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淺聊虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求分析

瀏覽次數(shù):359更新時(shí)間:2024-08-16
摘要: 隨著能源領(lǐng)域的數(shù)字化和智能化發(fā)展,虛擬電廠作為一種新興的能源管理模式,正逐漸引起廣泛關(guān)注。然而,其標(biāo)準(zhǔn)化工作仍處于初級(jí)階段。本文旨在深入探討虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)狀,并對(duì)其未來(lái)的需求進(jìn)行全面分析,以促進(jìn)虛擬電廠的健康、快速發(fā)展。

 

一、引言

 

虛擬電廠是一種通過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)和控制技術(shù),將分布式能源資源(如分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷等)進(jìn)行整合和優(yōu)化管理的能源聚合體。它能夠像傳統(tǒng)電廠一樣參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行,為電力系統(tǒng)提供靈活的調(diào)節(jié)能力和輔助服務(wù)。

 

隨著可再生能源的大規(guī)模接入和電力市場(chǎng)改革的不斷推進(jìn),虛擬電廠在提高能源利用效率、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而,由于虛擬電廠涉及多個(gè)領(lǐng)域和技術(shù),其標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后,制約了虛擬電廠的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。

 

二、虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

 

(一)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
國(guó)際上,一些標(biāo)準(zhǔn)化組織如國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)等已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)化工作。IEC 成立了相關(guān)的技術(shù)委員會(huì),致力于制定虛擬電廠的術(shù)語(yǔ)、定義、架構(gòu)和功能等方面的標(biāo)準(zhǔn)。ISO 也在能源管理和智能電網(wǎng)領(lǐng)域開(kāi)展了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作,為虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)化提供了一定的參考。

 

例如,IEC 發(fā)布的《智能電網(wǎng)用戶接口》標(biāo)準(zhǔn),對(duì)虛擬電廠與用戶之間的交互接口進(jìn)行了規(guī)范,為用戶參與虛擬電廠提供了便利。

 

(二)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
在國(guó)內(nèi),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國(guó)家能源局等部門(mén)也在積極推動(dòng)虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)化工作。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已經(jīng)成立,并開(kāi)展了一系列標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

 

我國(guó)已經(jīng)發(fā)布了一些與虛擬電廠相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),如《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》《儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等,這些標(biāo)準(zhǔn)為虛擬電廠的建設(shè)和運(yùn)行提供了一定的技術(shù)依據(jù)。

 

然而,目前國(guó)內(nèi)的虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善,存在標(biāo)準(zhǔn)缺失、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題,難以滿足虛擬電廠快速發(fā)展的需求。

 

三、虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化需求分析

 

(一)技術(shù)需求

 

通信與信息交互標(biāo)準(zhǔn)
虛擬電廠需要與分布式能源資源、電網(wǎng)公司、電力市場(chǎng)等進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的信息交互。因此,需要制定統(tǒng)一的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn),確保信息的安全、可靠傳輸。
例如,采用基于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的通信技術(shù),規(guī)范數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理的流程。
  1. 能量管理與優(yōu)化調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)
    虛擬電廠的核心功能是對(duì)分布式能源資源進(jìn)行能量管理和優(yōu)化調(diào)度。需要制定相關(guān)的算法和模型標(biāo)準(zhǔn),以提高調(diào)度的效率和精度。
    比如,建立基于人工智能和大數(shù)據(jù)的優(yōu)化調(diào)度算法標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)對(duì)能源資源的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和優(yōu)化配置。
  2. 安全與防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)
    虛擬電廠涉及大量的敏感信息和關(guān)鍵設(shè)備,需要建立完善的安全防護(hù)體系。制定網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、設(shè)備安全等方面的標(biāo)準(zhǔn),保障虛擬電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
    像采用加密技術(shù)對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù),制定設(shè)備準(zhǔn)入和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)等。

 

(二)市場(chǎng)需求

 

