虛擬電廠知識解讀：可調(diào)負荷與分布式能源虛擬電廠通過聚合可調(diào)負荷、分布式能源和儲能系統(tǒng),實現(xiàn)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)和優(yōu)化運行。本演示將深入探討各類資源的特性、潛力及應用場景?？烧{(diào)負荷資源潛力分析核心影響因素用戶資源參與虛擬電廠的程度主要由兩大因素決定:外部刺激:價格和激勵信號內(nèi)在特性:負荷可調(diào)節(jié)性資源分類根據(jù)生產(chǎn)生活條件限制,用電設備可分為:不可調(diào)負荷:供電可靠性要求高可調(diào)負荷:具備較大調(diào)節(jié)潛力可調(diào)負荷的調(diào)節(jié)能力使用頻次連續(xù)使用、經(jīng)常使用和偶爾使用三種類型,影響響應潛力保留負荷不影響基本生產(chǎn)生活的最低負荷水平可調(diào)節(jié)時段根據(jù)季節(jié)性、工作日特征區(qū)分調(diào)節(jié)時段響應時間用戶改變用電行為的時點及持續(xù)時間峰荷同時率區(qū)域電網(wǎng)負荷峰值與用戶負荷峰值之和的比值四象限資源分類法A類資源單個用戶潛力大,價格敏感度高重點領域:工業(yè)中非連續(xù)生產(chǎn)行業(yè)優(yōu)先開發(fā)對象,性價比最高B類資源單個用戶可調(diào)節(jié)能力小,但價格敏感度高重點領域:城市公共交通市場成熟后的理想開發(fā)對象C類資源單個用戶可調(diào)節(jié)能力大,但價格敏感度低重點領域:工業(yè)中連續(xù)生產(chǎn)行業(yè)供應缺口嚴重時可調(diào)動,成本較高D類資源單個用戶可調(diào)節(jié)能力和價格敏感度均低重點領域:公共建筑和民用建筑緊急狀態(tài)下參與,伴隨社會成本工業(yè)領域負荷特性連續(xù)生產(chǎn)用戶化工、水泥、冶金等行業(yè)用電量大,生產(chǎn)班制連續(xù)主要設備長時間投運對電力穩(wěn)定性要求高非連續(xù)生產(chǎn)用戶機械、紡織、食品等行業(yè)生產(chǎn)班制不連續(xù)具有較大可調(diào)節(jié)性建筑領域用電特征公共建筑政府機關、醫(yī)院、學校等,用電可靠性要求高,高峰集中在白天和工作日商業(yè)建筑賓館、餐飲、娛樂等,用電量大,高峰多在晚上,節(jié)約潛力大居民建筑居民用電為主,用電量大增長快,負荷變化大,形成一到兩個負荷高峰重點領域負荷特性對比工業(yè)-連續(xù)生產(chǎn)高連續(xù)低低工業(yè)-非連續(xù)生產(chǎn)較高間歇高高建筑-公共建筑高較連續(xù)低低建筑-商業(yè)建筑不高間歇較高中建筑-居民建筑較高間歇低低交通-電動汽車較高間歇低高交通-港口岸電較高間歇低高工業(yè)用戶是需求響應主力,居民、商業(yè)、公共機構用戶逐漸受到重視。資源聚合商在規(guī)?；_發(fā)可調(diào)節(jié)資源中扮演重要角色。移峰填谷策略移峰填谷在電力供應短缺時實施,同時起到削峰和填谷作用,既減少新增裝機容量,又充分利用閑置容量。蓄能技術安裝蓄冷空調(diào),谷充峰放能源替代高峰時段以燃氣或分布式太陽能替代電力作業(yè)調(diào)整調(diào)整作業(yè)程序或設備使用時間移峰填谷經(jīng)濟性分析01蓄能技術用戶減少的高峰電費支出能否補償多消耗的低谷電量電費及蓄能改造成本02能源替換用戶減少的高峰電費支出能否補償燃氣或其他能源利用成本03作業(yè)調(diào)整用戶付出的物質(zhì)或時間成本能否得到合理補償用戶參與移峰填谷的意愿主要取決于收益能否大于成本。填谷應用與可再生能源消納填谷的特點在電網(wǎng)低谷時段增加電力電量需求,帶來"新增的"而非"轉移的"電力消費。主要方式電動汽車替代燃油車,低谷時段充電蓄熱電鍋爐替代燃煤鍋爐,低谷時段蓄熱重要意義促進閑置發(fā)電容量有效利用,對可再生能源消納意義重大。電動交通資源潛力電動交通以電動汽車、港口岸電及充電設施為代表,用電量大,高峰集中。以上海為例,截至2019年底,新能源汽車累計推廣30萬輛,實際保有量26萬輛,充電樁超過28萬個,車樁配比接近1:1。電動汽車充電對電網(wǎng)的挑戰(zhàn)負荷增長壓力大量電動汽車集中在負荷高峰期充電,加劇電網(wǎng)負荷峰谷差,加重系統(tǒng)運行負擔隨機性挑戰(zhàn)用戶用車行為和充電時空分布的不確定性,加大電網(wǎng)優(yōu)化控制難度電能質(zhì)量問題充電設備中的電力電子裝置產(chǎn)生諧波,可能引起電能質(zhì)量問題規(guī)劃方法挑戰(zhàn)大量電動汽車改變配電網(wǎng)負荷結構和特性,傳統(tǒng)規(guī)劃方法可能無法適用車網(wǎng)互動應用場景輔助服務市場電動汽車具有雙向調(diào)節(jié)和響應速度快的優(yōu)點,可提供調(diào)頻和旋轉備用服務。