淺談虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求分析

安科瑞 陳聰

摘要：虛擬電廠是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的典型實(shí)踐。針對當(dāng)前虛擬電廠適用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較少、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)滯后的問題，對虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收集、梳理，從基礎(chǔ)通用、規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、支撐技術(shù)和能效評估等方面分析了虛擬電廠各環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，依據(jù)自上而下和自下而上的系統(tǒng)工程方法，結(jié)合引導(dǎo)性、協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性和開放性的虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則，設(shè)計了涵蓋15個子類、52個標(biāo)準(zhǔn)系列的體系架構(gòu)，并基于未來需求分析提出了重點(diǎn)布局建議，為虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂工作提供參考。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)體系；虛擬電廠；需求分析；布局研究

0引言

新能源具有隨機(jī)性、間歇性和波動性等特征，隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，高比例新能源大量接入電力系統(tǒng)，給電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來一系列新的挑戰(zhàn)［1］。虛擬電廠可以利用智能計量、5G通信和優(yōu)化控制等技術(shù)對多種分布式靈活性資源進(jìn)行聚合調(diào)控，有助于挖掘電力系統(tǒng)靈活性資源潛力，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全［2-5］。構(gòu)建完善的虛擬電廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系對于推動虛擬電廠走向成熟和規(guī)?；瘧?yīng)用起著關(guān)鍵作用。2022年10月9日，能源局印發(fā)《能源碳達(dá)峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)化提升行動計劃》［6］，明確提出建立和完善虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系，推進(jìn)虛擬電廠領(lǐng)域重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂。目前，國內(nèi)虛擬電廠正處于初期發(fā)展階段，針對虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系的研究幾乎空白，少數(shù)文獻(xiàn)僅從需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系的角度進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)［7］綜合分析了國內(nèi)外需求響應(yīng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定與發(fā)展，提出基于OpenADR（開放式自動需求響應(yīng)）和IEC（國際電工委員會）CIM（公共信息模型）的信息模型核心標(biāo)準(zhǔn)編制思路，進(jìn)而提出需求響應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)技術(shù)路線；文獻(xiàn)［8］結(jié)合需求響應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展對標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)際需求，分析了需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，詳細(xì)總結(jié)了現(xiàn)有的需求響應(yīng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)；針對國內(nèi)開展需求響應(yīng)技術(shù)研究、項(xiàng)目試點(diǎn)建設(shè)等的實(shí)際需求，文獻(xiàn)［9］分析了電力需求響應(yīng)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，設(shè)計了涵蓋需求響應(yīng)系統(tǒng)、終端設(shè)備、系統(tǒng)接口、測量與評估和業(yè)務(wù)與監(jiān)管5個方面的需求響應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。以上研究為需求響應(yīng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建提供了重要參考。然而，虛擬電廠作為多元靈活性資源聚合平臺，涵蓋了分布式電源、儲能、電動汽車等更多類型的資源主體，既可以作為“正電廠”削峰，也可以作為“負(fù)電廠”填谷。過去主要圍繞削峰類需求響應(yīng)構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)體系無法滿足多種類型虛擬電廠的規(guī)?；l(fā)展需求。本文在對虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面收集和梳理的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行歸類和分析，建立虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，并基于虛擬電廠建設(shè)情況和試點(diǎn)中面臨的問題進(jìn)行需求分析，提出了標(biāo)準(zhǔn)布局建議。

1虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

本文基于國內(nèi)已頒布、立項(xiàng)的虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，對虛擬電廠不同環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了梳理和歸類，如表1所示。依據(jù)調(diào)研得到的15項(xiàng)虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（截至2023年8月），將其分為基礎(chǔ)通用、規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、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(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和需求進(jìn)行分析。

