淺談虛擬電廠標準化現(xiàn)狀與需求分析

摘要：虛擬電廠是新型電力系統(tǒng)建設的典型實踐。針對當前虛擬電廠適用技術(shù)標準較少、標準體系建設滯后的問題，對虛擬電廠相關(guān)標準進行收集、梳理，從基礎通用、規(guī)劃建設、運行維護、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)的標準化現(xiàn)狀，依據(jù)自上而下和自下而上的系統(tǒng)工程方法，結(jié)合引導性、協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性和開放性的虛擬電廠標準體系構(gòu)建原則，設計了涵蓋15個子類、52個標準系列的體系架構(gòu)，并基于未來需求分析提出了重點布局建議，為虛擬電廠標準制定和修訂工作提供參考。

關(guān)鍵詞：標準體系；虛擬電廠；需求分析；布局研究

0引言

新能源具有隨機性、間歇性和波動性等特征，隨著“雙碳”目標的提出，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)運行安全［2-5］。構(gòu)建完善的虛擬電廠技術(shù)標準體系對于推動虛擬電廠走向成熟和規(guī)模化應用起著關(guān)鍵作用。2022年10月9日，能源局印發(fā)《能源碳達峰碳中和標準化提升行動計劃》［6］，明確提出建立和完善虛擬電廠標準體系，推進虛擬電廠領(lǐng)域重點標準制定和修訂。目前，國內(nèi)虛擬電廠正處于初期發(fā)展階段，針對虛擬電廠標準體系的研究幾乎空白，少數(shù)文獻僅從需求響應標準體系的角度進行了研究。文獻［7］綜合分析了國內(nèi)外需求響應相關(guān)的標準規(guī)范的制定與發(fā)展，提出基于OpenADR（開放式自動需求響應）和IEC（國際電工委員會）CIM（公共信息模型）的信息模型核心標準編制思路，進而提出需求響應國際標準的研發(fā)技術(shù)路線；文獻［8］結(jié)合需求響應業(yè)務發(fā)展對標準化工作的實際需求，分析了需求響應標準體系架構(gòu)，詳細總結(jié)了現(xiàn)有的需求響應關(guān)鍵標準；針對國內(nèi)開展需求響應技術(shù)研究、項目試點建設等的實際需求，文獻［9］分析了電力需求響應系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、需求響應標準體系架構(gòu)，設計了涵蓋需求響應系統(tǒng)、終端設備、系統(tǒng)接口、測量與評估和業(yè)務與監(jiān)管5個方面的需求響應技術(shù)標準體系。以上研究為需求響應相關(guān)標準體系的構(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“負電廠”填谷。過去主要圍繞削峰類需求響應構(gòu)建的標準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)標準進行全面收集和梳理的基礎上，對現(xiàn)有虛擬電廠標準體系進行歸類和分析，建立虛擬電廠標準體系架構(gòu)，并基于虛擬電廠建設情況和試點中面臨的問題進行需求分析，提出了標準布局建議。

1虛擬電廠標準化現(xiàn)狀

本文基于國內(nèi)已頒布、立項的虛擬電廠標準及規(guī)范，對虛擬電廠不同環(huán)節(jié)標準進行了梳理和歸類，如表1所示。依據(jù)調(diào)研得到的15項虛擬電廠相關(guān)標準（截至2023年8月），將其分為基礎通用、規(guī)劃建設、運行維護、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準現(xiàn)狀和需求進行分析。

1）基礎通用方面

目前關(guān)于虛擬電廠基礎通用的國際標準有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》兩項標準，針對虛擬電廠的統(tǒng)一術(shù)語、技術(shù)要求、總體框架等指標提出了規(guī)范要求。標準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)域正式立項的標準，用以指導虛擬電廠的分類和不同種類虛擬電廠的資源配置?；A通用標準的制定是虛擬電廠發(fā)展的支撐要素，用以指導虛擬電廠建設。目前，虛擬電廠基礎通用標準尚不完備，國內(nèi)虛擬電廠建設以需求響應業(yè)務為主，用戶對于虛擬電廠和需求響應概念的分類界限并不明確，嚴重影響了用戶參與虛擬電廠建設的積極性，制約了國內(nèi)虛擬電廠發(fā)展，亟須加快基礎通用標準的制定。

