“双碳”背景下虚拟电厂研究综述

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23023

发电技术 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (5): 602-615.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.23023

• 虚拟电厂规划、调度与控制技术 • 上一篇下一篇

“双碳”背景下虚拟电厂研究综述

彭道刚¹^,², 税纪钧¹, 王丹豪¹, 赵慧荣¹^,²

^1.上海电力大学自动化工程学院, 上海市杨浦区 200090
^2.上海发电过程智能管控工程技术研究中心, 上海市杨浦区 200090

收稿日期:2023-03-01 出版日期:2023-10-31 发布日期:2023-10-30
作者简介:彭道刚(1977)，男，博士，教授，主要研究方向为低碳智能发电、综合智慧能源与虚拟电厂等，pengdaogang@126.com；
税纪钧(1999)，男，硕士研究生，主要研究方向为低碳智能发电、虚拟电厂优化运行调度，shuijijun@mail.shiep.edu.cn；
王丹豪(1992)，男，博士研究生，主要研究方向为智能发电、综合智慧能源、工业物联网等，danhao.wang@qq.com；
赵慧荣(1990)，女，博士，副教授，主要研究方向为智能发电技术、综合能源系统建模与优化控制等，hrzhao@shiep.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(92067105);上海市科学技术委员会科研项目(20020500500)

Review of Virtual Power Plant Under the Background of “Dual Carbon”

Daogang PENG¹^,², Jijun SHUI¹, Danhao WANG¹, Huirong ZHAO¹^,²

^1.College of Automation Engineering, Shanghai University of Electric Power, Yangpu District, Shanghai 200090, China
^2.Shanghai Engineering Research Center of Intelligent Management and Control for Power Process, Yangpu District, Shanghai 200090, China

Received:2023-03-01 Published:2023-10-31 Online:2023-10-30
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(92067105);Shanghai Science and Technology Commission Program(20020500500)

摘要/Abstract

摘要：

为应对化石燃料日益短缺问题和全球气候变化带来的一系列威胁，实现“双碳”目标，风电、光伏等可再生能源在电网中的接入比例不断提高。然而，可再生能源发电具有随机性和不可控性，且接入位置分散，增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚拟电厂(virtual power plant，VPP)的提出为上述问题提供了可行路径。总结并阐述了虚拟电厂的概念、分类，比较了虚拟电厂与微电网的主要区别，分别从协调控制、资源聚合与优化调度、参与电力市场等角度对现有研究进行分析并总结归纳，进一步以区块链、数字孪生技术为例，分析数字技术在虚拟电厂中的应用，最后指出适合我国国情的虚拟电厂发展前景以及未来可能面临的挑战。

关键词: 虚拟电厂(VPP), 可再生能源, 碳达峰, 碳中和, 协调控制, 资源聚合, 优化调度, 电力市场

Abstract:

In order to cope with the increasing shortage of fossil fuels and a series of threats brought by global climate change, and achieve the goal of “dual carbon”, the proportion of renewable energy such as wind power and photovoltaic power in the grid has been continuously increased. However, the renewable energy power generation is random and uncontrollable, and the access location is scattered, which increases the difficulty of safe and stable operation of the power system. The introduction of virtual power plant (VPP)provides a feasible path for the above problems. The concept and classification of VPP was summarized and expounded. Moreover, the main differences between VPP and microgrid were compared. The existing researches from the perspectives of coordinated control, resource aggregation and optimal scheduling, and participation in the electricity market were analyzed and summarized. Taking the blockchain and digital twin technologies as examples, the applications of digital technologies in VPP were analyzed. Finally, the development prospects of VPP suitable for China’s national conditions and the challenges that may be faced in the future were pointed out.

Key words: virtual power plant (VPP), renewable energy, carbon peak, carbon neutrality, coordinated control, resource aggregation, optimal scheduling, electricity market

中图分类号:

TK 01

彭道刚, 税纪钧, 王丹豪, 赵慧荣. “双碳”背景下虚拟电厂研究综述[J]. 发电技术, 2023, 44(5): 602-615.

Daogang PENG, Jijun SHUI, Danhao WANG, Huirong ZHAO. Review of Virtual Power Plant Under the Background of “Dual Carbon”[J]. Power Generation Technology, 2023, 44(5): 602-615.

图/表 6

图1 虚拟电厂结构

Fig. 1 Structure of VPP

图2 虚拟电厂运行框架

Fig. 2 Operating structure of VPP

图3 多虚拟电厂多时间尺度优化调度架构

Fig. 3 Multi-time scale optimal scheduling architecture for multi-virtual power plants

图4 虚拟电厂参与电力市场交易框架

Fig. 4 Trading framework of VPP participating in the electricity market

图5 区块链技术在虚拟电厂中的应用

Fig. 5 Application of blockchain technology in VPP

图6 数字孪生虚拟电厂系统总体架构

Fig. 6 Framework of DTVPPS

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“双碳”背景下虚拟电厂研究综述

Review of Virtual Power Plant Under the Background of “Dual Carbon”

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