从虚拟电厂到真实电量：虚拟电厂研究综述与展望

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23102

摘要/Abstract

摘要：

随着大量分布式能源接入电网，虚拟电厂作为一种分布式能源管理技术，因其灵活性、高效性和可持续性而受到了广泛关注。首先简述了虚拟电厂的产生背景，分析了虚拟电厂中的研究热点和新兴方向，介绍了虚拟电厂的组成与结构。并进一步根据虚拟电厂调节目标和功能的不同，将其分为任务驱动型虚拟电厂、经济驱动型虚拟电厂和混合驱动型虚拟电厂。在此基础上，进一步论述了不同类型虚拟电厂的不同运行模式及其相应的关键技术。最后，展望了虚拟电厂未来的发展前景。

关键词: 虚拟电厂, 能源市场, 灵活资源, 分布式能源

Abstract:

With a large number of distributed energy resources connected to the grid,virtual power plants as a distributed energy management technology have received a lot of attention because of their flexibility,efficiency and sustainability. This paper briefly discussed the background of virtual power plants, analyzed the hot directions and emerging directions in virtual power plants,and introduced the composition and structure of virtual power plants. According to the different goals and functions of virtual power plants,virtual power plants can be divided into mission-driven virtual power plants, economy-driven virtual power plants and hybrid driven virtual power plants. On this basis, the different operation modes and different solution methods of different types of virtual power plants were further discussed. Finally,the future development prospects of virtual power plants were prospected.

Key words: virtual power plant, energy market, flexible resources, distributed energy resources

中图分类号:

TK 01

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图/表 9

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类型	储能时长	应用场景	储能形式
容量型	≥4 h	削峰填谷、离网储能等	抽水蓄能、压缩空气、储热蓄冷、储氢储碳、钠硫电池、液流电池、铅炭电池等
能量型	1~2 h	调峰调频和紧急备用等多重功能	0.5 C或1 C型磷酸铁锂电池等
功率型	≤30 min	调频、平滑间歇性电源功率波动等	超导储能、飞轮储能、超级电容器、钛酸锂电池、三元锂电池、高电压电池、倍率≥2 C型磷酸铁锂电池等
备用型	≥15 min	作为不间断电源提供紧急电力	铅酸电池、梯级利用电池、飞轮储能等

类型	储能时长	应用场景	储能形式
容量型	≥4 h	削峰填谷、离网储能等	抽水蓄能、压缩空气、储热蓄冷、储氢储碳、钠硫电池、液流电池、铅炭电池等
能量型	1~2 h	调峰调频和紧急备用等多重功能	0.5 C或1 C型磷酸铁锂电池等
功率型	≤30 min	调频、平滑间歇性电源功率波动等	超导储能、飞轮储能、超级电容器、钛酸锂电池、三元锂电池、高电压电池、倍率≥2 C型磷酸铁锂电池等
备用型	≥15 min	作为不间断电源提供紧急电力	铅酸电池、梯级利用电池、飞轮储能等

方法	优点	缺点
顶点法	精度高	顶点集获取难度大
半平面法	计算难度低	结果偏大
“Zonotope”法	计算难度低	结果偏小
初始化功率集合的缩放和位移变换法	精度较高	计算量较大

方法	优点	缺点
顶点法	精度高	顶点集获取难度大
半平面法	计算难度低	结果偏大
“Zonotope”法	计算难度低	结果偏小
初始化功率集合的缩放和位移变换法	精度较高	计算量较大

模型	适用场景
虚拟电池模型	内部多为储能装置或柔性负荷的情况
虚拟发电机模型	内部多为风力发电、光伏发电或常规可控机组的情况
虚拟电池模型和虚拟发电机模型结合	既包含储能装置或柔性负荷，又包含风力发电、光伏发电或常规可控机组的情况