2）規(guī)劃建設方面

規(guī)劃建設方面的標準仍然空白，這方面的團體和地方標準集中在虛擬電廠平臺建設和信息通信上，主要包括團體標準T/CES125—2022《負荷側(cè)虛擬電廠管控平臺功能導則》、深圳市地方標準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)軟件有限責任公司的企業(yè)標準Q/DLSOFT001-2021—2021《德聯(lián)虛擬電廠聚合平臺》。這幾項標準主要從終端負荷的角度規(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)絡安全要求和總體目標。但針對虛擬電廠整體平臺建設、平臺管理等方面沒有具體的標準規(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)范指標各異，導致業(yè)務互聯(lián)互通能力較差，亟須加快開展標準化工作。在市場和資源建設方面的標準仍然空白，目前國內(nèi)的輔助服務和現(xiàn)貨市場政策尚不完善，市場尚不成熟［15］，為了引導虛擬電廠進入市場交易，需要盡快制定虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)標準體系。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，在資源建設維度缺乏資源聚合的相關(guān)標準，應盡快開展規(guī)劃建設相應標準的制定和修訂工作。

3）運行維護方面

標準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)運行應遵循的電網(wǎng)運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)度運行等運行標準。深圳市地方標準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》和團體標準T/CNESA1102—2022《電化學儲能系統(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、運行安全規(guī)定和業(yè)務交互流程等運行管理規(guī)定。國電南京自動化股份有限公司的企業(yè)標準Q/GDNZ.JB108—2023《虛擬電廠運營管控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》從運營管控系統(tǒng)的架構(gòu)、功能要求、性能要求和安全防護等角度對虛

擬電廠運維標準進行制定。這4項標準涉及虛擬電廠的運行維護、并網(wǎng)與接入、調(diào)度管理和運行安全規(guī)定等方面。但其實施應用并不廣泛；且相關(guān)系統(tǒng)及設備的功能性能參差不齊，安全防護能力有待提升，難以滿足虛擬電廠運營要求。目前大部分省份能源主管機構(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)度細則相關(guān)標準。

4）支撐技術(shù)方面

團體標準《充放電虛擬電廠負荷聚合調(diào)控技術(shù)要求》（已立項）、《多能互補型虛擬電廠聚合調(diào)控技術(shù)要求》（已立項），企業(yè)標準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》，以及地方標準《電動汽車充換電設施有序充電和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、實現(xiàn)信息和能量的交互及優(yōu)化調(diào)度提供了技術(shù)標準支撐。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，預測能力也不夠，相關(guān)技術(shù)并無標準支撐，關(guān)鍵技術(shù)的標準目前空白，亟待完善。同時，《新一代人工智能標準體系建設指南》對大數(shù)據(jù)與人工智能等前沿技術(shù)的標準體系建設進行了部署和指導，應盡快開展虛擬電廠領(lǐng)域相關(guān)標準的制定工作，為前沿技術(shù)在虛擬電廠中的應用提供標準支撐，助力電力系統(tǒng)靈活性資源優(yōu)化配置。

5）能效評估方面

標準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現(xiàn)有效預測，運行評價指標及評價要求不完善，運行反饋機制尚未建立，導致對相關(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、可控負荷和儲能系統(tǒng)的技術(shù)，能有效促進電力系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型。全方位評估虛擬電廠效益，對于虛擬電廠投資運營具有重要意義，應盡快開展相應標準的制定工作?？傮w而言，目前虛擬電廠標準體系總體數(shù)量少，在國際標準、標準等各層級缺失都較為嚴重，覆蓋面小，尤其在能效評估領(lǐng)域尚為空白，缺乏具體標準的支撐。

2標準體系框架

2.1構(gòu)建原則

本文在構(gòu)建虛擬電廠標準體系時，重點考慮“引導性、協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性、開放性”等原則。

1）引導性原則

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，從用戶響應邀約參與負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準模式，虛擬電廠的定義還不明確，使得用戶對于需求響應和虛擬電廠的差異并沒有清晰的認識，不利于提升用戶參與虛擬電廠交易的積極性；在市場建設中，交易機制處于起步階段，多數(shù)虛擬電廠試點僅以邀約等方式參與政策性需求響應。虛擬電廠標準體系的構(gòu)建應對提高用戶參與積極性、加快虛擬電廠實現(xiàn)階段化轉(zhuǎn)變和規(guī)?；l(fā)展起到引導作用。

