通信站点储能参与电力市场业务白皮书.docx

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1、POl4.3.3、4.3.4、P05缩略语分布式站点同步通信技术 站点负载快速精确预测技术 储能可调节能力精准评估技术 站点储能能量协同调度技术虚拟电厂与电力市场虚拟电厂(VPP)的定义虚拟电厂可参加多种电力市场业务全现网场景部署分布式储能多样化演进支持最终端的浪漫:将绿色深入毫未华为站点VPP分布式储能系统(DESS )解决方案业内最佳极简架构建设低碳社会,共建美好家园全面推进碳中和,建设新型电力系统新型电力系统部署带来的挑战能量平衡的电力系统是发展关键营能、多业务融合的特性与价值 极简4.2.3、多业务融合融合人工智能、电力电子、信息通信技术,打造先进分布式储能方案Pll运营商能源转型:从

2、能源消费者走向消费者+生产者 运营商积极推动碳中和建设11运营商自即氐碳建设11利用站点储能资源,助力社会降碳运营商分布式储能参加电力市场的模式与业务类型运营商参与电力市场的优势运营商分布式储能参与电力市场的理念愿景与衡量因子3.4,1、理念愿景:从消费者到生产者,能量双向流动342、价值衡量要素:清洁低碳、安全高效、柔性灵活、智慧融合3.4.3、评价因子:海量、极速、精准、融合在碳中和的影响下,各国着力打造新型电力系统.在发电侧,使用太阳能、风能、水能等清洁能源替代传统化石能源,实现发电的清洁化;在用电侧,使用电动汽车替代燃油车,建设高能效的ICT基础设施,实现用能的电气化;在输电侧,使用数

3、字化、智能化的手段,实现数字电厂、智能输电等.以清洁能源发电为主体,实现绿电的大规模部署;以智能用电为使用核心,实现用电的智能化;以融合电力电子和数字技术、人工智能技术为技术底座,是新型电力系统的主要特点,是实现碳中和的主要实现途径。图:新型揄R广泛应用图:各酶揄8占比持续搴升01建设低碳社会,共建美好家园1.1.全面推进碳中和,建设新型电力系统为应对气候变暖,保护地球环境,全球各国纷纷制定碳中和目标与计划.如,欧盟提出要在2050年实现碳中和,中国政府提出2030/2060双碳计划.碳中和已经是一个全球各国达成共识的倡议与目标.随时间推移,各地区和国家也在持续推出各种新政.2023年3月,欧

4、盟出台净零工业法案,将多种清洁能源列为战略净零技术,以提高清洁技术的竞争力.2023年11月,在迪拜COP28上,全球一百多个国家签署声明要将可再生能源能力提高三倍,能效提高一倍.巴登协定- 全球平均气温上升限制在2uC以内ra- 发布欧洲埠色新改 2050中和中国- 2030破达峰.2050碳中和日本发布煤色增长计划-2050嫉中和印度-2030经济碳播度就低45%,2070破中和S:世界各国碳中和时司表1.3、能量平衡的电力系统是发展关键新型发电用电的态势下,如何有效的解决清洁能源接入带来的稳定性以及平衡性问题?在传统能源体系下,电厂和用户之间以单向输电用电为主,对于能量平衡与协同没有关注

5、,带来能源使用效率低、电力成本高、碳排高等诸多问题。在未来,在新能源接入的大趋势下,如何基于能量协同构建一个自动平衡的电力系统,将发电侧和负载侧进行联动,实现精细化双向供电用电,将是新能源未来发展的关键方向.只有电力的流动没有位题的交互图:能量单向流动的电力系统(例)图:能量协同.平衡的电力系统1.2、新型电力系统部署带来的挑战新能源在多种维度给电力系统的安全稳定运行带来挑战,诸如供需不平衡,电网频率不稳等:在发电侧:新能源数量海量,接入电网管理难度大.同时,新能源发电存在间歇性的特点,导致无法稳定出力,如光伏白天发电、晚上不发电;风电白天发电少,晚上发电多,随着装机渗透率的提升,能至平衡将受

6、到巨大挑战,极大增加电网的稳定性风睑.在负荷侧:电气化的推进,带来用电瞬时功率增大,将给电网带来巨大压力.如工业领域的电能替代、交通领域电动汽车、分布式储能等的广泛应用,将打破传统的以工业和居民用电为主的相对稳定的用电模式,突发性使用行为增加,放大对电力系统的稳定性的冲击.虚拟电厂的资源分类:上游:主要指负载侧的可调负荷、分布式发电资源、储能等.可调负荷如通信机房用电、数据中心机房用电、充电场站、工业用电等;分布式发电资源指用户就近部署的规模的发电设备,如屋顶光伏、风电、氢能等发电设备;储能是指在此侧部署的储能设备如基站、机房备电电池等.中游:主要是资源聚合商.他们利用互联网、大数据等技术聚合