上海、江蘇、河南、山東、天津等地已啟動需求響應市場。當前挑戰(zhàn)補償資金缺乏可持續(xù)機制峰谷電價差較窄,套利空間有限準入門檻較高,缺乏分散型資源準入政策有序充電與充放電模式1近中期:有序充電可行性高,配備放電功能的新能源汽車和雙向充電樁數(shù)量有限2遠期:充放電互動隨著電池成本降低,充放電優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn),但需解決電池壽命衰減問題分布式能源概述分布式電源是建立在用戶端的能源供應方式,可獨立運行或并網(wǎng)運行。它將用戶多種能源需求與資源配置狀況進行系統(tǒng)整合優(yōu)化,采用需求應對式設計和模塊化配置。光伏利用風能利用生物質(zhì)及沼氣天然氣三聯(lián)供分布式能源的六大優(yōu)勢1節(jié)能減少遠程輸配電損失,能量梯級利用,綜合能源利用效率可達80%,比傳統(tǒng)方式提高近一倍2減排采用清潔燃料或可再生能源,總污染量可降低近一半3經(jīng)濟國家、公用事業(yè)、終端用戶各方共贏,削峰填谷提高系統(tǒng)經(jīng)濟性4安全突發(fā)事件時維持繼續(xù)供電,減緩對大電網(wǎng)的過分依賴5削峰填谷緩解電力與燃氣供應的季節(jié)性峰谷差,有利于能源供應可持續(xù)發(fā)展6循環(huán)經(jīng)濟利用城市垃圾、污水處理沼氣等,實現(xiàn)廢棄物減量化、無害化、資源化分布式燃機應用類型樓宇型系統(tǒng)建筑面積幾十萬平方米以內(nèi),包括辦公樓、商場、酒店、醫(yī)院、學校、居民樓等。應用微型燃機和燃氣內(nèi)燃機發(fā)電機組。區(qū)域型系統(tǒng)總建筑面積幾十萬到一二百萬平方米,包括商務區(qū)、金融區(qū)、機場、火車站、大學、新城等。應用較大功率燃氣內(nèi)燃機和燃氣輪機。產(chǎn)業(yè)型系統(tǒng)建筑面積數(shù)百萬到數(shù)千萬平方米,工業(yè)園區(qū)、高新技術區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)等。采用大容量燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)基本設備包括光伏電池組件、光伏陣列支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等,以及供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏系統(tǒng)對比并網(wǎng)光伏系統(tǒng)由光伏組件、并網(wǎng)逆變器、控制裝置組成。光伏組件將太陽能轉化為直流電,通過并網(wǎng)逆變器轉化為與電網(wǎng)同頻同相的交流電。自發(fā)自用,多余電量可賣給國家,享受優(yōu)惠政策離網(wǎng)光伏系統(tǒng)由光伏組件、逆變器、控制裝置、蓄電池組成。獨立供電系統(tǒng),必須使用蓄電池儲能。在夜間或陰雨天保證負載用電電能不足時通過電路切換由市電供電不享受并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)惠政策光伏建筑的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)主要優(yōu)勢有效利用建筑物屋頂和幕墻,無需占用土地原地發(fā)電、原地用電,節(jié)省送電網(wǎng)投資白天發(fā)電正值電網(wǎng)用電高峰,舒緩高峰電力需求降低墻面及屋頂溫升綠色環(huán)保,無噪聲、無污染物排放發(fā)展障礙產(chǎn)權不夠清晰,難以獲得金融支持安裝、接入方式相對復雜結算關系涉及三方,存在違約風險分布式小水電資源分布根據(jù)《全國農(nóng)村水能資源調(diào)查評價報告(2008年)》,我國單站裝機容量5萬kW及以下的小水電資源技術可開發(fā)量1.28億kW,年發(fā)電量5350億kWh,居世界第一位。西南地區(qū)東部地區(qū)中部地區(qū)西北地區(qū)東北地區(qū)西南部的四川、貴州、云南、西藏、廣西、重慶等6省(區(qū)、市)是我國小水電資源最豐富的地區(qū),占全國的48.4%。