1）基礎(chǔ)通用方面

目前關(guān)于虛擬電廠基礎(chǔ)通用的國際標(biāo)準(zhǔn)有IECTS63189-1《虛擬電廠：一部分架構(gòu)與技術(shù)要求》和IECTS63189-2《虛擬電廠用例》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，針對虛擬電廠的統(tǒng)一術(shù)語、技術(shù)要求、總體框架等指標(biāo)提出了規(guī)范要求。標(biāo)準(zhǔn)20221366-T-524《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》（正在起草中），這是虛擬電廠領(lǐng)域正式立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)，用以指導(dǎo)虛擬電廠的分類和不同種類虛擬電廠的資源配置?；A(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)的制定是虛擬電廠發(fā)展的支撐要素，用以指導(dǎo)虛擬電廠建設(shè)。目前，虛擬電廠基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)尚不完備，國內(nèi)虛擬電廠建設(shè)以需求響應(yīng)業(yè)務(wù)為主，用戶對于虛擬電廠和需求響應(yīng)概念的分類界限并不明確，嚴(yán)重影響了用戶參與虛擬電廠建設(shè)的積極性，制約了國內(nèi)虛擬電廠發(fā)展，亟須加快基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)的制定。

2）規(guī)劃建設(shè)方面

規(guī)劃建設(shè)方面的標(biāo)準(zhǔn)仍然空白，這方面的團(tuán)體和地方標(biāo)準(zhǔn)集中在虛擬電廠平臺建設(shè)和信息通信上，主要包括團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CES125—2022《負(fù)荷側(cè)虛擬電廠管控平臺功能導(dǎo)則》、深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)DB4403/T341—2023《虛擬電廠終端授信及安全加密技術(shù)規(guī)范》和煙臺開發(fā)區(qū)德聯(lián)軟件有限責(zé)任公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/DLSOFT001-2021—2021《德聯(lián)虛擬電廠聚合平臺》。這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要從終端負(fù)荷的角度規(guī)定了虛擬電廠平臺的功能架構(gòu)、定位和要求，以及終端通信的網(wǎng)絡(luò)安全要求和總體目標(biāo)。但針對虛擬電廠整體平臺建設(shè)、平臺管理等方面沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，缺乏明確的平臺功能定位；同時虛擬電廠各層系統(tǒng)及終端的通信規(guī)范指標(biāo)各異，導(dǎo)致業(yè)務(wù)互聯(lián)互通能力較差，亟須加快開展標(biāo)準(zhǔn)化工作。在市場和資源建設(shè)方面的標(biāo)準(zhǔn)仍然空白，目前國內(nèi)的輔助服務(wù)和現(xiàn)貨市場政策尚不完善，市場尚不成熟［15］，為了引導(dǎo)虛擬電廠進(jìn)入市場交易，需要盡快制定虛擬電廠準(zhǔn)入電力市場的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。虛擬電廠聚合分布式電源、用戶側(cè)資源、儲能及電動汽車等資源，但中國目前以負(fù)荷側(cè)資源為主，尚未充分釋放可再生能源的活力，在資源建設(shè)維度缺乏資源聚合的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡快開展規(guī)劃建設(shè)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作。

3）運(yùn)行維護(hù)方面

標(biāo)準(zhǔn)20221356-T-524《虛擬電廠管理規(guī)范》（正在起草中）規(guī)定了虛擬電廠接入電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)遵循的電網(wǎng)運(yùn)行對虛擬電廠申請并網(wǎng)程序和條件、虛擬電廠并網(wǎng)與接入、虛擬電廠調(diào)度運(yùn)行等運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)DB4403/T343—2023《分布式光伏接入虛擬電廠管理云平臺技術(shù)規(guī)范》和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNESA1102—2022《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入虛擬電廠技術(shù)規(guī)范》規(guī)范了不同資源接入虛擬電廠的接入方式、運(yùn)行安全規(guī)定和業(yè)務(wù)交互流程等運(yùn)行管理規(guī)定。國電南京自動化股份有限公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDNZ.JB108—2023《虛擬電廠運(yùn)營管控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》從運(yùn)營管控系統(tǒng)的架構(gòu)、功能要求、性能要求和安全防護(hù)等角度對虛