7、各方面资源并对其进行优化、调度,参与电力市场。他们提供给是一种协调控制能力.下游:电力需求方,主要是电网公司或售电公司,根据区域不同,他们是电力市场中电力需求的提出者和买方.上游资源方可控负荷晶分布式发电资源*储能资源4,中游平台方下游需求方电网公司苜聚合商供电公司电力平衡公司BALANCE设备提供商电力储能信息软件与服务图:虔椒电厂产业各方02虚拟电厂与电力市场:一、7qy_.rr-,2.1、虚拟电厂(VPP)的定义VPP是一套能源协同管理系统,它整合如发电侧的光伏等发电资源、负荷侧的分布式储能可调节资源,让这些形成可调控交易的单元,参与到电网调度与电力市场交易中。电网与电力虚拟电厂打破空间

8、束缚,将能源的生产者和消费者联动、协同起来,使得能量由传统的单向流动模式逐步转为互动协同模式,最终实现能量馈网与双向流动.(2)云边端快速协同虚拟电厂系统往往包含云边端三层:一是云中心,一般情况下,调度软件、管理软件、电力市场系统都会部署在云上,云中心由大量高性能服务器组成,但是通常远离负载与电厂,对于实时性要求的I壬务难以满足其延时要求.二是边缘节点,一般部署在负载侧,具有传输、计算功能,是负载资源的直接管理者,对于负载如何进行汇聚寻优、负载数据的传输如何满足电力市场要求,是边缘计算节点需要攻克的难题。三是端侧负载,端侧是最终出力端,是参加电力调度的最终资源.储能响应速度、充放电速度、端侧功

9、率预测,是虚拟电厂要面临的首要问题。(3)聚合优化选择技术参加电力市场将面临海量的信息流与能量流的联动,比如调频市场中,一天之内可能面临多次调度请求,同时在面临不同的资源的时候,需要进行相应的平衡选择,如何选择正确的负载进行汇聚,应现投标竞价、运营优化,制定系统的最优决策,将是虚拟电厂要解决的一个重要问题。电力市场虚拟电厂_云平台 _调度聚合EV速CTTT通信3站/机厉BESS图:分布式云边蜘K合体系A 0效行中心虚拟电厂带来的价值:从负荷侧,到聚合侧,到电网侧,酬电厂可端到瑞为企业带来多方面的价值,助力低碳社会建设. 在电网侧:虚拟电厂能够改善电力供需平衡,平衡电网波动,环节电网阻塞,改善能

10、源供需平衡,减少电网运维成本. 在聚合商侧:虚拟电厂可以聚合多种资源,将其纳入到电力调度以及电力市场中,充分利用闲置资源,提升能源的利用率。 在负荷侧:虚拟电厂将传统用电设备进行智能管理,格沉默资产利用起来,参与电力市场平衡电网,同时获取收益,降低负荷侧电费和用电成本。 节能降碳:通过有效减少各方运维成本,激活资源的潜能,虚拟电厂实现节能降碳。根据统计,100MW负载侧储能参与调度,调节能力相当于新建17座100MW的火力发电厂,可以降碳百万0三.图:虚拟电厂对多方产生价俵虚拟电厂技术难点:虚拟电厂做为能量聚合、调度、交易系统,涉及电网、电力交易、聚合、负载资源等,需要融合电力电子技术以及信息

11、通信技术、数字技术等技术,在多种技术维度面临难点。(1)分布式资源动态聚合技术虚拟电厂聚合多种资源,比如发电侧的各种清洁能源、传统能源,负荷侧的多种分布式负载如通信站点、数据中心、充电场站,分布式储能如通信站点储能、独立储能等.在资源接入上面具有多样性的特点,因此如何进行资源有序接入管理,比如信息耦合、标签分类,并进行合理有效的商业分类,是要解决的技术难点.虚拟电厂聚合资源参与电力交易,可以参加多种业务类型,主要包括电能量市场、电力辅助市场、容量市场等部分.电能量市场:以电能量(单位kWh)为交易标的物。根据时间可分为现货市场(如日前、日内、实时交易)和中长期市场(如月度、年度交易)。电能量市

