發(fā)展虛擬電廠技術(shù) 促進(jìn)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(yīng)結(jié)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(jīng)濟(jì)效益等綜合因素，考慮虛擬電廠控制協(xié)調(diào)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(dǎo)用戶開展需求響應(yīng)，優(yōu)化用電行為和時序，實現(xiàn)削峰填谷，塑造泛在調(diào)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(qiáng)電網(wǎng)應(yīng)急調(diào)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(fēng)、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(fù)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(yīng)做好自身的功能定位，同時與電網(wǎng)公司、能源供應(yīng)商建立良性互動機(jī)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(yīng)基本確定參與電網(wǎng)涉及的范圍?？梢越Y(jié)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(fù)荷范圍等因素確定。三是虛擬電廠在一個區(qū)域內(nèi)的功能、規(guī)模、數(shù)量，應(yīng)充分結(jié)合區(qū)域各類型能源發(fā)電規(guī)模、負(fù)荷水平、電網(wǎng)規(guī)模及結(jié)構(gòu)等，科學(xué)建設(shè)，穩(wěn)步發(fā)展。

優(yōu)化調(diào)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(guān)探索，但仍需要深化研究。虛擬電廠調(diào)度問題可分為2種：內(nèi)部調(diào)度，虛擬電廠對自身內(nèi)部接入的多類型電源容量或者出力進(jìn)行優(yōu)化配置；比如內(nèi)部在滿足各機(jī)組出力約束和網(wǎng)絡(luò)約束的前提下，如何考慮在收益最大化、碳排放最小等目標(biāo)的前提下，利用內(nèi)能算法，實現(xiàn)內(nèi)部優(yōu)化調(diào)度。外部調(diào)度，將虛擬電廠當(dāng)成一個整體參與電網(wǎng)調(diào)度，考慮在最小化系統(tǒng)頻率偏差、聯(lián)絡(luò)線功率偏差、電壓質(zhì)量偏差、棄風(fēng)棄光功率、系統(tǒng)損耗成本等多因素的目標(biāo)函數(shù)算法等。

虛擬電廠如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)參與協(xié)調(diào)控制

虛擬電廠一旦運行，將不斷產(chǎn)生能源和交易數(shù)據(jù)。運行初期，主要是算法指導(dǎo)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(jìn)而達(dá)到大數(shù)據(jù)體量。那時，可以利用大數(shù)據(jù)的算法，結(jié)合電網(wǎng)自身的約束，進(jìn)一步優(yōu)化協(xié)調(diào)控制。

大數(shù)據(jù)技術(shù)可進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測、新能源出力預(yù)測，包括風(fēng)電、太陽能。準(zhǔn)確預(yù)測風(fēng)能、太陽能，需要分析大量數(shù)據(jù)，包括風(fēng)速、云層等氣象數(shù)據(jù)。同時，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以尋找虛擬電廠內(nèi)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(yīng)電力大數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)建模方法，以及不同方法之間的相互驗證，進(jìn)而實現(xiàn)雙向最佳匹配模型。

突破區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用難題

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€沒有信任或者缺乏信任關(guān)系而建立起來的信任機(jī)器。區(qū)塊鏈技術(shù)是數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)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(shù)可以實現(xiàn)這種交易環(huán)境的構(gòu)建，在此環(huán)境下，交易主體可以自動建立信任機(jī)制，簽訂智能購電合同，實現(xiàn)點對點的實時交易結(jié)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(chǎn)，進(jìn)而演化為增值服務(wù)。同時，區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用還需要突破一些技術(shù)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(yīng)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(luò)結(jié)構(gòu)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(jī)制等技術(shù)突破。二是區(qū)塊鏈的匿名性，加密算法在商業(yè)應(yīng)用需要平臺支持對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)，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(chǔ)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(zhuǎn)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(guān)聯(lián)能源行業(yè)，還關(guān)聯(lián)用戶、各類能源服務(wù)商等，可以考慮一種目前普遍流行的編程語言進(jìn)行軟件開發(fā)，比如python語言等。Python擁有著優(yōu)雅的結(jié)構(gòu)和清晰的語法，簡單易學(xué)，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(xué)、工程和科學(xué)領(lǐng)域的scipy、用于庫建模和數(shù)據(jù)分析領(lǐng)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(lǐng)域內(nèi)使用。

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