建設(shè)虛擬變電站，可有效減小電網(wǎng)投資成本？

隨著“邊緣控制服務(wù)中心”一鍵黑啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)的成功，標(biāo)志著河北首座虛擬變電站在平山縣營(yíng)里鄉(xiāng)實(shí)現(xiàn)全功能運(yùn)行、正式投入使用，開(kāi)啟山區(qū)供電末端電網(wǎng)發(fā)展新模式。

虛擬變電站是啥樣的？

它不用占地?cái)?shù)畝，更無(wú)須動(dòng)輒數(shù)千萬(wàn)元的建設(shè)資金，只需要利用現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在分支線路交匯處建立開(kāi)閉所，結(jié)合分布式電源、儲(chǔ)能裝置及通信控制裝置將其虛擬成一座變電站，便可向周邊負(fù)荷供電。

在能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加持下，近日，河北省首座以消納光伏扶貧和提高山區(qū)供電的虛擬變電站——平山縣營(yíng)里虛擬變電站建成，隨著它的投運(yùn)，不僅可以提高當(dāng)?shù)胤植际诫娫蠢眯r(shí)數(shù)，增加農(nóng)民收入，提高農(nóng)網(wǎng)供電可靠性，還可大大減少電網(wǎng)投入，為末端電網(wǎng)輕資產(chǎn)發(fā)展邁出了探索實(shí)踐的一步。

虛擬變電站由三部分虛化而成

陽(yáng)光正好。平山縣營(yíng)里鄉(xiāng)桃元村邊的山坡上，一排排錯(cuò)落有致的藍(lán)色光伏板在陽(yáng)光下熠熠生輝，正源源不斷地將光能轉(zhuǎn)化成電能。

利用當(dāng)?shù)貎?yōu)越的光資源實(shí)現(xiàn)光伏扶貧，這已經(jīng)成為不少地區(qū)脫貧的新路徑。不過(guò)，因?yàn)闋I(yíng)里鄉(xiāng)屬于深山區(qū)，處于配電網(wǎng)末端，安裝村級(jí)光伏后，一度出現(xiàn)功率倒送及光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓越限的情況，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊，而且，營(yíng)里線發(fā)生故障時(shí)會(huì)對(duì)全鄉(xiāng)正常用電造成一定影響，供電可靠性較低，一旦停電，光伏發(fā)電也將無(wú)法送入電網(wǎng)，影響發(fā)電收益。

不過(guò)，有了虛擬變電站，這些問(wèn)題再也不用擔(dān)心。記者看到，和普通變電站不同，營(yíng)里虛擬變電站占地不過(guò)數(shù)百平方米，主要由開(kāi)關(guān)站、儲(chǔ)能系統(tǒng)和配網(wǎng)邊緣控制服務(wù)中心組成，并通過(guò)利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將三者虛化為一座變電站，10千伏出線向周邊負(fù)荷供電，相比同電壓等級(jí)變電站建設(shè)節(jié)省占地95%。

剩余電量16%、剩余電量17%……距離桃元村不遠(yuǎn)的營(yíng)里供電所內(nèi)，虛擬變電站正在試運(yùn)行，山坡上光伏板轉(zhuǎn)化的電能正在一點(diǎn)點(diǎn)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)中。

“將多余的光伏電量存入儲(chǔ)能裝置后，即可解決分布式電源并網(wǎng)消納難題，實(shí)現(xiàn)在光伏低谷發(fā)電，釋放電量，起到削峰填谷的作用，有效提高配電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量。”

營(yíng)里鄉(xiāng)供電所所長(zhǎng)陳立元高興地說(shuō)，此舉預(yù)計(jì)可年增加農(nóng)戶收入20余萬(wàn)元，助力打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)。

虛擬變電站有個(gè)“聰明”的“大腦”

除了可以為資源匱乏地區(qū)賦能，增加農(nóng)民收入，營(yíng)里虛擬變電站還非常“聰明”。

打開(kāi)變電站的能量管理系統(tǒng)，記者看到，儲(chǔ)能電池、光伏發(fā)電等運(yùn)行狀態(tài)一目了然。更厲害的是，通過(guò)變電站邊緣控制服務(wù)中心這一“大腦”，變電站還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站、開(kāi)閉所智能終端設(shè)備、調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等進(jìn)行有效分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)“源（光伏電源）網(wǎng)（配電網(wǎng)）荷（電網(wǎng)供電負(fù)荷大小）儲(chǔ)（儲(chǔ)能裝置的充放電操作）用（用戶端的用電可靠性、電壓和智能用電）”的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。