12、场反应的是售电的市场,比如峰谷套,可以利用峰谷电价买卖电来实现降低电费;比如电力期货,可以购买合适价格的电力.电力辅助服务市场:是指由参与电力市场化交易的用户(如通信站点储能,数据中心)、聚合商等第三方提供服务,并可以通过提供服务获取相应的经济形式的补偿的形式,主要业务包括调频(如一次调频、二次调频等)、调峰、备用、黑启动等.容量.容量补偿机制容量市场:是一种资源预留的交易方式,通过市场竞争方式形成容量价格,获取容量补偿,保障电力供应容量充足。电能量电力辅助.调峰市场调频市场黑启动 蛭谷套利 现货市场:日前、日内、实时 中长期市场:年/月2.2、虚拟电厂可参加多种电力市场业务电力市场交易相对成

13、熟且快速发展,比如在英国,具有期货市场、现货市场、容量市场,辅助调频市场多种市场模式,比如在德国,辅助调频市场具有FCR、aFRR、mFRR等多个调频市场.欧洲市场空间巨大,价格好,回报率高,目前正在积极构建覆盖全欧的市场体系。以某国为例,其调频的平均价格为20欧元/MW/小时,调频aFFR平均价格为30欧元/MW/小时,补贴价格优异。如果以通信站点储能参与其调频调度看,Rol短,收益良好。I aFRR aFRR+FCR图:欧洲多国电力市场部分业务利用站点储能资源,助力社会降碳在自身降碳的同时,运营商积极利用自身IeT的资源和技术参与到干行百业降碳。随着负荷侧新能源的快速部署以及虚拟电厂商业模

14、式的成熟,中小型负荷参与电力市场调度逐渐成熟.在此背景下,运营商思考和实践利用海量分布式基站资源,通过虚拟电厂进行聚合,参与到电力市场的建设中,在降低自身电费的同时,帮助社会节能降碳.在2023年,欧洲某运营商利用自身基站资源,参与到本国的电力辅助市场,通过参与峰谷套利和调频服务,帮助电网增加稳定性,同时也能获取十分可观的收益补贴。根据公开数据,其收益补贴可以达到自身电费的50%,帮助社会降碳百万吨.在2023年,中国某大型塔商也在利用通信站点参与电力辅助服务。根据公开数据,截至2023年6月,已经4000站点接入VPP参与电力市场,2023年底,部署1万站VPP站点。同样在2023年,拉美某

15、大型电网公司,也积极推动运营商参与电力市场交易.通过虚拟电厂聚合海量通信站点参与电力市场调度,已经成为一个大势。 :运管商参与碳中械设03运营商能源转型:从能源消费者走向消费者:生产者mAI*XS-*=1MW5min10%一次调频FCR1MW7.5s5%FCRQRequ9fyCOnUinmentFFR:Automaticfrequencyrestorationrcictvc图:欧洲部分电力市场业务指标要求准入容量响应时间调节速率调节精度调蛭5MW60s60s80130%图:中国部分电力市场业务指标要求传统基站仅设备供电响应电网需求催生新型产业价值电力消费者电力生产者与使能者用电更稳定/绿色/高

16、效图:业务由单极走向双梭,旎由单向走向双向3.4.2价值衡量要素:清i吉低碳、安全高效、柔性灵活、智慧融合运营商参与建设虚拟电厂VPP业务系统,需要呈现出如下几个价值要素.清洁低碳:系统应尽量简单建设,减少隐形成本如工程成本。系统应该提高绿电、新型储能的使用,利用好现有电网,利用好现有的设施资源如现有储能资源,实现建设的清洁低碳化.安全高效:通信业务与电力业务都是重要的国计民生业务,对于运行稳定性以及鲁棒性要求极高,因此需要使用安全的软硬件设备,需要使用有认证资质的设备和厂家,构建一个安全高效的体系.柔性灵活:运营商站点都是分布式站点,站点储能与电源参与电网进行联动的时候,单个站点的能力有限,

17、需要聚合海量站点成为资源池,将储能池化,构建成为大容量的资源.灵活构建,弹性伸缩,将是一个重要的衡量特性.智慧融合:为满足电力市场的多业务需求,以及未来场景演进,比如BESS的接入、数据中心储能的接入等,一套系统支持多业务和多场景,支持平滑演进,是十分必要的.极简智能多业务融合电力市场1个平台VPP智能网关能量聚合平台EAP区就负我改德鞫熊选站1个网关I智宜虢件!VPP智能电源华为电源场景三方电诙场景1个硬件VP噌能锂电XJL裸铅混搭新旧锂电泡梏04华为宏点VPP分布式储能系统(DESS)解决方案、二冠助力运营商能源转型,帮助运营商从能源消费者走向消费者+生产者.华为提出站点VPP分布式储能系