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，對虛擬電廠建設發(fā)展給予指導。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)于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》［24］等文件，明確指出建立和完善虛擬電廠標準體系。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)范和市場機制。虛擬電廠標準體系的建設應與和地方發(fā)布的虛擬電廠建設相關(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準化基礎工作相協(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、儲能設備、可調(diào)負荷等，該層級響應上級下發(fā)的調(diào)控指令和價格激勵，并由上層通信進行采集和監(jiān)控；2層為通信網(wǎng)絡層，通過通信設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)預測的相關(guān)信息和可控資源的調(diào)度能力進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)組成部分的標準規(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，劃分不同層的標準條目；確保涉及領(lǐng)域全面完整、層次適當，各體系既相互聯(lián)結(jié)又相對獨立，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的虛擬電廠示范項目為主。虛擬電廠標準體系應是充分開放的，既充分吸收國際經(jīng)驗，又依托國內(nèi)試點成果，與時俱進、動態(tài)變化與擴展，以適應虛擬電廠技術(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，進一步應用平行分解法構(gòu)建虛擬電廠標準體系框架?！白陨隙隆笔侵钢匾曧攲釉O計，根據(jù)虛擬電廠領(lǐng)域發(fā)展規(guī)劃，依據(jù)虛擬電廠標準體系建設原則，明確建設目標；“自下而上”是指重視標準需求，基于現(xiàn)有虛擬電廠標準梳理分析，明確未來建設需求。將標準需求與現(xiàn)有標準進行對比，識別現(xiàn)有標準與需求之間的差距，進行標準的更新和修訂，制定缺失的標準。采用系統(tǒng)工程方法中的平行分解法進行標準子類的劃分和細節(jié)的構(gòu)建，得到具體的虛擬電廠標準體系布局，為虛擬電廠標準體系建設提供可行性建議。標準體系構(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準體系縱向分為功能子體系層、標準子類層和標準系列層3個層次，其中功能子體系層涵蓋基礎通用、規(guī)劃建設、運行維護、支撐技術(shù)和能效評估等5個領(lǐng)域，標準子類層分為15個子領(lǐng)域共52個標準系列，如圖3所示。

1）基礎通用子體系

基礎通用子體系為虛擬電廠標準體系提供基礎性和規(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，亟須加強虛擬電廠總則、術(shù)語、指標及技術(shù)要求等標準建設，用以指導虛擬電廠各個階段標準化基礎工作的開展。

2）規(guī)劃建設子體系

規(guī)劃建設子體系包括平臺建設、市場建設、資源建設和信息通信建設4個子類。針對標準層級較少的現(xiàn)狀，在這一子體系中需要加強虛擬電廠規(guī)劃建設標準的制定，進一步提高虛擬電廠建設水平；針對子類標準的建設，應將工作重點放在還未有標準支撐的市場機制和資源建設子類的標準制定，加快制定虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)技術(shù)標準和資源建設領(lǐng)域中聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標準。加快平臺建設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、平臺應用場景等重點領(lǐng)域的標準制定和修訂。市場建設方面須加快制定市場準入標準、參與路徑，完善現(xiàn)貨市場和輔助服務市場的標準建設，完善虛擬電廠參與電力市場的投資管理、市場準入、交易模式、結(jié)算模式、運行補貼等規(guī)則標準制定，引導虛擬電廠參與輔助服務市場、日前市場、現(xiàn)貨市場以及長期、跨區(qū)域和分布式市場，有序促進虛擬電廠建設與運營。資源建設方面應加強可調(diào)負荷資源、分1）基礎通用子體系基礎通用子體系為虛擬電廠標準體系提供基礎性和規(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，亟須加強虛擬電廠總則、術(shù)語、指標及技術(shù)要求等標準建設，用以指導虛擬電廠各個階段標準化基礎工作的開展。

3）規(guī)劃建設子體系

規(guī)劃建設子體系包括平臺建設、市場建設、資源建設和信息通信建設4個子類。針對標準層級較少的現(xiàn)狀，在這一子體系中需要加強虛擬電廠規(guī)劃建設標準的制定，進一步提高虛擬電廠建設水平；針對子類標準的建設，應將工作重點放在還未有標準支撐的市場機制和資源建設子類的標準制定，加快制定虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)技術(shù)標準和資源建設領(lǐng)域中聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標準。加快平臺建設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、平臺應用場景等重點領(lǐng)域的標準制定和修訂。市場建設方面須加快制定市場準入標準、參與路徑，完善現(xiàn)貨市場和輔助服務