擬電廠運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定。這4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)涉及虛擬電廠的運(yùn)行維護(hù)、并網(wǎng)與接入、調(diào)度管理和運(yùn)行安全規(guī)定等方面。但其實(shí)施應(yīng)用并不廣泛；且相關(guān)系統(tǒng)及設(shè)備的功能性能參差不齊，安全防護(hù)能力有待提升，難以滿足虛擬電廠運(yùn)營要求。目前大部分省份能源主管機(jī)構(gòu)尚未出臺適用于虛擬電廠的并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議模板，缺乏并網(wǎng)調(diào)度細(xì)則相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4）支撐技術(shù)方面

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《充放電虛擬電廠負(fù)荷聚合調(diào)控技術(shù)要求》（已立項(xiàng)）、《多能互補(bǔ)型虛擬電廠聚合調(diào)控技術(shù)要求》（已立項(xiàng)），企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDNZ.JB110—2023《虛擬電廠用戶交互終端技術(shù)規(guī)范》、Q/GDNZ.JB109—2023《虛擬電廠邊緣智慧能源終端技術(shù)規(guī)范》，以及地方標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車充換電設(shè)施有序充電和V2G（電動汽車入網(wǎng)）雙向能量互動技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）》從資源聚合技術(shù)、協(xié)調(diào)控制技術(shù)、信息通信技術(shù)等角度為虛擬電廠聚合調(diào)控相關(guān)資源、實(shí)現(xiàn)信息和能量的交互及優(yōu)化調(diào)度提供了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)支撐。目前虛擬電廠對系統(tǒng)內(nèi)可調(diào)節(jié)能源的協(xié)調(diào)控制功能和策略有待完善，對體量大、資源分布廣的分布式可再生能源的控制能力不足，預(yù)測能力也不夠，相關(guān)技術(shù)并無標(biāo)準(zhǔn)支撐，關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)目前空白，亟待完善。同時，《新一代人工智能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》對大數(shù)據(jù)與人工智能等前沿技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)進(jìn)行了部署和指導(dǎo)，應(yīng)盡快開展虛擬電廠領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，為前沿技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)支撐，助力電力系統(tǒng)靈活性資源優(yōu)化配置。

5）能效評估方面

標(biāo)準(zhǔn)20221366-T-524《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》中虛擬電廠配置方案的評價方法客觀評價了虛擬電廠資源構(gòu)成的優(yōu)劣。但該方法無法對虛擬電廠的潛力實(shí)現(xiàn)有效預(yù)測，運(yùn)行評價指標(biāo)及評價要求不完善，運(yùn)行反饋機(jī)制尚未建立，導(dǎo)致對相關(guān)主體和資源評價不全面、不及時，不利于虛擬電廠健康發(fā)展。虛擬電廠作為一種高效聚合并優(yōu)化利用可再生能源、可控負(fù)荷和儲能系統(tǒng)的技術(shù)，能有效促進(jìn)電力系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型。*方位評估虛擬電廠效益，對于虛擬電廠投資運(yùn)營具有重要意義，應(yīng)盡快開展相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作?？傮w而言，目前虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系總體數(shù)量少，在國際標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等各層級缺失都較為嚴(yán)重，覆蓋面小，尤其在能效評估領(lǐng)域尚為空白，缺乏具體標(biāo)準(zhǔn)的支撐。

2標(biāo)準(zhǔn)體系框架

2.1構(gòu)建原則

本文在構(gòu)建虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系時，重點(diǎn)考慮“引導(dǎo)性、協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性、開放性”等原則。

1）引導(dǎo)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(yīng)邀約參與負(fù)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(biāo)準(zhǔn)模式，虛擬電廠的定義還不明確，使得用戶對于需求響應(yīng)和虛擬電廠的差異并沒有清晰的認(rèn)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(shè)中，交易機(jī)制處于起步階段，多數(shù)虛擬電廠試點(diǎn)僅以邀約等方式參與政策性需求響應(yīng)。虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建應(yīng)對提高用戶參與積極性、加快虛擬電廠實(shí)現(xiàn)階段化轉(zhuǎn)變和規(guī)?；l(fā)展起到引導(dǎo)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(shè)發(fā)展給予指導(dǎo)。2022年以來，發(fā)展和改革委員會、能源局發(fā)布《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》

