏源荷侧调节手段,因此有必要建设城市虚拟电厂运营平台,用以弥补地市调节需求和省级交易品种之间的隔阂。

 

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--微分层协同提高泰州配网多要素资源协调能力

 

泰州虚拟电厂运营平台选取可调节资源较为丰富的微网园区作为试点,挖掘台区用户侧(最小调节单元)可调节资源和主动支撑能力,促进配电线路(资源汇集路径)高效运行和精准自愈能力,构建面向多功能需求的区域级(变电站层级)源网荷储协同控制策略,探索分布式新能源及多元负荷在市场机制下的智慧互动,实现主--微分层协同调控和台区自治的新型电力系统建设模式,提高配电网对新型源荷的接纳能力,保障电网运行安全。建成后主要效果如下:

 

(一)构建专变级微电网示范,推动用户侧内部自治优化运行

泰州虚拟电厂运营平台进行能源网格化管理,主要包含内部充电场站、外部充电场站、综合能源站三部分,聚合分布式光伏、用户侧储能和充电桩等灵活可调资源,形成面向配网多要素资源调节能力全面提升的新型电力系统试点示范。

 

(二)实现云管边端多要素资源聚合,开展用户侧负荷运营服务

泰州虚拟电厂运营平台旨在通过各类先进技术,充分挖掘、聚合、释放可调节负荷、分布式电源、客户侧储能等需求侧资源,进行聚合管理与优化控制。在满足区域自治平衡的基础上,开展用户侧负荷的运营服务。

 

(三)建设区域资源灵活调度应用,支撑源网荷储高效协同互动

区域电网灵活资源调度通过两级部署的方式,提供资源接入、分层分区、灵活资源一张图、区域平衡、灵活调度等应用。面向区域主配微协同自治、新型负荷管理等场景,聚合资源参与需求响应、现货市场、辅助服务等电力市场,促进源网荷储协同互动。

 

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对泰州地区可调资源统一接入、检测和管理

 

泰州虚拟电厂运营平台通过数据可视化形式,多维度全局总览资源管理平台各项接入内容,包括资格审查情况,能力校核情况,削峰、填谷等可调能力,各类型资源的接入负荷、可调负荷,直控、邀约等各类型的调节分布,各行业领域的可调能力,各类事件执行情况等。

 

其中,统一接入模块通过能力校核的次级平台及其代理用户在多要素管理平台完成统一接入,确保其聚合资源纳入负荷资源池统一管理、统一调控、统一服务。

 

运行监测模块对次级平台开展日常运行监测,包括实际资源聚合能力、实际调节能力、实际调节效果、信息同步能力、数据传输质量等方面。事件中心接收新型电力负荷管理系统运服平台的调节计划,通过数据化手段转为调节参数,形成流程化事件流转,通过公平、效率、可靠等优先级算法将调节指标最优分解至用户。

 

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泰州虚拟电厂运营平台

 

结语

 

泰州地区化工、医药企业众多,有着工业负荷大、可靠性要求高的电网特性,对于构建新型电力系统而言,是挑战也是机遇。浙达能源以推动能源变革、服务强富美高新江苏建设为己任,努力推进泰州电网高质量发展。在培育新质生产力的新时代课题面前,浙达能源帮助泰州向而行,提而上,走出一条适合本土体质的发展模式。