生物質(zhì)能的主要來源農(nóng)業(yè)生物質(zhì)農(nóng)作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草等)及農(nóng)業(yè)加工廢棄物(稻殼等)林業(yè)生物質(zhì)薪炭林、間伐木材、樹枝樹葉、木屑、果殼果核等林業(yè)廢棄物畜禽糞便畜禽排泄物及其與墊草的混合物,可發(fā)酵制取沼氣城市固體廢棄物居民生活垃圾、商業(yè)服務業(yè)垃圾等,可作為二次資源利用有機廢水生活污水、工業(yè)有機廢水和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)有機廢水生物質(zhì)發(fā)電技術類型直接燃燒發(fā)電將生物質(zhì)直接作為燃料燃燒發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn),包括農(nóng)林生物質(zhì)和垃圾焚燒混合燃燒發(fā)電生物質(zhì)與煤共同燃燒,或先氣化再與煤共同燃燒沼氣發(fā)電有機廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,驅(qū)動發(fā)電機組,綜合熱效率達80%氣化發(fā)電固體生物質(zhì)氣化轉換為燃氣,再提供發(fā)電機組發(fā)電儲能技術類型與特性物理抽水蓄能調(diào)峰、調(diào)頻和備用電源分鐘級70%-75%物理壓縮空氣電力調(diào)峰和系統(tǒng)備用分鐘級50%-70%電化學鋰離子電池輔助可再生能源、調(diào)峰調(diào)頻百毫秒級85%-98%電化學鉛炭電池削峰填谷、容量備用百毫秒級70%-90%電磁超級電容電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、削峰毫秒級70%-90%鋰離子電池被認為是當下綜合性能最好的電池體系,已在儲能電站中得到廣泛使用。儲能在智能電網(wǎng)中的四大作用調(diào)峰利用儲能進行調(diào)峰,配電容量大幅減小,節(jié)省建設投資。根據(jù)峰谷電價差,低谷購電、高峰賣電,實現(xiàn)收益。調(diào)頻儲能快速響應性能天然具備調(diào)頻能力,充放電特點使其具有兩倍于自身容量的調(diào)節(jié)能力。改善電能質(zhì)量對電網(wǎng)中的有功和無功功率進行補償,有效改善分布式電源并網(wǎng)和電網(wǎng)自身的電能質(zhì)量。提高穩(wěn)定性與可靠性實現(xiàn)瞬時能量平衡,提高系統(tǒng)動態(tài)性能。故障時作為應急電源,支持電網(wǎng)黑啟動。中國電化學儲能應用分布截至2019年底,我國電化學儲能累計裝機規(guī)模為1592.7MW,占全國儲能規(guī)?？傤~的4.9%。主要集中于新能源富集地區(qū)和負荷中心地區(qū)。用戶側發(fā)電側電網(wǎng)側其他發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側儲能應用1發(fā)電側儲能跟蹤計劃出力,輔助電網(wǎng)故障恢復。在火電機組配置功率型儲能,提升機組響應性能。在新能源領域平滑出力波動,提升消納水平。2電網(wǎng)側儲能安裝在變電站附近,緩解電網(wǎng)阻塞,延緩輸配電升級,提高供電安全性、靈活性、穩(wěn)定性。鎮(zhèn)江101MW/202MWh儲能電站是代表項目。3用戶側儲能削峰填谷獲取收益,減少容量電費,保證供電安全穩(wěn)定。與分布式可再生能源結合開展光儲一體、充儲一體應用。典型用戶側儲能項目上海嘉定安亭充換儲一體化電站將電動汽車充電站、換電站、儲能站和電池梯次利用等多功能融合江蘇車牛山島微電網(wǎng)由儲能設備及風、光、柴油機組成,國內(nèi)首個交直流混合智能型微電網(wǎng)上海電力大學臨港新校區(qū)2MW光伏+300kW風電+多種儲能,外部失電時繼續(xù)保證關鍵負荷供電儲能發(fā)展?jié)摿εc趨勢發(fā)展機遇隨著可再生能源裝機規(guī)模迅猛增長,儲能是解決棄水、棄風、棄光問題最具前景的技術。在清潔化、低碳化能源轉型之路上,儲能作為智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)的關鍵支撐技術,價值日益凸顯。技術進展壓縮空氣儲能、液流電池、鋰硫電池等技術已走向產(chǎn)業(yè)化或接近產(chǎn)業(yè)化。氫燃料電池應用規(guī)模逐漸擴大,儲熱技術發(fā)展迅速。市場前景在可再生能源、電動汽車和能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)推動下,儲能產(chǎn)業(yè)有望呈爆發(fā)性增長。隨著成本持續(xù)降低,儲能系統(tǒng)應用規(guī)模和技術成本將進入良性循環(huán)發(fā)展新階段。全球儲能市場典型案例美國PJM市場儲能功率