1虛擬電廠標準化現(xiàn)狀

本文基于國內(nèi)已頒布、立項的虛擬電廠標準及規(guī)范，對虛擬電廠不同環(huán)節(jié)標準進行了梳理和歸類，如表1所示。依據(jù)調(diào)研得到的15項虛擬電廠相關(guān)標準（截至2023年8月），將其分為基礎(chǔ)通用、規(guī)劃建設、運行維護、支撐技術(shù)和能效評估5個方面，在這5個方面對虛擬電廠的標準現(xiàn)狀和需求進行分析。

2標準體系框架

2.1構(gòu)建原則

本文在構(gòu)建虛擬電廠標準體系時，重點考慮“引導性、協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性、開放性"等原則。

1）引導性原則

目前，國內(nèi)虛擬電廠正處于由邀約型向市場型過渡的階段，從用戶響應邀約參與負荷的削減到用戶和發(fā)電主體自發(fā)參與電力交易，虛擬電廠的商業(yè)模式將發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。但目前尚無成熟的虛擬電廠標準模式，虛擬電廠的定義還不明確，使得用戶對于需求響應和虛擬電廠的差異并沒有清晰的認識，不利于提升用戶參與虛擬電廠交易的積極性；在市場建設中，交易機制處于起步階段，多數(shù)虛擬電廠試點僅以邀約等方式參與政策性需求響應。虛擬電廠標準體系的構(gòu)建應對提高用戶參與積極性、加快虛擬電廠實現(xiàn)階段化轉(zhuǎn)變和規(guī)模化發(fā)展起到引導作用。

2）協(xié)調(diào)性原則

近些年，地方層面發(fā)布了諸多宏觀政策，對虛擬電廠建設發(fā)展給予指導。

3）系統(tǒng)性原則

虛擬電廠資源橫跨源網(wǎng)荷儲等多個領(lǐng)域，從技術(shù)架構(gòu)來看可分為3層：1層為分布式資源層，即分布在配電網(wǎng)中的各種可再生能源、儲能設備、可調(diào)負荷等，該層級響應上級下發(fā)的調(diào)控指令和價格激勵，并由上層通信進行采集和監(jiān)控；2層為通信網(wǎng)絡層，通過通信設備向虛擬電廠管控平臺層反映相關(guān)數(shù)據(jù)信息，在線接收電網(wǎng)調(diào)控下發(fā)的調(diào)控指令并分解至虛擬電廠內(nèi)各類可調(diào)節(jié)資源；3層為管理平臺層，在該層級，虛擬電廠根據(jù)預測的相關(guān)信息和可控資源的調(diào)度能力進行信息決策和電力交易，虛擬電廠層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4）開放性原則

在歐美，虛擬電廠已經(jīng)經(jīng)過一段時期的發(fā)展；而在國內(nèi)，虛擬電廠正處于起步階段，以國網(wǎng)冀北電力有限公司和國網(wǎng)浙江省電力有限公司等單位建設的虛擬電廠示范項目為主。虛擬電廠標準體系應是充分開放的，既充分吸收國際經(jīng)驗，又依托國內(nèi)試點成果，與時俱進、動態(tài)變化與擴展，以適應虛擬電廠技術(shù)的未來發(fā)展需求。

2.2構(gòu)建流程

本文采用“自上而下"和“自下而上"相結(jié)合的方法，進一步應用平行分解法構(gòu)建虛擬電廠標準體系框架?！白陨隙?是指重視頂層設計，根據(jù)虛擬電廠領(lǐng)域發(fā)展規(guī)劃，依據(jù)虛擬電廠標準體系建設原則，明確建設目標；“自下而上"是指重視標準需求，基于現(xiàn)有虛擬電廠標準梳理分析，明確未來建設需求。將標準需求與現(xiàn)有標準進行對比，識別現(xiàn)有標準與需求之間的差距，進行標準的更新和修訂，制定缺失的標準。采用系統(tǒng)工程方法中的平行分解法進行標準子類的劃分和細節(jié)的構(gòu)建，得到具體的虛擬電廠標準體系布局，為虛擬電廠標準體系建設提供可行性建議。標準體系構(gòu)建的流程如圖2所示。

3各領(lǐng)域需求分析

本研究中虛擬電廠標準體系縱向分為功能子體系層、標準子類層和標準系列層3個層次，其中功能子體系層涵蓋基礎(chǔ)通用、規(guī)劃建設、運行維護、支撐技術(shù)和能效評估等5個領(lǐng)域，標準子類層分為15個子領(lǐng)域共52個標準系列，如圖3所示。

1）基礎(chǔ)通用子體系

基礎(chǔ)通用子體系為虛擬電廠標準體系提供基礎(chǔ)性和規(guī)范性支撐，針對虛擬電廠術(shù)語、分類等定義不明晰的現(xiàn)狀，亟須加強虛擬電廠總則、術(shù)語、指標及技術(shù)要求等標準建設，用以指導虛擬電廠各個階段標準化基礎(chǔ)工作的開展。

