發(fā)展虛擬電廠技術 促進新能源優(yōu)化配置與消納

 

功能定位、接入規(guī)模及范圍研究

中國的分布式能源分布較為廣泛，且存在明顯的地域性特點，虛擬電廠雖然可以統(tǒng)籌不同地域、不同層級的能源，但應結合可參與的電網(wǎng)規(guī)模、電源規(guī)模以及自身的成本與經濟效益等綜合因素，考慮虛擬電廠控制協(xié)調各類能源的功能特點和接入規(guī)模。

虛擬電廠功效可定位于引導用戶開展需求響應，優(yōu)化用電行為和時序，實現(xiàn)削峰填谷，塑造泛在調節(jié)資源系統(tǒng)生態(tài)，改善電力系統(tǒng)運行特性、緩解電網(wǎng)運行壓力、增強電網(wǎng)應急調節(jié)能力；輔助降低發(fā)輸供電環(huán)節(jié)投資，提升電力系統(tǒng)的整體運行效益同時，提升新能源消納能力。

接入規(guī)模與范圍方面，一是確定不同時期統(tǒng)籌控制的能源規(guī)模，如風、光資源的間歇性、波動性，水資源的季節(jié)性等，以及各類能源比重大小等，在不同負荷時期，體現(xiàn)著不同的電網(wǎng)支撐與互助能力。所以，虛擬電廠成立時，應做好自身的功能定位，同時與電網(wǎng)公司、能源供應商建立良性互動機制，真正實時、動態(tài)地輔助電網(wǎng)運行。二是虛擬電廠參與電網(wǎng)運行，應基本確定參與電網(wǎng)涉及的范圍?？梢越Y合虛擬電廠接入的新能源規(guī)模與類型，能輸出的發(fā)電能力，尋找匹配的負荷范圍等因素確定。三是虛擬電廠在一個區(qū)域內的功能、規(guī)模、數(shù)量，應充分結合區(qū)域各類型能源發(fā)電規(guī)模、負荷水平、電網(wǎng)規(guī)模及結構等，科學建設，穩(wěn)步發(fā)展。

優(yōu)化調度算法問題

虛擬電廠的控制能源的最優(yōu)算法，目前已有相關探索，但仍需要深化研究。虛擬電廠調度問題可分為2種：內部調度，虛擬電廠對自身內部接入的多類型電源容量或者出力進行優(yōu)化配置；比如內部在滿足各機組出力約束和網(wǎng)絡約束的前提下，如何考慮在收益最大化、碳排放最小等目標的前提下，利用內能算法，實現(xiàn)內部優(yōu)化調度。外部調度，將虛擬電廠當成一個整體參與電網(wǎng)調度，考慮在最小化系統(tǒng)頻率偏差、聯(lián)絡線功率偏差、電壓質量偏差、棄風棄光功率、系統(tǒng)損耗成本等多因素的目標函數(shù)算法等。

虛擬電廠如何利用大數(shù)據(jù)技術參與協(xié)調控制

虛擬電廠一旦運行，將不斷產生能源和交易數(shù)據(jù)。運行初期，主要是算法指導運行，后期隨著虛擬電廠的數(shù)據(jù)不斷增加，將演變成一個較大的數(shù)據(jù)流，進而達到大數(shù)據(jù)體量。那時，可以利用大數(shù)據(jù)的算法，結合電網(wǎng)自身的約束，進一步優(yōu)化協(xié)調控制。

大數(shù)據(jù)技術可進行負荷預測、新能源出力預測，包括風電、太陽能。準確預測風能、太陽能，需要分析大量數(shù)據(jù)，包括風速、云層等氣象數(shù)據(jù)。同時，利用大數(shù)據(jù)技術，可以尋找虛擬電廠內部能源向電網(wǎng)輸出數(shù)據(jù)，與電網(wǎng)安全運行的最優(yōu)配置信息，適應電力大數(shù)據(jù)的數(shù)學建模方法，以及不同方法之間的相互驗證，進而實現(xiàn)雙向最佳匹配模型。

突破區(qū)塊鏈技術的應用難題

區(qū)塊鏈是一個沒有信任或者缺乏信任關系而建立起來的信任機器。區(qū)塊鏈技術是數(shù)據(jù)經濟的重要組成部分。未來分布式發(fā)電市場化后，電力市場交易需要一個點對點、公開透明、安全可信的交易環(huán)境，基于區(qū)塊鏈技術可以實現(xiàn)這種交易環(huán)境的構建，在此環(huán)境下，交易主體可以自動建立信任機制，簽訂智能購電合同，實現(xiàn)點對點的實時交易結算，同時交易數(shù)據(jù)又可以變?yōu)橐环N新的數(shù)據(jù)資產，進而演化為增值服務。同時，區(qū)塊鏈技術在虛擬電廠中的應用還需要突破一些技術瓶頸，一是在交易節(jié)點眾多、涉及范圍較廣的交易場景中，大規(guī)模應用或者大數(shù)據(jù)量的情況下，區(qū)塊鏈性能會急劇下降。要支撐大規(guī)模多種網(wǎng)絡結構組網(wǎng)，需要實現(xiàn)高性能的共識算法、高效智能合約引擎、新型共識機制等技術突破。二是區(qū)塊鏈的匿名性，加密算法在商業(yè)應用需要平臺支持對業(yè)務數(shù)據(jù)的隱私保護，實現(xiàn)交易可驗證但不可見，也給監(jiān)管帶來一定的難度。

虛擬電廠軟件開發(fā)語言

虛擬電廠的運行需要一種主流開發(fā)語言，而能源行業(yè)的特殊性，首先要在保證數(shù)據(jù)、信息以及整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎上，再考慮適合其自身的編程語言。由于電力或者能源系統(tǒng)本身處于傳統(tǒng)行業(yè)轉型時期，電網(wǎng)本身數(shù)據(jù)量較大，安全性要求高，系統(tǒng)更新慢，所以之前該行業(yè)軟件開發(fā)主要采用java、c語言較多。

虛擬電廠不同于單純的能源行業(yè)，它不僅關聯(lián)能源行業(yè)，還關聯(lián)用戶、各類能源服務商等，可以考慮一種目前普遍流行的編程語言進行軟件開發(fā)，比如python語言等。Python擁有著優(yōu)雅的結構和清晰的語法，簡單易學，同時具有非常豐富的第三方庫，一些流行的Python庫例如用于數(shù)學、工程和科學領域的scipy、用于庫建模和數(shù)據(jù)分析領域的“pandas”。綜合以上優(yōu)點，所以Python可以在大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等非常多的領域內使用。

除了比對編程語言之外，還需考慮軟件開發(fā)架構、平臺與電力其他平臺的接口、軟件開發(fā)功能模塊的可擴展性，提高信息交互的效率。 本`文內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com