2

2年年作報(bào)林一虛擬電廠的研究、設(shè)計(jì)、建設(shè)

與運(yùn)營方案設(shè)計(jì)2025年6月18日國家電網(wǎng)San

Ca101

背景02

技術(shù)研究03

架構(gòu)設(shè)計(jì)04

工程建設(shè)05

運(yùn)營實(shí)踐06

展望目

錄Content

2集

7

共

方曲作放hn國家電網(wǎng)Stare

Ga發(fā)電企業(yè)為新能源機(jī)組提供新增調(diào)峰輔助服務(wù)能力，降低調(diào)峰市場總成本費(fèi)用，促進(jìn)新能源消納

緩解傳統(tǒng)火電深調(diào)壓力，提升存量機(jī)組利用

效率降低系統(tǒng)對(duì)新建電源的投資需求電網(wǎng)公司提高分散在配電網(wǎng)中可調(diào)資源的可觀性、可

控性和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平提高設(shè)備使用效率，減少電網(wǎng)的投資與建設(shè)電力用戶分布式光伏、充電汽車、用戶側(cè)儲(chǔ)能等產(chǎn)銷

結(jié)合新型用戶提供“售電”的途徑蓄熱式電鍋爐、智能樓宇、工商業(yè)用戶可根

據(jù)價(jià)格信號(hào)主動(dòng)選擇用電行為，降低用能成

本數(shù)字技術(shù)“大云物移智鏈”等數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展、5G

等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速迭代能源技術(shù)智能電網(wǎng)優(yōu)化控制、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)、多能轉(zhuǎn)

化等技術(shù)研究深化無線通訊技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)-機(jī)制創(chuàng)新發(fā)揮市場功能，推進(jìn)電力市場建設(shè)，

解決電力系統(tǒng)的實(shí)際問題商業(yè)模式通過商業(yè)模式創(chuàng)新增強(qiáng)企業(yè)活力和

價(jià)值創(chuàng)造能力，促進(jìn)市場主體的協(xié)同共贏發(fā)展

3技術(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)字化市場需求創(chuàng)新創(chuàng)效能源轉(zhuǎn)型清潔、低碳

背景國家電網(wǎng)SEanC三

8虛擬電廠聚合優(yōu)化“網(wǎng)源荷”清潔發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)和互動(dòng)商業(yè)

模式。該技術(shù)模式，能夠在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構(gòu)上，依

托

互

聯(lián)

網(wǎng)

和

現(xiàn)代信息通訊技術(shù)，把分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷等分散在電網(wǎng)的

各類資源相聚合，進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制和市場交易，實(shí)現(xiàn)電源

側(cè)的多能互補(bǔ)、負(fù)荷側(cè)的靈活互動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備

用等輔助服務(wù)。A

party

or

system

that

realizes

aggregation,optimization

andcontrol

of

decentralized

generations,energy

storage

devices

andcontrollableloads.(Source:IEC

TC8SC8B

WG4)重要保障IEC

虛擬電廠首批國際標(biāo)準(zhǔn)獲批立項(xiàng)。《虛擬電廠：用例(Virtual

Power

Plants:Use

Cases)》《虛

擬

電

廠

：

架

構(gòu)

與功能要求(Virtual

Power

Plants:Architecture

and

Functional

Requirements)》IEC白皮書《未來分布式電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)營》發(fā)布。Stable

Grid

Operation

in

a

Future

of

Distributed

Electric

Power背景

4基于邊緣計(jì)算、云計(jì)算、5G、大數(shù)據(jù)

、AI

等先進(jìn)技術(shù)的智能管控平臺(tái)新一代智能

控制技術(shù)互動(dòng)商業(yè)模式虛擬電廠國家電網(wǎng)san

Gun22虛擬電廠“研創(chuàng)示編”(RIDS)

四融合模式及示范應(yīng)用邊緣計(jì)算技術(shù)(EC)區(qū)塊鏈(BC)人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)技術(shù)(BD)儲(chǔ)能技術(shù)(ESS)電動(dòng)汽車技術(shù)(EV)分布式能源(DER)、