2）規(guī)劃建設子體系

規(guī)劃建設子體系包括平臺建設、市場建設、資源建設和信息通信建設4個子類。針對標準層級較少的現(xiàn)狀，在這一子體系中需要加強虛擬電廠規(guī)劃建設標準的制定，進一步提高虛擬電廠建設水平；針對子類標準的建設，應將工作重點放在還未有標準支撐的市場機制和資源建設子類的標準制定，加快制定虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)技術(shù)標準和資源建設領(lǐng)域中聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標準。

3）規(guī)劃建設子體系

規(guī)劃建設子體系包括平臺建設、市場建設、資源建設和信息通信建設4個子類。針對標準層級較少的現(xiàn)狀，在這一子體系中需要加強虛擬電廠規(guī)劃建設標準的制定，進一步提高虛擬電廠建設水平；針對子類標準的建設，應將工作重點放在還未有標準支撐的市場機制和資源建設子類的標準制定，加快制定虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)技術(shù)標準和資源建設領(lǐng)域中聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標準。

4）運行維護建設子體系

運行維護子體系由并網(wǎng)與接入、調(diào)度管理、運行安全規(guī)定3個子類組成。在運行維護子體系上，調(diào)度管理方面需要加強虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度標準建設，完善可調(diào)節(jié)資源參與虛擬電廠調(diào)控運行的相關(guān)標準。

5）支撐技術(shù)子體系

虛擬電廠涉及多個領(lǐng)域和方面的技術(shù)，支撐技術(shù)子體系包括關(guān)鍵技術(shù)和前沿技術(shù)子體系。體系的建設需緊密跟蹤虛擬電廠建設中的技術(shù)細節(jié)與技術(shù)成熟度，加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為標準化應用，布局有協(xié)調(diào)性、前瞻性的虛擬電廠特色應用標準，加強標準層級的布局和規(guī)劃。

6）能效評估子體系

針對目前虛擬電廠能源評估標準空白的現(xiàn)狀，亟須開展能效評估標準的建設，通過能效評估子體系中的標準明確虛擬電廠建設規(guī)模和應用范圍，提出虛擬電廠發(fā)電、需求響應等能力評估方法，對虛擬電廠的技術(shù)性能和經(jīng)濟性進行評估，為虛擬電廠規(guī)劃建設、工程運行維護、技術(shù)改進等工作的開展提供支撐。

4布局建議

當前國內(nèi)虛擬電廠還處于發(fā)展初期，標準體系建設滯后，適用標準較少，難以滿足新型電力系統(tǒng)和新業(yè)態(tài)發(fā)展需要。本文在對虛擬電廠相關(guān)標準進行全面梳理與分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)規(guī)劃和試點經(jīng)驗提出虛擬電廠標準體系構(gòu)建原則，構(gòu)建了涵蓋基礎(chǔ)通用、規(guī)劃建設、運行維護、支撐技術(shù)和能效評估等領(lǐng)域的虛擬電廠標準體系架構(gòu)?；诟黝I(lǐng)域分析，對虛擬電廠未來技術(shù)標準布局規(guī)劃提出如下建議：

依托圖4所示體系架構(gòu)，重點完善虛擬電廠規(guī)劃及方案制定、能效評估，數(shù)據(jù)平臺建設，調(diào)度系統(tǒng)、運營與管理等環(huán)節(jié)優(yōu)化的標準體系建設，支撐虛擬電廠規(guī)模化發(fā)展。

具體來說，重點在以下方面開展標準制定和修訂工作：在基礎(chǔ)通用領(lǐng)域，重點加強虛擬電廠總則、術(shù)語、指標及技術(shù)要求等標準建設，以指導虛擬電廠各個階段標準化工作的開展；在規(guī)劃建設領(lǐng)域，重點制定、完善虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)技術(shù)標準和資源建設維度聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標準，加快虛擬電廠整體平臺和信息通信標準制定；在運行維護領(lǐng)域，加快推進運維管理標準建設，完善多種靈活性資源并網(wǎng)標準；在支撐技術(shù)領(lǐng)域，加快相關(guān)技術(shù)成果的標準轉(zhuǎn)化以及人工智能新技術(shù)在虛擬電廠中融合應用的相關(guān)標準制定；在能效評估領(lǐng)域，加快資源調(diào)度潛力評估、柔性資源響應潛力評估標準的制定和應用，為明確靈活性資源池規(guī)模提供支撐。

此外，還應從以下方面來推進虛擬電廠標準化建設：

1）加快制定、完善虛擬電廠標準建設與發(fā)展的指導意見。目前、省市層面都出臺了鼓勵虛擬電廠的相關(guān)政策，但缺乏虛擬電廠標準化推進的具體要求與方案。

2）加快設立虛擬電廠專有標準化技術(shù)委員會，對口負責虛擬電廠標準化工作，協(xié)調(diào)推進虛擬電廠標準化各項工作。

3）加強虛擬電廠相關(guān)研究成果、試點經(jīng)驗的標準轉(zhuǎn)化。依托國內(nèi)開展的示范項目，推進新模式、新方法、新技術(shù)的應用及標準制定。

