虚拟电厂能效管理平系统需求说明书.docx

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1、虚拟电厂能效管理平系统需求说明书1需求概况1.3必要性分析目前我国正处于电力能源战略转型的重要时期。新能源发展越来越快，规模也越来越大，风能、太阳能等清洁可再生能源，都具有随机性、间歇性、波动性特征，大规模、高比例接入电网，带来巨大调峰调频压力，导致系统转动惯量弱化，给电力系统平衡调节和电网安全稳定运行带来一系列新的挑战。虚拟电厂作为破解清洁能源消纳和绿色能源转型的一种解决方案，对中国乃至全球能源战略转型都具有重大意义。公司亟需破解能源战略转型过程中清洁能源消纳、电网安全稳定运行等问题，紧密结合国内外虚拟电厂发展现状开展前瞻性研究，积极设计既符合当前国家电网公司要求又符合公司实际情况的虚拟电厂

2、运营建设方案。本项目旨在响应国家能源局关于印发完善电力调峰辅助服务补偿（市场）机制工作方案的通知（国能发监管（2017）67号）等指导意见及工作意见和国网规划泛在电力物联网建设要求，提升电网安全经济运行水平、促进清洁能源消纳、提供智慧能源综合服务、帮助构建能源生态体系。（1）积极响应能源互联网建设要求在促进清洁能源消纳方面，国网能源互联网规划建设提出将用市场办法引导用户参与调峰调频，重点通过虚拟电厂和多能互补提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比，基于电力市场实现集中式新能源省间交易和分布式新能源省内交易，缓解弃风弃光，促进清洁能源消纳。（2）助力新型电力系统建设的需要虚拟电厂是聚

3、合优化“源网荷储”清洁发展的新一代智能控制技术和互动商业模式，实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动，对电网提供调峰、调频、备用等辅助服务，为破解清洁能源消纳的世界性难题和低碳能源转型提供前瞻解决方案，助力清洁能源占主导地位新型电力系统建设。（3）提高对能源资源优化配置市场交易的支撑能力分布式电源、微网、储能设备、蓄热锅炉和可控负荷等主体参与市场还处于探索、发展阶段，他们所集合成的虚拟电厂作为新型市场主体参与市场暂时没有相应功能支撑。因此，需要根据最新的虚拟电厂交易业务需求，构建核心业务功能，支撑能源资源优化配置市场交易，实现多品种多周期交易并发运营，提升虚拟电厂交易效率，实现更大程度的能源资

4、源优化配置。1.4效益分析虚拟电厂是互联网+源网荷储售服一体化(即电源、电网、负荷、储能、销售、服务的聚合体)的清洁智慧能源管理系统，能够在传统电网物理架构上，依托互联网和现代信息通讯技术,把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源相聚合，进行协同优化运行控制和市场交易。(1)社会效益通过本项目建设，探索构建虚拟点电厂运营体系，项目成果为推动电力能源战略转型背景下的虚拟电厂项目发展提供关键技术支撑，对建设绿色节能、安全可靠、智能高效、多户互动，的虚拟电厂项目具有十分重要的意义和应用前景。(2)经济效益通过本项目建设，可提升清洁能源利用率、降低用户综合用电成本、提高可再生能源消纳比例，减少燃

5、煤机组的建设，带来巨大的经济效益。(3)生态效益成果示范与推广应用，可显著促进可再生能源消纳，减少火力发电产生的二氧化硫等有害气体，生态效益明显，具有可推广应用价值。1.5业务流分析通过自动需求响应网关汇集后上送自动需求响应主站云平台，对于监测点较少的电力客户应用场景，可以直接将自动需求响应终端采集的信息上送给自动需求响应主站云平台。在供需互动服务及共享中心建立面向客户侧的需求响应管理系统，并引入专家预测系统，可以为电力客户提供量身定制的自动需求响应解决方案。(1)实现实时电气量、录波数据、保护事件、异常事件数据采集与存储；保护事件定值设置；异常事件类型有效性设定；继电开关遥控；程序版本升级功