云計(jì)算(CC)

2017物聯(lián)網(wǎng)(loT)IEC白皮書《未來2000s

分布式電力系統(tǒng)的發(fā)展歷程虛擬電廠概念自1997年提出以來，受到了歐洲、北美

和澳洲多國廣泛關(guān)注。近年來，隨著信息通訊技術(shù)(ICT)

、

分布式協(xié)調(diào)控制技術(shù)和智能計(jì)量技術(shù)的提高，

分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，虛擬電廠正在迸發(fā)出新的生命與活力。5歐洲、北美、澳洲多國建設(shè)虛擬電廠工程2018IEC首批虛擬電廠國

際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)IEC

SC8BWG4虛擬

電廠工作組成立2017年至今2016年至今2013年至今2011年至今2010年至今

2008年至今2007年至今

2005年至今

發(fā)展歷程2018+新一代虛擬電廠技術(shù)研究與示范1990s1997年，虛擬電廠

概念首次提出穩(wěn)定運(yùn)營》立項(xiàng)虛擬電廠國家電網(wǎng)Stan

C-01背景02

技術(shù)研究03

架構(gòu)設(shè)計(jì)04工程建設(shè)05

運(yùn)營實(shí)踐06

展望目

錄Content

6孟

作

世國家電網(wǎng)SEarEG輸電網(wǎng)三級(jí)架構(gòu)需求上報(bào)

電價(jià)激勵(lì)

配電網(wǎng)電力系統(tǒng)需求上報(bào)

電價(jià)激勵(lì)VPP

VPPVPP控制指令/電價(jià)激勵(lì)分布式電源、可調(diào)負(fù)荷、主動(dòng)用戶、

儲(chǔ)能系統(tǒng)、多能互補(bǔ)設(shè)備

7虛擬電廠電力用戶架構(gòu)研究控制指令/

電價(jià)激勵(lì)調(diào)度中心交易中心可調(diào)資源需求上報(bào)狀態(tài)量測VPP緊急態(tài)VPP

參與緊急控制暫態(tài)建模響應(yīng)特性分析精細(xì)化劃分緊急協(xié)同控制系統(tǒng)架構(gòu)多維度控制策略實(shí)施方案實(shí)時(shí)信息交互技術(shù)安全交互技術(shù)8分布式資源特征提取調(diào)節(jié)范圍、速率提取調(diào)節(jié)空間投影理論信息整合

優(yōu)化調(diào)度中長期

日

前

實(shí)時(shí)校正冀北VPP三級(jí)調(diào)控架構(gòu)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)正常態(tài)冀

北VPP

示范參與電網(wǎng)調(diào)控調(diào)頻慣量支持一次：下垂控制

二次：功率分配調(diào)峰發(fā)電機(jī)/儲(chǔ)能/能

量塊/多組功率曲

線調(diào)壓無功參考值設(shè)定

戴維南等值調(diào)節(jié)成本提取參數(shù)規(guī)劃理論技術(shù)研究分布式資源

動(dòng)態(tài)聚合VPP

資源整合優(yōu)化和控制虛擬電廠可調(diào)資源信息

上報(bào)信息

上報(bào)指令下發(fā)指令下發(fā)三t

方曲報(bào)國家電網(wǎng)Stan

Ge01

背景02

技術(shù)研究03

架構(gòu)設(shè)計(jì)04

工程建設(shè)05

運(yùn)營實(shí)踐06

展望目

錄Contents

9國家電網(wǎng)srars

Gmm共

2

曲多方應(yīng)用一個(gè)平臺(tái)云計(jì)算

.