18、统(DistributedEnergyStorageSystem,DESS)解决方案。4.1、 业内最佳极简架构华为站点VPPDESS方案是一个包含能量聚合平台、智能电源和网关、智能锂电的端到端分布式储能方案:1个硬件:VPP智能锂电(VPPCIoudLi);1个网关:VPP智能网关,VPP智能电源;1个平台:VPP能量聚合平台(EnergyAggregationPlatform,EAP);它们的功能如下:VPP智能锂电(VPPCIoudLi):做为站点参与电力市场业务调度的储能设备,可以提供参与调度的容量资源,同时,可以预留一定比例的容量为通信站点提供常规备电务;VPP智能网关、智能电源:提

19、供站点储能聚合与择优服务,同时作为信息传输管道,是上层平台下发指令以及储能响应指令传输的关键节点,支持华为电源场景和三方电源场景.能虽聚合平台(EAP):运营商的VPP站点的总聚合与调度中心。它上层与资源聚合商对接,下层连接VPP智能网关,可以聚合运营商通信站点或者其它可接入资源.EAP通过聚合商系统获取电力市场的邀约请求并下发,根据下层储能和网关信息选择最优站点,上报可调能力,它是一个能源管理与能力上报系统.华为DESS方案根植于华为领先的智能硬件与智能算法,运用领先的人工智能、电力电子、信息通信技术,具有极简、智能、多业务融合的特点,可以帮助运营商能够简单、快捷、安全地建设通信站点VPP业

20、务.能聚合平台4.2.3多业务融合华为DESS方案一套系统可以支持多种电力市场业务,如电力辅助服务市场的调峰、调频,如电能量市场的峰谷套利.同时,方案具有业务寻优能力,使得系统可自动评估业务收益,根据收益进行业务排序与申报,保障最佳收益;此外,系统软件定义化,实现演进平滑,减少投资.图:多种先迸技柚合构StDESS方案4.2极简、智能、多业务融合的特性与价值华为站点VPPDESS解决方案具有极简、智能、多业务融合的特性,可以带来多方面的价值。电力市场IIIIIVPP聚合平台.能量聚合平台司 /ft #,也,介E Q I 1的8GW-J 5sVPP智能网关VPP智能锂电图:端至序超高速响应能力4

21、.2.1 极简简特性有如下几个方面的特点:(1)业务解羯,全场景适配:与现网已有业务解桐,新老业务不冲突;不挑电源,100%场景部署。(2)搭配简单,资产利旧:与现网电池混搭,不起冲突:新增VPP锂电可与现网电池混搭联动.(3)工程与运维简单,超短TTM:免改现网设备,-键安装;远程维护,免下站。4.2.2 智能华为DESS方案使用多种智能技术,具有“调得多、调得快、调得准的优异特性. 调得多:海量聚合能力,初期即具备3万站级别的通信站点聚合能力,满足运营商站点接入规模保障,方便未来扩容,避免客户后期部署多套平台. 调得快:端到端7.5s超级快速响应能力,一套系统可以满足电力市场多种业务调度要

22、求,比如调峰响应、多种调频响应,避免运营商参与多业务的时候部署多系统。 调得准:系统调节能力具备95%+超级高精度,避免业务精度指标不达标,满足电力市场多业务要求。4.3.2 站点负载快速精确预测技术电网调度中心需要对所有参与的市场主体进行发电、用电的预测,以做平衡市场的用电计划安排,提前做出需求分析.因此,精准的负荷预测是通信站点参与电力调度的基础要求.当前,通信站点的负载虽然稳定,但是在负载功率预测方面关注较少,且有巨大难度.比如单个站点负载随时间变化、多个相邻站点之间因用户流动产生空间变化,都会导致每个站点负荷规律不一致,且每个站点储能不同,都会对万站级别负荷进行预测时产生不同的影响.华

23、为智能站点VPP分布式储能方案DESS,采用先进的通信站点负载快速精准预测算法,可以实现快速、精准的万站级别的通信站点负荷预测,可以实现更加精准的能力分析与上报.4.3.3 储能可调节能力精准评估技术电力调度中心做调度计划时,需要参与电力主体明确未来特定时间段的可提供的调节能力,通信站点在评估可调节能力及实时功率调节能力时,需要考虑负荷的变化及通信基站的备电需求等,以便能在确保基站供电安全的基础上,保证向电网申报的调节量.华为智能站点VPP分布式储能方案DESS结合多方数据,如通信站点的备电要求、电网调节需求、锂电状态等信息,利用组合寻优算法,评估出通信基站精准的可调能力,同时保障备电需求.4