6、能。(2)实现与客户侧可调负荷的应用交互，包括负荷预测、可调负荷潜力预测、可调负荷需求响应及效果评估等控制功能。(3)实现数据可视化，包括用能监测：展示电能量、交流测量值、谐波等实时基础数据；统计分析：展示年月周日不同的时间维度下电压、电流、负荷、电能量的统计数据，分析数据极值和异常值。1.6架构分析系统平台层调用信息晌应信息调度需求出;育结果虚拟电厂平台虚拟电厂外特那!出消结果出清结果 结算信息虚拟电厂层用户层设备层虚拟电JT楮 代两峰蒂案虚拟电厂集控平台统响应终端大用户自备电厂分布式光伏三联供;荷直拟电厂ErcraA类虚拟电厂Q（实时调减）B类虚拟电厂 （遨约调增调减）4发电厂.f F会爹

7、俘版情况注册信息 接入方案外特性报价信息 外特压合同信息空调装置准入审核结果 执行认定结果 出清结果结算信息I 1I, I 工商业楼宇用户初储能工崛户负虚拟机组管控系统虚拟电厂实现分布式资源的分区聚类，形成类似传统电厂的外特性，向虚拟电厂集控平台提交注册信息、报价信息以及合同信息。虚拟电厂集控平台，负责审核虚拟电厂准入条件满足情况、接入方案、虚拟电厂外特性、虚拟电厂档案以及响应信息，接收调度云调用信息，上报响应信息。虚拟电厂交易平台依托现有统一电力市场交易平台，接收调度云下发的调度需求以及虚拟电厂集控平台提交的准入审核结果、虚拟电厂外特性和执行认定成果，结合虚拟电厂上报的注册、报价以及合同信息

8、，进行市场出清，并同时向虚拟电厂主体、虚拟电厂集控平台以及调度云多方公布出清结果。A类虚拟电厂CPS（信息物理系统，Cyber-PhysicalSystems）主要包含工商业楼宇空调，用户侧储能和工业用户负荷。对这三类对象进行实时调减，参与电网“削峰”辅助服务交易。B类虚拟电厂主要大用户、自备电厂、分布式光伏和三联供等几类，对这几类对象进行邀约调增或者调减，参与电网“削峰填谷”辅助服务交易。充分发挥虚拟电厂在电力交易和辅助服务等方面的灵活性调节作用，通过市场机制和价格信号鼓励和引导虚拟电厂发展，实现缓解电网调峰压力，促进清洁能源消纳，具有巨大的经济、社会以及环保效益，为保障城市电网安全、促进城

9、市绿色发展作出巨大贡献。1、设备层：底层需求侧虚拟电厂资源，本项目只考虑楼宇中央空调和电动汽车负荷；2、控制层：在公共楼宇部署空调智能控制终端，开发接口对接电动汽车平台，使得虚拟机组层可以与其对接控制需求侧资源；3、虚拟机组层：建设虚拟机组控制系统。监测控制运营虚拟电厂资源，与柔性控制资源之间是集中式的控制方式，主动聚合虚拟机组资源，而终端用户向其让渡了资源的控制权，使得虚拟机组可通过价格或其它信号控制需求侧资源；4、虚拟电厂层：建设虚拟电厂平台。虚拟电厂下辖数台虚拟机组，与虚拟机组之间是分散式的控制方式，即包括指令的上传下达、数据监测。虚拟电厂平台直接参与电力市场交易，接受调控云响应指令。虚

10、拟电厂平台主要包含应用服务器、数据库服务器、前置采集服务器、通信服务器等实现系统运行，并通过接口服务器与其他业务系统进行数据交互。为了对调控进行优化，在调控云平台上建设虚拟电厂功能后，具备对用户侧的信息采集，对用户的设备的运行负荷进行实时监控、对虚拟电厂的响应数据进行有效管理和综合分析、与调峰辅助服务系统进行衔接等功能。虚拟电厂协控系统（以下简称系统），核心功能是完成与虚拟电厂平台的调峰负荷通知的下发与为虚拟电厂平台提供竞价通道，提升电网调峰能力以及实现对柔性负荷的需求侧相应，缓解电力供需矛盾。该系统的面对用户对象是电力公司的调度人员。系统分为数据采集及控制服务端和数据同步服务端，其中数据采集