《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》［24］等文件，明確指出建立和完善虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系。山西、山東等地方也出臺文件，要求制定虛擬電廠相關(guān)的政策規(guī)范和市場機(jī)制。虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)應(yīng)與和地方發(fā)布的虛擬電廠建設(shè)相關(guān)的政策、規(guī)劃中的要求相一致，與國內(nèi)外已開展的虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作相協(xié)調(diào)。

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(shè)備、可調(diào)負(fù)荷等，該層級響應(yīng)上級下發(fā)的調(diào)控指令和價格激勵，并由上層通信進(jìn)行采集和監(jiān)控；2層為通信網(wǎng)絡(luò)層，通過通信設(shè)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(yù)測的相關(guān)信息和可控資源的調(diào)度能力進(jìn)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。在編制各系統(tǒng)組成部分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時，不論在內(nèi)容上還是在層次上都要體現(xiàn)系統(tǒng)性，要根據(jù)系統(tǒng)總體工程的要求合理安排，劃分不同層的標(biāo)準(zhǔn)條目；確保涉及領(lǐng)域全面完整、層次適當(dāng)，各體系既相互聯(lián)結(jié)又相對獨(dú)立，保持各子體系的范圍與邊界清晰。

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(shè)的虛擬電廠示范項(xiàng)目為主。虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)是充分開放的，既充分吸收國際經(jīng)驗(yàn)，又依托國內(nèi)試點(diǎn)成果，與時俱進(jìn)、動態(tài)變化與擴(kuò)展，以適應(yīng)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(jìn)一步應(yīng)用平行分解法構(gòu)建虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系框架。“自上而下”是指重視頂層設(shè)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(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)原則，明確建設(shè)目標(biāo)；“自下而上”是指重視標(biāo)準(zhǔn)需求，基于現(xiàn)有虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)梳理分析，明確未來建設(shè)需求。將標(biāo)準(zhǔn)需求與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，識別現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與需求之間的差距，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的更新和修訂，制定缺失的標(biāo)準(zhǔn)。采用系統(tǒng)工程方法中的平行分解法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)子類的劃分和細(xì)節(jié)的構(gòu)建，得到具體的虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系布局，為虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提供可行性建議。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)體系縱向分為功能子體系層、標(biāo)準(zhǔn)子類層和標(biāo)準(zhǔn)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(shè)、運(yùn)行維護(hù)、支撐技術(shù)和能效評估等5個領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)子類層分為15個子領(lǐng)域共52個標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)虛擬電廠總則、術(shù)語、指標(biāo)及技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，用以指導(dǎo)虛擬電廠各個階段標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作的開展。

2）規(guī)劃建設(shè)子體系

規(guī)劃建設(shè)子體系包括平臺建設(shè)、市場建設(shè)、資源建設(shè)和信息通信建設(shè)4個子類。針對標(biāo)準(zhǔn)層級較少的現(xiàn)狀，在這一子體系中需要加強(qiáng)虛擬電廠規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，進(jìn)一步提高虛擬電廠建設(shè)水平；針對子類標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，應(yīng)將工作重點(diǎn)放在還未有標(biāo)準(zhǔn)支撐的市場機(jī)制和資源建設(shè)子類的標(biāo)準(zhǔn)制定，加快制定虛擬電廠準(zhǔn)入電力市場的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和資源建設(shè)領(lǐng)域中聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。加快平臺建設(shè)子類中分布式資源聚合后整體虛擬電廠的平臺架構(gòu)、平臺功能、平臺應(yīng)用場景等重點(diǎn)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂。市場建設(shè)方面須加快制定市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、參與路徑，完善現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，完善虛擬電廠參與電力市場的投資管理、市場準(zhǔn)入、交易模式、結(jié)算模式、運(yùn)行補(bǔ)貼等規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)制定，引導(dǎo)虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場、日前市場、現(xiàn)貨市場以及長期、跨區(qū)域和分布式市場，有序促進(jìn)虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營。資源建設(shè)方面應(yīng)加強(qiáng)可調(diào)負(fù)荷資源、分1）基礎(chǔ)通用子體系基礎(chǔ)通用子體系為虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)虛擬電廠總則、術(shù)語、指標(biāo)及技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，用以指導(dǎo)虛擬電廠各個階段標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作的開展。

