虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架研究与思考

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.202306121

摘要/Abstract

摘要：

在“云边协同+物联网”的背景下，为给虚拟电厂动态性能量化分析评估提供全面的资源结构基础和系统化的调控框架，在对现有和潜在虚拟电厂规模化灵活资源进行调研梳理和系统分析基础上，结合资源电网接入体系和电网可控性进行研究，形成了融合3类路径、适应多场景多情形的系统化虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架。同时，依据该框架提出云边协同+物联网的虚拟电厂动态性能量化分析评估系统架构研究参考原则，探讨了虚拟电厂相关机制体制研究方向。

关键词: 虚拟电厂, 规模化灵活资源, 聚合调控, 电网可控性, 框架

Abstract:

In the background of the "cloud-edge collaboration + Internet of Things", in order to provide a comprehensive resource structure basis and a systematic regulation framework for dynamic performance quantitative analysis of virtual power plant (VPP), this paper conducts a comprehensive survey and systematic analysis of the existing and potential VPP's large-scale flexible resources, and makes a study on the grid access system and grid controllability of the resources. On this basis, a comprehensive systematic aggregation and regulation framework of VPP large-scale flexible resources is constructed, which integrates three paths and adapts to multiple scenarios and conditions. Based on the proposed framework, the reference principles are given for the research on the "Cloud-edge collaboration + Internet of Things" architecture of the VPP dynamic performance quantitative analysis and evaluation system, and the research directions of relevant VPP mechanisms are also discussed.

Key words: virtual power plant, large scale flexible resources, aggregation and regulation, grid controllability, framework

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图/表 6

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资源类别	电压等级	资源可控性
分布式电源（专变/专线）	10~35 kV	电网调度机构直控^[14]
分布式电源	220~380 V	具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源（有些可功率调节，有些只控并离网）：1）始终授权直控，充当配网自动化调控资源（Ⅰ类）；2）默认电网保消纳，仅在授权直控时，充当配网自动化调控资源（Ⅱ类）；3）默认电网保消纳，从不授权直控，仅在应急条件下被并/离网（Ⅲ类）
分布式电源（聚合商）	220~380 V	1）聚合商达到直控标准的由调度机构直控调度^[11]，未达直控标准的由虚拟电厂平台调控； 2）聚合商可签订协议以聚合的资源包含3种：①不具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源，电网保消纳，响应聚合商调控；②具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅱ类资源，在未授权充当配网自动化调控资源时，响应聚合商调控；③具备直控条件的Ⅲ类资源，在非应急条件下被并离网，响应聚合商调控

资源类别	电压等级	资源可控性
分布式电源（专变/专线）	10~35 kV	电网调度机构直控^[14]
分布式电源	220~380 V	具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源（有些可功率调节，有些只控并离网）：1）始终授权直控，充当配网自动化调控资源（Ⅰ类）；2）默认电网保消纳，仅在授权直控时，充当配网自动化调控资源（Ⅱ类）；3）默认电网保消纳，从不授权直控，仅在应急条件下被并/离网（Ⅲ类）
分布式电源（聚合商）	220~380 V	1）聚合商达到直控标准的由调度机构直控调度^[11]，未达直控标准的由虚拟电厂平台调控； 2）聚合商可签订协议以聚合的资源包含3种：①不具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源，电网保消纳，响应聚合商调控；②具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅱ类资源，在未授权充当配网自动化调控资源时，响应聚合商调控；③具备直控条件的Ⅲ类资源，在非应急条件下被并离网，响应聚合商调控