市場的標準建設，完善虛擬電廠參與電力市場的投資管理、市場準入、交易模式、結(jié)算模式、運行補貼等規(guī)則標準制定，引導虛擬電廠參與輔助服務市場、日前市場、現(xiàn)貨市場以及長期、跨區(qū)域和分布式市場，有序促進虛擬電廠建設與運營。資源建設方面應加強可調(diào)負荷資源、分布式資源、儲能資源、資源聚合和容量評估標準等領(lǐng)域標準的建設，充分實現(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)度提供基礎支持。在資源建設子體系中，需要對其標準化模型進行描述，加強對調(diào)節(jié)成本、范圍、速率等資源模型和參數(shù)標準的建設。具體包括：可調(diào)功率上下限、響應時間、爬坡速率等技術(shù)參數(shù)標準，虛擬電廠聚合資源的控制策略標準，涵蓋中長期、日前、日內(nèi)、實時等多時間尺度標準等部分。針對虛擬電廠信息通信建設中的通信規(guī)范指標、架構(gòu)等規(guī)范化標準建設需求，要從虛擬電廠泛在接入、網(wǎng)絡安全防護、數(shù)據(jù)模型、能力評估、信息及通信等方面制定一系列標準和規(guī)范，加強通信需求指標、通信網(wǎng)絡架構(gòu)、通信方式、通信接口、信息網(wǎng)絡安全等多個領(lǐng)域的標準體系建設，全面覆蓋并規(guī)范虛擬電廠參與“源網(wǎng)荷儲互動”業(yè)務各環(huán)節(jié)，為提高虛擬電廠信息交互能力提供支撐。

4）運行維護建設子體系

虛擬電廠中的各類設備在空間和并網(wǎng)點分散分布的特點導致其運行協(xié)調(diào)相比傳統(tǒng)電廠更加復雜，同時在并網(wǎng)運行時，還需要考慮虛擬電廠與傳統(tǒng)機組在響應速度、響應容量等方面的異同。運行維護子體系由并網(wǎng)與接入、調(diào)度管理、運行安全規(guī)定3個子類組成。在運行維護子體系上，調(diào)度管理方面需要加強虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度標準建設，完善可調(diào)節(jié)資源參與虛擬電廠調(diào)控運行的相關(guān)標準，主要包括：對負荷資源調(diào)節(jié)能力、實際調(diào)節(jié)量等運行參數(shù)和響應時間、響應速度等電氣化參數(shù)的預測，虛擬電廠運行基線、虛擬電廠和可調(diào)節(jié)資源可信調(diào)節(jié)能力等的規(guī)范標準，可調(diào)節(jié)資源接入虛擬電廠的協(xié)調(diào)自動功率控制標準，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)度標準指標；需要加強已經(jīng)出臺的標準的應用實施，從繼電保護及自動裝置運行、調(diào)度自動化等方面加強運維管理標準的建設，考慮虛擬電廠接入的安全校核和動態(tài)評估等標準建設，保障虛擬電廠運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。體系的建設需緊密跟蹤虛擬電廠建設中的技術(shù)細節(jié)與技術(shù)成熟度，加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為標準化應用，布局有協(xié)調(diào)性、前瞻性的虛擬電廠特色應用標準，加強標準層級的布局和規(guī)劃。關(guān)鍵技術(shù)標準的制定、修訂重點在于加強虛擬電廠可調(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測技術(shù)的標準制定，通過稀疏建模、集成學習、模擬學習等方法對調(diào)節(jié)能力、持續(xù)時間等關(guān)鍵參數(shù)進行準確預測，提升虛擬電廠運行效率，實現(xiàn)獲取分布式能源數(shù)據(jù)，預測，削峰填谷，迅速響應，從而提升自身效益。前沿技術(shù)方面，需要加強區(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)標準的制定，促進可再生能源、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準空白的現(xiàn)狀，亟須開展能效評估標準的建設，通過能效評估子體系中的標準明確虛擬電廠建設規(guī)模和應用范圍，提出虛擬電廠發(fā)電、需求響應等能力評估方法，對虛擬電廠的技術(shù)性能和經(jīng)濟性進行評估，為虛擬電廠規(guī)劃建設、工程運行維護、技術(shù)改進等工作的開展提供支撐。能效評估子體系需要加強潛力分析、效益評估、用能監(jiān)測和典型運行場景效果監(jiān)測標準化建設；潛力分析方面應加強資源調(diào)度潛力評估、柔性資源響應潛力評估、分布式資源發(fā)電潛力評估等領(lǐng)域的標準體系制定；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，評價其投資回報情況和經(jīng)濟性、環(huán)境性、可靠性等標準指標，采用多目標規(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、電網(wǎng)運行、節(jié)能減排、社會作用等方面的價值，為虛擬電廠的優(yōu)化運營提供標準支撐。