3）規(guī)劃建設(shè)子體系

規(guī)劃建設(shè)子體系包括平臺建設(shè)、市場建設(shè)、資源建設(shè)和信息通信建設(shè)4個子類。針對標(biāo)準(zhǔn)層級較少的現(xiàn)狀，在這一子體系中需要加強(qiáng)虛擬電廠規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，進(jìn)一步提高虛擬電廠建設(shè)水平；針對子類標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，應(yīng)將工作重點(diǎn)放在還未有標(biāo)準(zhǔn)支撐的市場機(jī)制和資源建設(shè)子類的標(biāo)準(zhǔn)制定，加快制定虛擬電廠準(zhǔn)入電力市場的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和資源建設(shè)領(lǐng)域中聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。加快平臺建設(shè)子類中分布式資源聚合后整體虛擬電廠的平臺架構(gòu)、平臺功能、平臺應(yīng)用場景等重點(diǎn)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂。市場建設(shè)方面須加快制定市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、參與路徑，完善現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)

市場的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，完善虛擬電廠參與電力市場的投資管理、市場準(zhǔn)入、交易模式、結(jié)算模式、運(yùn)行補(bǔ)貼等規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)制定，引導(dǎo)虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場、日前市場、現(xiàn)貨市場以及長期、跨區(qū)域和分布式市場，有序促進(jìn)虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營。資源建設(shè)方面應(yīng)加強(qiáng)可調(diào)負(fù)荷資源、分布式資源、儲能資源、資源聚合和容量評估標(biāo)準(zhǔn)等領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，充分實(shí)現(xiàn)資源聚合，形成規(guī)?；烧{(diào)控能力，為虛擬電廠的資源優(yōu)化調(diào)度提供基礎(chǔ)支持。在資源建設(shè)子體系中，需要對其標(biāo)準(zhǔn)化模型進(jìn)行描述，加強(qiáng)對調(diào)節(jié)成本、范圍、速率等資源模型和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。具體包括：可調(diào)功率上下限、響應(yīng)時間、爬坡速率等技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，虛擬電廠聚合資源的控制策略標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋中長期、日前、日內(nèi)、實(shí)時等多時間尺度標(biāo)準(zhǔn)等部分。針對虛擬電廠信息通信建設(shè)中的通信規(guī)范指標(biāo)、架構(gòu)等規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)需求，要從虛擬電廠泛在接入、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、數(shù)據(jù)模型、能力評估、信息及通信等方面制定一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)通信需求指標(biāo)、通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通信方式、通信接口、信息網(wǎng)絡(luò)安全等多個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，全面覆蓋并規(guī)范虛擬電廠參與“源網(wǎng)荷儲互動”業(yè)務(wù)各環(huán)節(jié)，為提高虛擬電廠信息交互能力提供支撐。

4）運(yùn)行維護(hù)建設(shè)子體系

虛擬電廠中的各類設(shè)備在空間和并網(wǎng)點(diǎn)分散分布的特點(diǎn)導(dǎo)致其運(yùn)行協(xié)調(diào)相比傳統(tǒng)電廠更加復(fù)雜，同時在并網(wǎng)運(yùn)行時，還需要考慮虛擬電廠與傳統(tǒng)機(jī)組在響應(yīng)速度、響應(yīng)容量等方面的異同。運(yùn)行維護(hù)子體系由并網(wǎng)與接入、調(diào)度管理、運(yùn)行安全規(guī)定3個子類組成。在運(yùn)行維護(hù)子體系上，調(diào)度管理方面需要加強(qiáng)虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，完善可調(diào)節(jié)資源參與虛擬電廠調(diào)控運(yùn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：對負(fù)荷資源調(diào)節(jié)能力、實(shí)際調(diào)節(jié)量等運(yùn)行參數(shù)和響應(yīng)時間、響應(yīng)速度等電氣化參數(shù)的預(yù)測，虛擬電廠運(yùn)行基線、虛擬電廠和可調(diào)節(jié)資源可信調(diào)節(jié)能力等的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可調(diào)節(jié)資源接入虛擬電廠的協(xié)調(diào)自動功率控制標(biāo)準(zhǔn)，并網(wǎng)接入規(guī)范、調(diào)節(jié)能力要求、數(shù)據(jù)交互要求等的并網(wǎng)調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)；需要加強(qiáng)已經(jīng)出臺的標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)施，從繼電保護(hù)及自動裝置運(yùn)行、調(diào)度自動化等方面加強(qiáng)運(yùn)維管理標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，考慮虛擬電廠接入的安全校核和動態(tài)評估等標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，保障虛擬電廠運(yùn)行的可靠性和安全性。