11、控制服务端包括：数据采集模块、数据分析模块、信息管理模块、调峰控制模块和数据库；数据同步服务端包括：信息同步模块（系统信息、实时信息、实时可调容量）、调峰控制模块。虚拟电厂系统虚拟电厂系统将接入参与辅助调峰服务的企业，采集企业的负荷、电流、电压和电量等实时数据。通过对采集的数据分析，可以获得负荷聚合商、区域和企业的实时负荷曲线，为作为辅助调峰服务的依据。电网调度平台在需要进行调峰的时候，通过虚拟电厂协控平台通知虚拟电厂对参与调峰的企业的用电进行调控，虚拟电厂系统会根据系统调峰策略服务作出最优的调峰方案，将调控指令发送到参与调峰企业进行调峰处理，以保证电网的稳定及发电质量。虚拟电厂系统主要包括以

12、下功能：1 .网络通信及用电信息采集(I)网络通信模块建立控制中心与区域内各对象之间的双向信息连接，从物理层、数据链路层等各个层面保证数据通信的快捷与畅通。(2)用电信息采集模块实现监测装置在线监测，数据采集类型，模拟量类型，可采集的模拟量有：有功功率，无功功率，视在功率、功率因素、电压，电流，频率等。状态量类型，可采集的状态量有：开关量状态，并网点状态，断路器及隔离开关的位置信号，事故跳闸总信号，有载调压变压器分接头位置，预告信号，保护动作信号，下行通道故障信号，装置主电源停电信号，机组运行状态信号，手动/自动位置信号。及时、完整、准确地为调度管理提供电力用户实时用电信息数据，主要包括历史用

13、能查询、用户用能排名、用户用能服务、用户用能报表、能效评估等功能。2 .基础信息服务其中包括调峰区域管理，虚拟电厂管理、测点配置、企业信息管理、监测设备管理、通讯网关管理、设备管理等基本信息等管理服务。调峰控制服务和调峰策略服务，处理由兰考调度中心通过虚拟电厂协控系统发来的调峰指令，虚拟电厂系统根据调峰策略服务计算最优的调峰策略，包括调峰负荷量及报价等信息，将这些信息通过虚拟电厂协控系统发送给兰考调控中心，调控中心接受该策略后确认是否执行该调峰指令，确认结果通过虚拟电厂协控系统发给虚拟电厂系统，虚拟电厂系统根据调控指令对参与调控的企业在指定的时间执行指定的时长的调峰指令。3 .系统管理服务提供

14、系统的认证、授权服务。包括用户管理、角色管理、菜单管理及授权管理相关功能。系统应用框架图如图所示。荷合虚电系先 负聚商拟厂研互联网信息 外网e三信息大区3.2.2业务功能3.2.2.1系统首页3.2.2.1.1企业负荷曲线展示业务功能名称企业负荷曲线展示参与者系统管理员、业务管理员、用电企业方、代理企业方业务规则监控系统所有接入企业的负荷曲线，包括监控负荷曲线和基线参考负荷曲线，光伏发电曲线、储能运行曲线。输入业务对象及属性企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息业务逻辑展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息输出业务对象及属性展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息

15、功能需求描述展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息界面要求根据省公司统一框架界面要求布局，数据过滤条件要求有名称、企业等，支持模糊查询非功能性需求安全性、易用性、可靠性、高性能、可扩展性、可维护性状态新增3.3.3.1.2调控记录信息分析总览业务功能名称调控记录分析总览参与者系统管理员、业务管理员、用电企业方、代理企业方业务规则监控系统所有接入企业的负荷曲线，包括监控负荷曲线和基线参考负荷曲线。输入业务对象及属性企业用户登录信息业务逻辑多维度展示不同企业及总平台电网互动详情，可根据时间维度和企业为度进行分析。输出业务对象及属性企业业主信息功能需求描述多维度展示&分析电网互动过程界面要求根据省公司统一框架界面要求布局，数据过滤条件要求有名称、企业等，支持模糊查询及业主查询非功能性需求安全性、易用性、可靠性、高性能、可扩展性、可维护性状态查询3.2.2.1.3企业可调资源排行业务功能名称企业可调资源排行参与者系统管理员、业务管理员、用电企业方、代理企业方业务规则监控系统所有接入企业的负荷曲线，包括监控负荷曲线和