物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、人工智能多能互補(bǔ)、協(xié)同優(yōu)化交易中心早110kV發(fā)電企業(yè)35/10kV覆

蓋

張

家

口

、

秦

皇島、廊坊等地市面用大負(fù)荷電力用戶多能簡結(jié)折一個(gè)平臺(tái)冀北虛擬電廠智能管控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)和

互動(dòng)信息的計(jì)算、存儲(chǔ)，集成能源運(yùn)行管理、交

易、服務(wù)功能，整合優(yōu)化各類可調(diào)資源與電力系

統(tǒng)實(shí)時(shí)交互。兩張網(wǎng)絡(luò)包括以冀北智能配電網(wǎng)為核心的多能流網(wǎng)絡(luò)與以

“云管邊端”架構(gòu)為核心的電力物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮

電能在冷/熱/氣等多能源匯集傳輸和轉(zhuǎn)換利用中

的樞紐作用。多方應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)，提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)和接納新能源能

力。對(duì)電力用戶，提供便捷參與的技術(shù)手段、市

場化參與的渠道和可持續(xù)的商業(yè)模式。對(duì)電網(wǎng)公

司，提高資源可觀可控性，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)

行水平。對(duì)發(fā)電企

業(yè)，提升存量機(jī)組利用效率，

促進(jìn)新能源消納。對(duì)新興市場主體，拓展業(yè)務(wù)模

式，形成商業(yè)新業(yè)態(tài)。

10

工程架構(gòu)1十2十N冀北虛擬電廠示范工程架構(gòu)圖冀北虛擬電廠智能管控平臺(tái)兩張網(wǎng)絡(luò)信息物理融合(CPS)輸電網(wǎng)墻高壓配網(wǎng)8

前-低壓配網(wǎng)0.4kV移動(dòng)APP電網(wǎng)調(diào)度中壓配滿工可護(hù)狀負(fù)荷n*s01

背景02

技術(shù)研究03

架構(gòu)設(shè)計(jì)04

工程建設(shè)05

運(yùn)營實(shí)踐06

展望目

錄Content

11國家電網(wǎng)SEArE

C-8

前建設(shè)影響全國首個(gè)經(jīng)國家能源局批復(fù)以市場化方式運(yùn)營的

虛擬電廠示范工程，得到國務(wù)院參事室、“十四

五

”國家能源規(guī)劃委員會(huì)、國家能源局等單位充

分肯定。能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采用“能源+數(shù)字+工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)+消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)”技

術(shù)打造了虛擬電廠智能管控平臺(tái)，帶動(dòng)能源消費(fèi)

體驗(yàn)和服務(wù)升級(jí)。市場運(yùn)營機(jī)制協(xié)助國家能源局、華北能監(jiān)局出臺(tái)首個(gè)虛擬電廠

參與調(diào)峰市場機(jī)制，以市場化方式保障虛擬電廠

可持續(xù)發(fā)展。

工程一期：新能源消納

重

作Ga電ST國北京Beijing

秦皇島Qinhuangdao

唐山Tangshan廊坊Langfang綜合試點(diǎn)地源熱泵(19350kW)、空調(diào)負(fù)荷(1610kW)、儲(chǔ)

能(800kW)、分布式光伏(106kW)、可調(diào)節(jié)工

商業(yè)(40000kW)、電動(dòng)汽車充電站(816kW)、

智能樓宇(900kW)、

制雪(350kW)、智能家居

(1000kW)、制冷(630kW)張家口Zhangjiakou掃專項(xiàng)試點(diǎn)可調(diào)節(jié)工商業(yè)負(fù)荷

(33170kW)

1211類資源，容量16萬干瓦

可調(diào)容量4萬千瓦承德Chengde專項(xiàng)試點(diǎn)蓄熱式電鍋爐

(68450kW)通信網(wǎng)絡(luò)采用第四代(4G)、

第五代(5G)

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，兼容支持多種傳輸

方式承載控制、運(yùn)行、狀態(tài)等信息實(shí)現(xiàn)大并發(fā)量、低時(shí)延的海量數(shù)據(jù)快速雙向安全傳輸。o4

GSPEEDTES?