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(shè)需緊密跟蹤虛擬電廠建設(shè)中的技術(shù)細(xì)節(jié)與技術(shù)成熟度，加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，布局有協(xié)調(diào)性、前瞻性的虛擬電廠特色應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)層級的布局和規(guī)劃。關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂重點(diǎn)在于加強(qiáng)虛擬電廠可調(diào)節(jié)能源的協(xié)調(diào)控制技術(shù)和對分布式可再生能源預(yù)測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定，通過稀疏建模、集成學(xué)習(xí)、模擬學(xué)習(xí)等方法對調(diào)節(jié)能力、持續(xù)時間等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，提升虛擬電廠運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)獲取分布式能源數(shù)據(jù)，預(yù)測，削峰填谷，迅速響應(yīng)，從而提升自身效益。前沿技術(shù)方面，需要加強(qiáng)區(qū)塊鏈技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和能源系統(tǒng)數(shù)字孿生技術(shù)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，促進(jìn)可再生能源、儲能系統(tǒng)、發(fā)售電側(cè)的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化等領(lǐng)域的發(fā)展。

6）能效評估子體系

針對目前虛擬電廠能源評估標(biāo)準(zhǔn)空白的現(xiàn)狀，亟須開展能效評估標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，通過能效評估子體系中的標(biāo)準(zhǔn)明確虛擬電廠建設(shè)規(guī)模和應(yīng)用范圍，提出虛擬電廠發(fā)電、需求響應(yīng)等能力評估方法，對虛擬電廠的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評估，為虛擬電廠規(guī)劃建設(shè)、工程運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改進(jìn)等工作的開展提供支撐。能效評估子體系需要加強(qiáng)潛力分析、效益評估、用能監(jiān)測和典型運(yùn)行場景效果監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；潛力分析方面應(yīng)加強(qiáng)資源調(diào)度潛力評估、柔性資源響應(yīng)潛力評估、分布式資源發(fā)電潛力評估等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系制定；效益評估包括：比較虛擬電廠的總成本和總收益，計算其凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率等指標(biāo)，評價其投資回報情況和經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性、可靠性等標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，采用多目標(biāo)規(guī)劃或多屬性決策等技術(shù)求解或解集，從而合理評估虛擬電廠在投資建設(shè)、電網(wǎng)運(yùn)行、節(jié)能減排、社會作用等方面的價值，為虛擬電廠的優(yōu)化運(yùn)營提供標(biāo)準(zhǔn)支撐。

4布局建議

當(dāng)前國內(nèi)虛擬電廠還處于發(fā)展初期，標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)滯后，適用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(diǎn)經(jīng)驗(yàn)提出虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則，構(gòu)建了涵蓋基礎(chǔ)通用、規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、支撐技術(shù)和能效評估等領(lǐng)域的虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)。基于各領(lǐng)域分析，對虛擬電廠未來技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)布局規(guī)劃提出如下建議：

依托圖4所示體系架構(gòu)，重點(diǎn)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(shè)，調(diào)度系統(tǒng)、運(yùn)營與管理等環(huán)節(jié)優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，支撐虛擬電廠規(guī)模化發(fā)展。

具體來說，重點(diǎn)在以下方面開展標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂工作：在基礎(chǔ)通用領(lǐng)域，重點(diǎn)加強(qiáng)虛擬電廠總則、術(shù)語、指標(biāo)及技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，以指導(dǎo)虛擬電廠各個階段標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展；在規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域，重點(diǎn)制定、完善虛擬電廠準(zhǔn)入電力市場的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和資源建設(shè)維度聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，加快虛擬電廠整體平臺和信息通信標(biāo)準(zhǔn)制定；在運(yùn)行維護(hù)領(lǐng)域，加快推進(jìn)運(yùn)維管理標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，完善多種靈活性資源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；在支撐技術(shù)領(lǐng)域，加快相關(guān)技術(shù)成果的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化以及人工智能新技術(shù)在虛擬電廠中融合應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)潛力評估標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用，為明確靈活性資源池規(guī)模提供支撐。