  1. 電力市場(chǎng)交易標(biāo)準(zhǔn)
    虛擬電廠作為電力市場(chǎng)的參與者,需要遵循統(tǒng)一的交易規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。制定交易流程、價(jià)格機(jī)制、結(jié)算方式等方面的標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)虛擬電廠在電力市場(chǎng)中的公平競(jìng)爭(zhēng)。
    例如,明確虛擬電廠的市場(chǎng)準(zhǔn)入條件和交易品種,規(guī)范交易合同的簽訂和執(zhí)行。
  2. 商業(yè)模式與合作標(biāo)準(zhǔn)
    虛擬電廠的發(fā)展需要建立多樣化的商業(yè)模式和合作機(jī)制。制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范各方的權(quán)利和義務(wù),保障合作的順利進(jìn)行。
    比如,制定虛擬電廠與能源供應(yīng)商、用戶之間的合作協(xié)議模板,明確收益分配和風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)方式。

 

(三)管理需求

 

  1. 運(yùn)營(yíng)管理標(biāo)準(zhǔn)
    制定虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)管理流程、質(zhì)量控制、績(jī)效考核等方面的標(biāo)準(zhǔn),提高虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量。
    例如,建立虛擬電廠的運(yùn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估指標(biāo)體系,定期對(duì)其運(yùn)行效果進(jìn)行評(píng)估和改進(jìn)。
  2. 監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)
    為保障虛擬電廠的合法合規(guī)運(yùn)營(yíng),需要制定相應(yīng)的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn),明確監(jiān)管機(jī)構(gòu)的職責(zé)、監(jiān)管方式和處罰措施等。
    比如,建立虛擬電廠的信息披露制度,加強(qiáng)對(duì)其運(yùn)營(yíng)過(guò)程的監(jiān)督和管理。

 

四、虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化面臨的挑戰(zhàn)

 

(一)技術(shù)復(fù)雜性
虛擬電廠涉及多種能源技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù),技術(shù)體系復(fù)雜,給標(biāo)準(zhǔn)化工作帶來(lái)了較大的難度。

 

(二)利益協(xié)調(diào)難度大
虛擬電廠涉及眾多利益相關(guān)方,如分布式能源資源所有者、電網(wǎng)公司、電力用戶、能源服務(wù)提供商等,各方利益訴求不同,協(xié)調(diào)難度較大。

 

(三)標(biāo)準(zhǔn)更新?lián)Q代快
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化,虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)需要不斷更新和完善,以保持其有效性和適應(yīng)性。

 

五、企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺(tái)

(一)概述

AcrelEMS智慧能源管理平臺(tái)是針對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺(tái),對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類(lèi)交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配,優(yōu)化策略,診斷告警,可調(diào)度源荷有序互動(dòng)、能源全景分析,滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動(dòng)態(tài)化、全景分析可視化的需求,完成不同策略下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,為用戶降低能源成本,提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。AcrelEMS智慧能源管理平臺(tái)可以接受虛擬電廠的調(diào)度指令和需求響應(yīng),是虛擬電廠平臺(tái)的企業(yè)級(jí)子系統(tǒng)。

(二)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(三)系統(tǒng)功能

3.1基礎(chǔ)功能

3.1.1電能統(tǒng)計(jì)

(1)用電集抄

展示選中變配電站回路的間隔時(shí)間內(nèi)的正向有功電度用能情況,如圖所示。支持查詢歷史曲線圖/報(bào)表,報(bào)表支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

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(2)用電統(tǒng)計(jì)

展示選中變配電站回路的用能數(shù)據(jù),如圖7.1.2所示。支持日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)顯示數(shù)據(jù);支持導(dǎo)出EXCEL表格。

微信圖片_20240620192916

(3)分時(shí)段用電

展示選中變配電站的選中回路的選中時(shí)間段的尖、峰、平、谷、總電量,電費(fèi)情況。如圖所示。(表計(jì)需要支持尖峰平谷電能采集)支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

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3.1.2故障報(bào)警

(1)遙信事件

遙信事件頁(yè)面主要用于記錄設(shè)備參量的狀態(tài)量變化日志,包括但不限于開(kāi)關(guān)狀態(tài)、刀閘狀態(tài)、接頭分合狀態(tài)等信號(hào),頁(yè)面主要關(guān)注發(fā)生遙信的站點(diǎn)、時(shí)間、設(shè)備、參量和詳情等內(nèi)容。如圖所示。支持時(shí)間、儀表名稱(chēng)或編號(hào)、參數(shù)名等列進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選。支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