4布局建議

當前國內(nèi)虛擬電廠還處于發(fā)展初期，標準體系建設滯后，適用標準較少，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)標準進行全面梳理與分析的基礎上，結(jié)合相關(guān)規(guī)劃和試點經(jīng)驗提出虛擬電廠標準體系構(gòu)建原則，構(gòu)建了涵蓋基礎通用、規(guī)劃建設、運行維護、支撐技術(shù)和能效評估等領(lǐng)域的虛擬電廠標準體系架構(gòu)?；诟黝I(lǐng)域分析，對虛擬電廠未來技術(shù)標準布局規(guī)劃提出如下建議：

依托圖4所示體系架構(gòu)，重點完善虛擬電廠規(guī)劃及方案制定、能效評估，數(shù)據(jù)平臺建設，調(diào)度系統(tǒng)、運營與管理等環(huán)節(jié)優(yōu)化的標準體系建設，支撐虛擬電廠規(guī)模化發(fā)展。

具體來說，重點在以下方面開展標準制定和修訂工作：在基礎通用領(lǐng)域，重點加強虛擬電廠總則、術(shù)語、指標及技術(shù)要求等標準建設，以指導虛擬電廠各個階段標準化工作的開展；在規(guī)劃建設領(lǐng)域，重點制定、完善虛擬電廠準入電力市場的相關(guān)技術(shù)標準和資源建設維度聚合類型、聚合模式、聚合構(gòu)建方法等相關(guān)標準，加快虛擬電廠整體平臺和信息通信標準制定；在運行維護領(lǐng)域，加快推進運維管理標準建設，完善多種靈活性資源并網(wǎng)標準；在支撐技術(shù)領(lǐng)域，加快相關(guān)技術(shù)成果的標準轉(zhuǎn)化以及人工智能新技術(shù)在虛擬電廠中融合應用的相關(guān)標準制定；在能效評估領(lǐng)域，加快資源調(diào)度潛力評估、柔性資源響應潛力評估標準的制定和應用，為明確靈活性資源池規(guī)模提供支撐。

此外，還應從以下方面來推進虛擬電廠標準化建設：

1）加快制定、完善虛擬電廠標準建設與發(fā)展的指導意見。目前、省市層面都出臺了鼓勵虛擬電廠的相關(guān)政策，但缺乏虛擬電廠標準化推進的具體要求與方案。

2）加快設立虛擬電廠專有標準化技術(shù)委員會，對口負責虛擬電廠標準化工作，協(xié)調(diào)推進虛擬電廠標準化各項工作。

3）加強虛擬電廠相關(guān)研究成果、試點經(jīng)驗的標準轉(zhuǎn)化。依托國內(nèi)開展的示范項目，推進新模式、新方法、新技術(shù)的應用及標準制定。

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)、充電設施以及各類交直流負荷的運行狀態(tài)實時監(jiān)視、智能預測、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)濟運行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運行效率。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，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，電費情況。如圖所示。（表計需要支持尖峰平谷電能采集）

支持導出為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、時間、設備、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)名等列進行數(shù)據(jù)篩選。

支持導出為EXCEL形式。

2）遙測事件

遙測事件頁面主要用于記錄設備電參量在日常運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、時間、設備、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)名等列進行數(shù)據(jù)篩選。

支持導出為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)量進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對用戶站點的報警情況排序，幫助用戶定位頻發(fā)報警與問題站點。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)實時刷新，響應迅速。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。

?可進行指定頁面跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)配電圖可指定具體某一圖形。

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，電費情況。如圖所示。

?支持導出為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行分類，例如：按區(qū)域統(tǒng)計、按分項用能統(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)控及馬達保護系統(tǒng)