5企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺

5.1概述

AcrelEMS智慧能源管理平臺是針對企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺，對企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設施以及各類交直流負荷的運行狀態(tài)實時監(jiān)視、智能預測、動態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動、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)整控制動態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟運行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運行效率。AcrelEMS智慧能源管理平臺可以接受虛擬電廠的調(diào)度指令和需求響應，是虛擬電廠平臺的企業(yè)級子系統(tǒng)。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.3.系統(tǒng)功能

5.3.1基礎(chǔ)功能

5.3.1.1電能統(tǒng)計

1）用電集抄

展示選中變配電站回路的間隔時間內(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/報表，報表支持導出為EXCEL形式。

2）用電統(tǒng)計

展示選中變配電站回路的用能數(shù)據(jù)，如圖7.1.2所示。

支持日報、月報、年報顯示數(shù)據(jù)；支持導出EXCEL表格。

3）分時段用電

展示選中變配電站的選中回路的選中時間段的尖、峰、平、谷、總電量，電費情況。如圖所示。（表計需要支持尖峰平谷電能采集）

支持導出為EXCEL形式。

5.3.1.2故障報警

1）遙信事件

遙信事件頁面主要用于記錄設備參量的狀態(tài)量變化日志，包括但不限于開關(guān)狀態(tài)、刀閘狀態(tài)、接頭分合狀態(tài)等信號，頁面主要關(guān)注發(fā)生遙信的站點、時間、設備、參量和詳情等內(nèi)容。如圖所示。

支持時間、儀表名稱或編號、參數(shù)名等列進行數(shù)據(jù)篩選。

支持導出為EXCEL形式。

2）遙測事件

遙測事件頁面主要用于記錄設備電參量在日常運行中是否超過限制的日志，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)測信號，頁面主要關(guān)注發(fā)生遙測的站點、時間、設備、參量、上下限值、報警值和詳情等內(nèi)容。如圖7.3.2所示。

支持時間、儀表名稱或編號、參數(shù)名等列進行數(shù)據(jù)篩選。

支持導出為EXCEL形式。

3）報警分級

報警分析頁面用于分析用戶所有站點的報警情況，根據(jù)報警類型或日、月、年時間跨度對發(fā)生的報警數(shù)量進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對用戶站點的報警情況排序，幫助用戶定位頻發(fā)報警與問題站點。如圖所示。

支持自定義報警分級分類。

4）報警分析

將報警信息按照故障、緊急、一般進行分類顯示。如圖7.3.4所示。

?支持報警數(shù)據(jù)同環(huán)比分析

5.1.1.3變電所綜合自動化系統(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)實時刷新，響應迅速。展示圖形為SVG格式，放大縮小不失真。

5..1.1.4管理駕駛艙

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

?可進行頁面跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)配電圖可具體某一圖形。

5.1.1.5電力綜合看板

系統(tǒng)提供低壓配電監(jiān)測大面板，提供變電站和光伏電站運行情況展示，通過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

? 地圖支持放大縮小且響應迅速。報警信息支持輪播功能。

1）直流屏監(jiān)測

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

2）用電集抄

展示選中變配電站回路的間隔時間內(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/報表，報表支持導出為EXCEL形式。

3）用電統(tǒng)計

展示選中變配電站回路的用能數(shù)據(jù)，如圖所示。

支持日報、月報、年報顯示數(shù)據(jù)；支持導出EXCEL表格

4）分時段用電

展示選中變配電站的選中回路的選中時間段的尖、峰、平、谷、總電量，電費情況。如圖所示。

?支持導出為EXCEL形式。

5）分組用電統(tǒng)計

展示用戶自己組合定義的該變配電站的用電報表，用戶可以根據(jù)自己的需求對用電回路進行分類，例如：按區(qū)域統(tǒng)計、按分項用能統(tǒng)計、按部門統(tǒng)計等。如圖所示。

?支持報表按日報、月報、年報展示。

?支持柱狀圖，折線圖，餅圖切換。

?支持導出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、氣和折算的標煤耗用量，還有這些用能的同環(huán)比對比分析數(shù)據(jù)，還展示了逐時、逐日用能趨勢和分時段用電情況。如圖7.11.1所示。

7）支路能耗統(tǒng)計

統(tǒng)計選擇回路的分類能源用能報表，如圖7.32所示。

? 支持按、日、月年統(tǒng)計。

支持導出EXCEL格式。

6相關(guān)平臺部署硬件選型清單

6.1電力監(jiān)控及馬達保護系統(tǒng)

7結(jié)束語

虛擬電廠標準體系的建設需加強對虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)、資源聚合、信息通信、平臺建設等重點領(lǐng)域技術(shù)標準的覆蓋，針對缺失嚴重的規(guī)劃建設標準、能效評估標準，應加快開展頂層設計，推動標準化進程；同時，還要不斷推進地方虛擬電廠實踐成果向標準轉(zhuǎn)化，助力虛擬電廠規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。