24、.3.4 站点储能能最协同调度技术在响应电网调度要求中,通信站点调度需要精准、快速.一方面,系统需要快速选择哪些站点可参与,一方面,站点储能需要准确、快速地响应分配的要求,海量站点能力各异,比如站点断链、备电容量、精确度等,造成不满足调度要求的事情时常发生,因此,如何实时快速筛选出稳定可靠的站点,是巨大挑战.同时,现网通信站点大量使用铅酸电池,也需要确保基站铅酸等其他电池的安全性.华为智能站点VPPDESS方案,通过人工智能协同技术,在不影响现网铅酸安全性的前提下,根据负荷波动预测,运用Al智能分配算法,确保站点陲与能量协同调度的准确性.4.3、 融合人工智能、电力电子、信息通信技术,打造先进

25、分布式储能方案华为分布式储能DESS方案,融合电力电子、信息通信、人工智能多种先进技术,助力运营商参与电力市场调度.431分布式站点同步通信技术通信站点往往单站容量小,且分布分散,其接受电网调度时,需要对站点进行联网,并且构建统一的能量调度平台.通信运营商的能量调度平台下发万站级别储能设备的实时功率调节指令,需要站点同时响应,才能满足聚合功率调节的要求。同时每个站点功率调节结果需要及时反馈到能量调度平台,才能实现功率调节效果闭环.这对于分布分散的站点是一个巨大的曲戡,对于系统快速响应技术要求极高.当前通信运营商大部分的运维平台,仅做设备运行基本状态监测、诊断等功能,无实时能量调度的能力。如果通

26、过现有通信运营商的运维平台下发能量调度指令,响应时间太久,无法满足电网的响应要求.华为智能站点VPP分布式储能方案DESS,根植于云原生的超级并行计算技术,全新构建通信站点能量调度平台,对分布站点储能进行同步通信、能量调度管理,保障了站点的海量管理与调度.4.5分布式储能多样化演进支持负载侧参与电力市场调度的时候,电网指标要求具有通用性。而通信站点参与调度,由于数量海量,因此具有一些典型特性:难管理,响应速度和精度实现起来复杂度高,因此技术具有高度的可移植性.华为智能VPP分布式储能解决方案,具有管理站点多、响应速度快、精度高、寻优好的特点,具备分布式储能场景多样化支持与演进.除运营商拥有的主

27、要资源通信站点,在一定条件下,运营商拥有的数据中心储能、工商业储能、充电场站储能等,也可以接入到智能VPP方案中,进行联合调度.AN电力市场了电网能量聚合平台Ib+LhEV居民用电通信站点图:场鼠多样化未来演进SBESS数据中心4.4、 全现网场景部署华为智能VPPDESS方案,不挑电源,全场景部署,助力运营商通信站点100%参与电力市场调度.第一,存量电池混搭场景运营商现网存在大量的铅酸电池或者非智能电池,这些电池可调度可管理能力差,难以直接参与VPP建设.同时,部署VPP锂电,存量电池与VPP电池存在充放电冲突,影响业务运行.华为智能VPPDESS方案,采用智能能量平衡,可以实现电池的混搭

28、使用.在这种场景下,老电池无法参与VPP业务,但是可以提供备电服务.新增VPP锂电提供VPP调度能力,还可以提供一部分备电能力,华为DESS支持智能寻优,可以达到最优化分配使用。存电池场景 三方电源下部署华为DESS方案存髭电池场景:华为智能电源下部署DESS图:华为DESS方案混搭场景目睹第二,锂电新部署场景站点新部署VPP业务锂电,一部分容量能力做VPP调度使用,一部分容量能力做备电使用.利用智能算法寻优,可以使资产最优分配使用.新建场置:三方电源下,幽华为DESS方案新叠加新建场强:华为智能电源下部署DESS电5中ORftlWtfSMGJB合Ite军台 i图:华为DESS方案理电新部署场

29、装混电融光700Mw华为站点能源与您携手共建绿色未来生产绿电节约用电降碳相当于植树9亿度338.9亿度1620万吨2199万棵一站一柜一站一刀70万260万*截至2023年12月31日05最终端的浪漫:将绿色深入毫末通信站点处于用电的末送,其规模庞大,且依然快速增长。而末端又是不常引人注目,因为太过飒但是,它们很重要!它们联合起来很重要!因为聚沙成塔,聚少成多。因此,我们相信,在碳中和过程中,运营商将越来越多的利用自身资源,通过虚拟电厂进行聚合,参加电力市场调度.平衡电网,节能减碳!根据测算,每Iok基站,可调度规模125MW,规模效应明显调节能力相当于新建17座IoOMW的火力发电厂,社会效益显著.建设低碳社会,希望绿色无处不在.华为愿与你携手同行!

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