應用場合（10KV）		產(chǎn)品	型號	功能
	10KV進/饋線		AM6-L	相間電流速斷保護，相間限時電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。
	10/0.4KV變壓器		AML-S	分合閘位置、手車工作/試驗位置、接地刀閘位置、硬接 點信號(保護跳閘、裝置告警、控制回路斷線、 裝置異常、未儲能、事故總等)、報文(過流、過負荷、超溫報警、過溫報警、裝置告警、PT 斷線、CT 斷線、對時異常等) 、遙控 開關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、 跳閘、故障電流電壓)等。
	智能操控裝置		ASD500	一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫。
	10KV計量		PZ72L- E4/UT	該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過面板薄膜開關(guān)設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號轉(zhuǎn)換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關(guān)量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。具有許昌開普研究院有限公司、檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產(chǎn)品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對相關(guān)產(chǎn)品功能、防護等級及電磁兼容的要求。
應用場合（0.4KV）		產(chǎn)品	型號	功能
	0.4KV進/出線		PZ72L- E4/UT	該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過面板薄膜開關(guān)設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號轉(zhuǎn)換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關(guān)量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。具有許昌開普研究院有限公司、檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產(chǎn)品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對相關(guān)產(chǎn)品功能、防護等級及電磁兼容的要求。
	無功補償		ARC	測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議
			ANSVC	ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償,無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關(guān)、控制器等組成。
			ANSVG	補償方式:線性補償，全響應時間<5ms，瞬時響應時間≤100us;補償效果:≥0.99，可補償容性無功和感性無功，濾除5、7、9、11、13次以內(nèi)的諧波;自身損耗:≤2%，效率:>98%;監(jiān)控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監(jiān)控;具有人性化的人機交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠控，也可以本控;標準模塊化設計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護性。
	溫濕度控制器		WHD72- 11/UT	智能型溫濕度控制器以數(shù)碼管方式顯示溫濕度值，有加熱器、傳感器故障指示、變送功能、帶有RS485通訊接口可供遠程監(jiān)控，用戶可通過按鍵編程自行設定系統(tǒng)參數(shù)。該儀表集測量、顯示、控制及通訊于一體，精度高、測量范圍寬，是一種適合于各個行業(yè)和領(lǐng)域的溫濕度測量控制儀表。具有許昌開普研究院有限公司、檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產(chǎn)品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對相關(guān)產(chǎn)品功能、防護等級及電磁兼容的要求。
電動機保護器	電機回路		ARD2F-UT	智能電動機保護器（以下簡稱保護器）適用于額定電壓至 660V 的低壓電動機回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動機安全運行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。可選配不同通訊模塊適應現(xiàn)場通訊需求。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應各種柜體的安裝。具有許昌開普研究院有限公司、檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產(chǎn)品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對相關(guān)產(chǎn)品功能、防護等級及電磁兼容的要求。
配套附件	0.4kV電流互感器		AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號
智能網(wǎng)關(guān)			Anet系列	8個RS485串口 2kV隔離， 2個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多不同數(shù)據(jù)服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。

6.2企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)

應用場景	型號	圖 片	保護功能
企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)	AcrelEMS		AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)由電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了企業(yè)中壓變配電系統(tǒng)、應急電源、隔離電源、照明控制、設備運維、環(huán)境監(jiān)測等，貫穿企業(yè)能源流的始終，幫助運維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解企業(yè)配電系統(tǒng)運行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于企業(yè)能源管理需要。
智能網(wǎng)關(guān)	Anet系列網(wǎng)管		采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進線柜	APM810		具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。
	APM520		三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，需量，支持付費率，越限報警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡柜、出線柜	AEM96		三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上 24 時、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信” 和“遙控”功能，并具備報警輸出，可廣泛應用于多種控制系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
動力柜	ACR120EL		測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
	DTSD1352		DIN35mm導軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	AEW100		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

7結(jié)束語

虛擬電廠標準體系的建設需加強對虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)、資源聚合、信息通信、平臺建設等重點領(lǐng)域技術(shù)標準的覆蓋，針對缺失嚴重的規(guī)劃建設標準、能效評估標準，應加快開展頂層設計，推動標準化進程；同時，還要不斷推進地方虛擬電廠實踐成果向標準轉(zhuǎn)化，助力虛擬電廠規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。

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

作者簡介：

周洋，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為虛擬電廠系統(tǒng)領(lǐng)域。手機:17269576855，郵箱:1572064471@QQ.com

審核編輯 黃宇