山

●683

85.5開始Boing

Unicom中國聯(lián)通

13通信網(wǎng)絡(luò)案

m2

年

食

侯國家電網(wǎng)BErEGa邊緣網(wǎng)關(guān)即插即用。采用云邊協(xié)同、邊緣計(jì)算和多場景業(yè)務(wù)、多網(wǎng)絡(luò)模式自適應(yīng)等技術(shù)。將用戶側(cè)可調(diào)資源通過物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接入虛擬

電廠智能管控平臺(tái)。用戶側(cè)無縫連接。采用工業(yè)高速CPU、智能傳感器及微功率

無線自組網(wǎng)等技術(shù)。實(shí)現(xiàn)資源狀態(tài)感知、柔性控制。虛擬電廠終蝶電能表

邊緣網(wǎng)關(guān)智能終端虛擬電廠設(shè)備智能終端邊緣網(wǎng)關(guān)無線通訊模塊

14

邊端建設(shè)智能終端1

四-冀北虛擬電廠平臺(tái)管理●資源接入市場信息監(jiān)控●虛擬電廠業(yè)務(wù)運(yùn)營商管理●市場動(dòng)態(tài)分析冀北虛擬電廠業(yè)務(wù)運(yùn)營商●用戶資源管理●用戶交互、代理決策●市場交易●運(yùn)營效果評(píng)估電力用戶●

遠(yuǎn)程控制●注冊(cè)申報(bào)●收益分析●生態(tài)共享

15互動(dòng)渠道*

共-

信息交互

建立虛擬電廠24小時(shí)運(yùn)營保障值班制度，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)

并處理恢復(fù)數(shù)據(jù)中斷、錯(cuò)漏等異常情況，保障示范工

程可靠運(yùn)行。140911

69APP

訪問量用戶-平臺(tái)互動(dòng)次數(shù)

16每日采集數(shù)據(jù)7326萬條數(shù)據(jù)包458萬個(gè)每日上傳數(shù)據(jù)488萬條數(shù)據(jù)包30萬個(gè)每日下發(fā)指令9000

條144959平臺(tái)訪問量■

總計(jì)/人次單日最大/人次國家電網(wǎng)SEan

Can生571101背景02

技術(shù)研究03

架構(gòu)設(shè)計(jì)04

工程建設(shè)05

運(yùn)營實(shí)踐06

展望目

錄Content

17國家電網(wǎng)LnCe方舍同編號(hào)：電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場化交易合同(虛擬電廠業(yè)務(wù)運(yùn)誓)。甲方(電網(wǎng)企業(yè));乙方(獨(dú)立輔助服務(wù)提侯商):年…月電力輔助服務(wù)市

場化

交易技術(shù)

服

務(wù)

合

同(建教電廠商業(yè)模式》甲方(電力用戶)乙方(購立材限務(wù)慢供窗):第三方獨(dú)立主體參!

華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市第一章總第一條為進(jìn)一步深化和推進(jìn)華北電力設(shè)和達(dá)營，發(fā)擇市場機(jī)制在婉機(jī)驗(yàn)女樹勤作用，充分控徭電括分布或、發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能性),電采暖以及虛擬電廠在內(nèi)的第三方力輔助原務(wù)，保肇華北電陰安金穩(wěn)定運(yùn)行能源消納空間，實(shí)現(xiàn)第三方獨(dú)立主體參與市場，制定本規(guī)殼，第二條

·本規(guī)則做據(jù)《中共中夾國務(wù)體制次年的若干意見》(中發(fā)(2015)9《醫(yī)家能源局關(guān)于即發(fā)2018年體制改絕法熏(2017)57號(hào))、《完善電力嫉購方家》(國經(jīng)發(fā)世管(2017)67.導(dǎo)這

的故市場機(jī)制：

《第三方獨(dú)立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場規(guī)則》商業(yè)運(yùn)營：虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場化輔助服務(wù)交易合同、并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議等文本

市場機(jī)制與商業(yè)模式國家電網(wǎng)SFE

G虛擬電廠業(yè)務(wù)運(yùn)營商注冊(cè)采用虛擬電廠到華

北調(diào)度系統(tǒng)、冀北申報(bào)由虛擬電廠業(yè)務(wù)運(yùn)