“營(yíng)里鄉(xiāng)用電量小，供電半徑長(zhǎng)，用戶末端電壓偏低，供電可靠性相對(duì)較差，一旦出現(xiàn)故障波及范圍廣。加之山路崎嶇，故障排查、修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)?！逼缴娇h供電公司運(yùn)維班班長(zhǎng)李國(guó)國(guó)解釋說(shuō)，不過(guò)，虛擬變電站投用后，便可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析快速故障研判，做到快速隔離故障，并通過(guò)儲(chǔ)能裝置對(duì)非故障區(qū)恢復(fù)供電，也為快速搶修贏得了時(shí)間。

營(yíng)里供電所所長(zhǎng)陳立元給記者算了一筆賬：去年5月的一天，營(yíng)里鄉(xiāng)突遇大風(fēng)惡劣天氣，4名搶修人員翻山跨梁近兩個(gè)小時(shí)才確定出故障點(diǎn)。虛擬變電站建成后，將10千伏營(yíng)里線路一分為四。一旦發(fā)生停電，通過(guò)虛擬變電站進(jìn)行故障研判、隔離，第一時(shí)間就可判定故障所處的分支線路，搶修時(shí)間較之前整整節(jié)省了一個(gè)小時(shí)。

“營(yíng)里虛擬變電站投用后，即可形成能源互聯(lián)。該鄉(xiāng)供電半徑也將由29公里縮短至18公里，提高末端電能質(zhì)量?！笔泄╇姽居嘘P(guān)負(fù)責(zé)同志表示，該虛擬變電站提出了“源儲(chǔ)互濟(jì)”和“即斷即愈”的有源配電網(wǎng)運(yùn)行策略，將傳統(tǒng)配電網(wǎng)改造成了“可并網(wǎng)、可離網(wǎng)、運(yùn)行方式靈活、供電能力強(qiáng)、可靠性高”的“有源自治自愈配電網(wǎng)”。

可實(shí)現(xiàn)突發(fā)情況下的“微網(wǎng)”運(yùn)行

記者在采訪中了解到，針對(duì)配電網(wǎng)末端供電可靠性低、分布式電源消納能力弱等問(wèn)題，傳統(tǒng)的方法是新建35千伏變電站，最初，平山縣供電公司也向上級(jí)提出了這樣的申請(qǐng)。不過(guò)，經(jīng)省市專(zhuān)家反復(fù)論證，多方位調(diào)查研究，針對(duì)營(yíng)里鄉(xiāng)電網(wǎng)特定條件，提出了建設(shè)虛擬變電站這一嶄新的解決方案。

“建設(shè)虛擬變電站，可有效減小電網(wǎng)投資成本?！逼缴娇h供電公司五級(jí)職員劉志輝解釋說(shuō)， 新建常規(guī)35千伏變電站投資約為3700萬(wàn)元，虛擬變電站的投資約1000萬(wàn)元，可節(jié)約電網(wǎng)投資73%。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目投資929萬(wàn)元，新建線路1.94公里，新增1臺(tái)容量為1.6兆伏安配變，3座儲(chǔ)能柜等基礎(chǔ)設(shè)施。去年12月3日開(kāi)工后，施工單位45名工作人員克服天氣寒冷、地形復(fù)雜等困難，日夜不停地實(shí)施作業(yè)，并最終于當(dāng)月29日完成切改，2020年1月20日完成1600千伏安箱變投運(yùn)工作，提前完成建設(shè)任務(wù)。

“營(yíng)里虛擬變電站儲(chǔ)能裝置并網(wǎng)運(yùn)行后，將實(shí)現(xiàn)全功能運(yùn)行，邊緣控制中心也可以在外部故障切除后，進(jìn)行一鍵“黑啟動(dòng)”，該供電區(qū)域的電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)故障期間緊急供電，由儲(chǔ)能電廠+光伏電廠實(shí)現(xiàn)營(yíng)里鄉(xiāng)微電網(wǎng)運(yùn)行2小時(shí)以上，保證居民緊急用電需要?！笔仪f供電公司發(fā)展部專(zhuān)責(zé)馬樂(lè)表示，未來(lái)，他們還將根據(jù)虛擬變電站運(yùn)行后的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，繼續(xù)提升基于邊緣計(jì)算的區(qū)域配電網(wǎng)綜合運(yùn)行管理能力，提升末端配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平。此外，該技術(shù)可推廣應(yīng)用到海島、孤島及偏遠(yuǎn)地區(qū)等位置，將進(jìn)一步提高供電可靠性，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)。
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