此外，還應(yīng)從以下方面來推進(jìn)虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)：

1）加快制定、完善虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)與發(fā)展的指導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)的具體要求與方案。

2）加快設(shè)立虛擬電廠專有標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，對口負(fù)責(zé)虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化工作，協(xié)調(diào)推進(jìn)虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化各項(xiàng)工作。

3）加強(qiáng)虛擬電廠相關(guān)研究成果、試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化。依托國內(nèi)開展的示范項(xiàng)目，推進(jìn)新模式、新方法、新技術(shù)的應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)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(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)視、智能預(yù)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(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(dǎo)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(dǎo)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(fèi)情況。如圖所示。（表計需要支持尖峰平谷電能采集）

支持導(dǎo)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(shè)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(diǎn)、時間、設(shè)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(jìn)行數(shù)據(jù)篩選。

支持導(dǎo)出為EXCEL形式。

2）遙測事件

遙測事件頁面主要用于記錄設(shè)備電參量在日常運(yùn)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(diǎn)、時間、設(shè)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(jìn)行數(shù)據(jù)篩選。

支持導(dǎo)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(diǎn)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(jìn)行統(tǒng)計分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對用戶站點(diǎn)的報警情況排序，幫助用戶定位頻發(fā)報警與問題站點(diǎn)。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(jìn)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(shí)時刷新，響應(yīng)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(yùn)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(jìn)行*定頁面跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)配電圖可*定具體某一圖形。

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(yùn)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)出EXCEL表格

1 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(fèi)情況。如圖所示。

?支持導(dǎo)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(jìn)行分類，例如：按區(qū)域統(tǒng)計、按分項(xiàng)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(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(dǎo)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(dá)保護(hù)系統(tǒng)

6.2企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)

7結(jié)束語

虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)需加強(qiáng)對虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)、資源聚合、信息通信、平臺建設(shè)等重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋，針對缺失嚴(yán)重的規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、能效評估標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)加快開展頂層設(shè)計，推動標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程；同時，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。

參考文獻(xiàn)

[1]任大偉，肖晉宇，侯金鳴，等.雙碳目標(biāo)下我國新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建與演變研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2022，46（10）：3831-3839.

[2]方燕瓊，艾芊，范松麗.虛擬電廠研究綜述［J］.供用電，2016，33（4）：8-13.

[3]文鑫浩，趙興雨，戰(zhàn)姿彤，等.有源配電網(wǎng)集群電壓協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法［J］.山東電力技術(shù)，2022，49（10）：1-8.

[4]孫秋野，姚葭，王一帆.從虛擬電廠到真實(shí)電量：虛擬電廠研究綜述與展望［J］.發(fā)電技術(shù)2023，43（5）：583-601.

[5]彭道剛，稅紀(jì)鈞，王丹豪，等.“雙碳”背景下虛擬電廠研究綜述［J］.發(fā)電技術(shù)，2023，43（5）：602-615.

[6]閆華光，陳宋宋，杜重陽，等.智能電網(wǎng)電力需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究與設(shè)計［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（10）：2685-2689.

[7]王力科，楊勝春，曹陽，等.需求響應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)研究［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報，2014，34（22）：3601-3607.

[8]陳宋宋，閆華光，李德智，等.我國需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究綜述［J］.供用電，2017，34（3）：9-15.

[9]姜新凡，胡江艷，黃娟，等.面向源網(wǎng)荷儲互動的虛擬電廠建設(shè)現(xiàn)狀及對策探討［J］.大眾用電，2023，38（2）：52-54.

[10]王宏，宋禹飛，劉潤鵬，王昕，于筱涵，劉洪濤，王鵬,虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求分析

[11]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022年05版