營商統(tǒng)籌聚合資源申2運(yùn)行由華北調(diào)控中心向虛擬電廠下發(fā)調(diào)度指令，結(jié)算采用華北調(diào)控中心與虛擬電廠業(yè)務(wù)運(yùn)交易平臺(tái)注冊(cè)的方報(bào)需求，基于冀北交虛擬電廠通過智能調(diào)營商結(jié)算，虛擬電式易平臺(tái)，向華北調(diào)控控決策分解指令到可廠業(yè)務(wù)運(yùn)營商與聚中心申報(bào)運(yùn)行交易計(jì)調(diào)資源，虛擬電廠聚合資源結(jié)算兩級(jí)結(jié)劃合資源響應(yīng)指令并上算方式傳相關(guān)數(shù)據(jù)

19全國首創(chuàng)虛擬電廠參與華北調(diào)峰輔助服務(wù)市場機(jī)制運(yùn)營流程生7期車曲5:MW70計(jì)劃用電曲線5040歷史用電基礎(chǔ)曲線20優(yōu)化后實(shí)時(shí)用電基礎(chǔ)曲線0性24522022539e145090M5匠065000

姓5設(shè)1

性

45位5指9能45證9

0

性5計(jì)電曲線

—?dú)v

基堿lle

—

優(yōu)化后實(shí)時(shí)用電促進(jìn)了新能源消納從整體運(yùn)營效果看，虛擬電廠積極響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度實(shí)時(shí)指令，在電網(wǎng)晚高峰時(shí)期將用電后延，到電網(wǎng)后夜低谷調(diào)峰困難時(shí)期，抬升了低谷用電負(fù)荷。

20運(yùn)營效果國家電網(wǎng)wGum306010

調(diào)節(jié)里程300025002000158115001000

87050002019年12月

2020年1月

217853.30累計(jì)調(diào)節(jié)里程/MWh1570.66月均調(diào)節(jié)里程/MWh2599.67月最大調(diào)節(jié)里程/MWh3252020年4月2020年2月

2020年3月25392599100000240220200日最大調(diào)節(jié)里程180160162.80MWh

14050000120100806020000402003/83/113/143/173/203/233/263/29■調(diào)節(jié)里程(MWh)一

收益(元)

一

日均價(jià)(元)

運(yùn)營效益

平均出清價(jià)格：

179.82元/MW日均最高出清價(jià)格：

492.50元/MW

(1月29日)總調(diào)節(jié)里程：

785萬千瓦時(shí)日最大調(diào)節(jié)里程：

16.28萬千瓦時(shí)(3月19日)

22總收益：160

.40萬元日

最

大

收

益

：87092.95元(2月23日)虛擬電廠運(yùn)營情況(注：2019年12月12日-2020年4月30日)日均最高出清價(jià)格：

492.50元/MW1/51/81/111/141/171/201/231/261/292/12/42/72/102/132/162/192222/252/283/23/5日最大收益：

87092.95元12/1212/1512/1812/2112/2412/2712/301/2國家電網(wǎng)Ln1

四-900008000070000600004000030000100000>2017年，冀北公司積極參與IEC《面向未來分布式電力系統(tǒng)的

運(yùn)營》白皮書編制，首次將虛擬電廠概念定義納入白皮書?！?/p>

23國際合作Stablegnid

cperafions

inafuture

ofdistributedelectric

powerWhite

PapeRol

Nme

NCr0e

M1

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MRnENJ4rter

RorgeCmCNMro

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MFengstunJ0ICNMrooMGuraKESTLEDEMbe

MLrgeKsINr00

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MDWangCNMeroeMergweCNLro8

MYmengYngCNr

MClengaYeCNLrb0

禁XZangINr

YnKngICr

Mtorgzu口

工作組/WorkingGroupIEC

TC

8/SC

8B/WG4

口

召集人/Convenor王宣元/Xuanyuan

Wang蘇劍/Jian

Su口成員/Member中國、澳大利亞、德國、加

拿大、日本、美國等虛擬電廠《用例》國際標(biāo)準(zhǔn)/IECTS63189-2:Virtual

PowerPlants

Part2:UseCases二二二二

24國際合作二el911121141510719202222242282720293031123國家電網(wǎng)starE