(2)遙測(cè)事件

遙測(cè)事件頁(yè)面主要用于記錄設(shè)備電參量在日常運(yùn)行中是否超過(guò)限制的日志,包括但不限于電流、電壓、功率、頻率、主變溫度和濕度等需要監(jiān)測(cè)信號(hào),頁(yè)面主要關(guān)注發(fā)生遙測(cè)的站點(diǎn)、時(shí)間、設(shè)備、參量、上下限值、報(bào)警值和詳情等內(nèi)容。

(3)報(bào)警分級(jí)

報(bào)警分析頁(yè)面用于分析用戶所有站點(diǎn)的報(bào)警情況,根據(jù)報(bào)警類(lèi)型或日、月、年時(shí)間跨度對(duì)發(fā)生的報(bào)警數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對(duì)用戶站點(diǎn)的報(bào)警情況排序,幫助用戶定位頻發(fā)報(bào)警與問(wèn)題站點(diǎn)。如圖所示。

(4)報(bào)警分析

將報(bào)警信息按照故障、緊急、一般進(jìn)行分類(lèi)顯示。如圖所示。支持報(bào)警數(shù)據(jù)同環(huán)比分析

3.1.3變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

系統(tǒng)提供35kV/10kV一次系統(tǒng)圖展示。如圖所示提供電參量、分合閘狀況、操控面板狀態(tài)展示。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新,響應(yīng)迅速。展示圖形為SVG格式,放大縮小不失真。

3.1.4管理駕駛艙

系統(tǒng)提供平臺(tái)整體配電結(jié)構(gòu)圖,分為:源,網(wǎng),荷,儲(chǔ),充,運(yùn)維。六大功能模塊。幫助用戶了解配電結(jié)構(gòu)。如圖所示。

3.1.5電力綜合看板

系統(tǒng)提供低壓配電監(jiān)測(cè)大面板,提供變電站和光伏電站運(yùn)行情況展示,通過(guò)地圖顯示各電站具體位置,并展示目前告警數(shù)目和具體信息。如圖7.8.1所示

(1)直流屏監(jiān)測(cè)

提供直流屏遙測(cè)數(shù)據(jù),一/二路交流電壓監(jiān)測(cè)。如圖所示

(2)用電集抄

展示選中變配電站回路的間隔時(shí)間內(nèi)的正向有功電度用能情況,如圖所示。支持查詢歷史曲線圖/報(bào)表,報(bào)表支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

(3)用電統(tǒng)計(jì)

展示選中變配電站回路的用能數(shù)據(jù),如圖所示。支持日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)顯示數(shù)據(jù);支持導(dǎo)出EXCEL表格

(4)分時(shí)段用電

展示選中變配電站的選中回路的選中時(shí)間段的尖、峰、平、谷、總電量,電費(fèi)情況。如圖所示。支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

(5)分組用電統(tǒng)計(jì)

展示用戶自己組合定義的該變配電站的用電報(bào)表,用戶可以根據(jù)自己的需求對(duì)用電回路進(jìn)行分類(lèi),例如:按區(qū)域統(tǒng)計(jì)、按分項(xiàng)用能統(tǒng)計(jì)、按部門(mén)統(tǒng)計(jì)等。如圖所示。支持報(bào)表按日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)展示。支持柱狀圖,折線圖,餅圖切換。支持導(dǎo)出EXCEL表格

(6)能耗綜合看板

展示企業(yè)基本信息,整體的能耗情況,包括電、水、氣和折算的標(biāo)煤耗用量,還有這些用能的同環(huán)比對(duì)比分析數(shù)據(jù),還展示了逐時(shí)、逐日用能趨勢(shì)和分時(shí)段用電情況。

(7)支路能耗統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)選擇回路的分類(lèi)能源用能報(bào)表,如圖所示。支持按、日、月年統(tǒng)計(jì)。支持導(dǎo)出EXCEL格式。

六、相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

(一)電力監(jiān)控及馬達(dá)保護(hù)系統(tǒng)

(二)企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)

 

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七、結(jié)束語(yǔ)

虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)需加強(qiáng)對(duì)虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)、資源聚合、信息通信、平臺(tái)建設(shè)等重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋,針對(duì)缺失嚴(yán)重的規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、能效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)加快開(kāi)展頂層設(shè)計(jì),推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程;同時(shí),還要不斷推進(jìn)地方虛擬電廠實(shí)踐成果向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化,助力虛擬電廠規(guī)范化、規(guī)?;l(fā)展。

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