资源类型	电压等级	资源可控性
可调负荷（专变/专线）	220 V~35 kV	1）符合调度机构直控标准的资源，可由调度机构直控^[11]；2）不符合调度机构直控标准，具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源（有些可功率调节，有些只控并离网）：①始终授权直控，充当配网自动化调控资源（Ⅰ类）；②仅在授权直控时，充当配网自动化调控资源（Ⅱ类）；③从不授权直控，仅在应急条件下被并/离网（Ⅲ类）
可调负荷（聚合商）	220 V~35 kV	1）聚合商符合调度机构直控标准的可由调度机构直控调度^[11]，否则由虚拟电厂平台调控； 2）聚合商可签订协议聚合的资源包含3种（有些可功率调节，有些只控并离网）：①不具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源，电网保供电，响应聚合商调控；②具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅱ类资源，在未授权充当配网自动化调控资源时，响应聚合商调控；③具备直控条件的Ⅲ类资源，在非应急条件下，响应聚合商调控

资源类型	电压等级	资源可控性
可调负荷（专变/专线）	220 V~35 kV	1）符合调度机构直控标准的资源，可由调度机构直控^[11]；2）不符合调度机构直控标准，具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源（有些可功率调节，有些只控并离网）：①始终授权直控，充当配网自动化调控资源（Ⅰ类）；②仅在授权直控时，充当配网自动化调控资源（Ⅱ类）；③从不授权直控，仅在应急条件下被并/离网（Ⅲ类）
可调负荷（聚合商）	220 V~35 kV	1）聚合商符合调度机构直控标准的可由调度机构直控调度^[11]，否则由虚拟电厂平台调控； 2）聚合商可签订协议聚合的资源包含3种（有些可功率调节，有些只控并离网）：①不具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源，电网保供电，响应聚合商调控；②具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅱ类资源，在未授权充当配网自动化调控资源时，响应聚合商调控；③具备直控条件的Ⅲ类资源，在非应急条件下，响应聚合商调控

资源类别	电压等级	资源可控性
混合型（储能）	10~ 35 kV	1）接受调度机构调度的资源，由调度机构直控^[16]；2）不接受调度机构调度的资源，默认为自由运行、只监不控。当资源具备直控条件，并同意接收调控时，可充当调度机构调度资源
混合型（储能）	220~ 380 V	具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源（有些可功率调节，有些只控并离网）：1）始终授权直控，充当配网自动化调控资源（Ⅰ类）；2）默认自由运行、只监不控，仅在授权直控时，充当配网自动化调控资源（Ⅱ类）；3）默认自由运行、只监不控，从不授权直控，仅在应急条件下被并/离网（Ⅲ类）
混合型（储能聚合商）	220 V-35 kV	1）聚合商达直控标准的可由调度机构直控调度^[11]，否则由虚拟电厂平台调控；2）聚合商可签订协议以聚合的资源包含3种：①10~35 kV不接受调度机构调度的资源，默认为自由运行、只监不控，而当资源被聚合商聚合后，可响应聚合商调控；②220~380 V具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅱ类资源，在未授权充当配网自动化调控资源时，响应聚合商调控；③220~380 V具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅲ类资源，在非应急条件下，响应聚合商调控
混合型（微网）	10~ 35 kV	具备调度机构直控能力（可功率调节）^[17]，通常在并网点电能质量满足电网要求的情况下，自由运行、只监不控，但电网有权对其进行“四遥”。1）在资源授权调度机构直控时，可充当调度机构调度资源；2）在资源未授权调度机构直控时，根据并网点电能质量在能力范围内进行调节，无法参与调节应能自动离网独立运行
混合型（微网）	220~ 380 V	具备监测和记录运行状况的功能^[17]。自由运行、只监不控。具备配自系统Ⅳ区直控条件的资源（可功率调节）：1）仅在授权直控时，充当配网自动化调控资源；2）从不授权直控的，在并网点电能质量不满足电网要求时，自动离网独立运行
混合型（微网聚合商）	220~ 380 V	1）聚合商达直控标准的可由调度机构直控调度^[11]，否则由虚拟电厂平台调控；2）聚合商可签订协议以聚合的资源包含：①220~380 V具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅱ类资源，在未授权充当配网自动化调控资源时，响应聚合商调控；②220~380 V具备配自系统Ⅳ区直控条件的Ⅲ类资源，在非离网状态下，响应聚合商调控