虛擬電廠中的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用

引言

虛擬電廠作為一種創(chuàng)新的發(fā)電模式，通過(guò)整合區(qū)域性的多能源資源，實(shí)現(xiàn)了可再生能源與大規(guī)模電網(wǎng)的有效連接，現(xiàn)已成為電力領(lǐng)域備受矚目的焦點(diǎn)，并得到了廣泛應(yīng)用。鑒于當(dāng)前可再生能源發(fā)電所依賴的分布式能源存在顯著的波動(dòng)性，這在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性構(gòu)成挑戰(zhàn)。而虛擬電廠的引入，則能夠顯著提升對(duì)分布式電源的協(xié)調(diào)與能量管理能力，從而確保電網(wǎng)運(yùn)行更為平穩(wěn)可靠。

1虛擬電廠與儲(chǔ)能技術(shù)的概述

1.1 虛擬電廠的定義與特點(diǎn)

虛擬電廠，作為一種沒有實(shí)體電廠形態(tài)的能源管理系統(tǒng)，通過(guò)先進(jìn)的信息通信技術(shù)，將分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備和可控負(fù)荷等資源進(jìn)行聚合和優(yōu)化，形成一個(gè)虛擬的整體，以便更有效地參與電力市場(chǎng)的發(fā)電和負(fù)荷管理實(shí)體，從而實(shí)現(xiàn)電能的靈活調(diào)度和高效利用。其核心特點(diǎn)在于“虛擬”二字，即不依賴于傳統(tǒng)的實(shí)體發(fā)電設(shè)備，而是依賴于現(xiàn)有的電力資源和信息通信技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用對(duì)于提升其靈活性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。

1.2 儲(chǔ)能技術(shù)的分類與原理

儲(chǔ)能技術(shù)是指將電能、熱能、機(jī)械能等形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，并在需要時(shí)釋放出來(lái)的技術(shù)。在虛擬電廠中，儲(chǔ)能技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。根據(jù)儲(chǔ)能方式的不同，儲(chǔ)能技術(shù)可以分為物理儲(chǔ)能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能）、電化學(xué)儲(chǔ)能（如鋰離子電池、鈉硫電池）、電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容器）等。這些儲(chǔ)能技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

2儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)虛擬電廠影響

靈活性提升：通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)可以快速響應(yīng)電力系統(tǒng)的需求，提高虛擬電廠的靈活性。

經(jīng)濟(jì)性改善：儲(chǔ)能系統(tǒng)可以降低峰值電力購(gòu)買成本，同時(shí)通過(guò)參與市場(chǎng)交易增加收入。

3. 儲(chǔ)能技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策

技術(shù)挑戰(zhàn)：包括儲(chǔ)能成本、電池壽命、安全性等問(wèn)題。

對(duì)策：通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低成本，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率和安全性。

4. 儲(chǔ)能型虛擬電廠的核心技術(shù)

分布式儲(chǔ)能通訊技術(shù)：實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、強(qiáng)互動(dòng)性的數(shù)據(jù)傳輸。

協(xié)調(diào)決策優(yōu)化能力：針對(duì)大量分布式資源進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度。

靈活的市場(chǎng)參與策略：根據(jù)市場(chǎng)變化調(diào)整充放電策略。

云端協(xié)同的虛擬電廠管控平臺(tái)：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能管理。

5虛擬電廠中儲(chǔ)能技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1 調(diào)峰調(diào)頻

調(diào)峰：通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)電力系統(tǒng)負(fù)荷高峰和低谷之間的差額，使電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

調(diào)頻：通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)快速響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化，維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。

5.2 平滑可再生能源輸出

由于太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以平滑這些電源的輸出，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

5.3 提供備用容量

儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在電網(wǎng)故障時(shí)提供備用容量，保障重要負(fù)荷的不間斷供電。

5.4 參與需求響應(yīng)

儲(chǔ)能系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)的需求響應(yīng)計(jì)劃，在指定時(shí)間內(nèi)調(diào)整充放電狀態(tài)，幫助平衡電力供需。

5.5 市場(chǎng)參與

儲(chǔ)能系統(tǒng)可以參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，通過(guò)充放電操作獲取經(jīng)濟(jì)收益。

6儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中的挑戰(zhàn)與展望

6.1 技術(shù)挑戰(zhàn)

盡管儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中具有廣泛的應(yīng)用前景，但仍面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，儲(chǔ)能設(shè)備的成本較高、儲(chǔ)能效率有待提升、儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性需要進(jìn)一步加強(qiáng)等。這些技術(shù)難題的解決需要科研人員和產(chǎn)業(yè)界的共同努力。

6.2 政策與市場(chǎng)環(huán)境

政府政策的支持和市場(chǎng)環(huán)境的完善對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用至關(guān)重要。政府應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策措施，鼓勵(lì)儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。同時(shí)，電力市場(chǎng)的逐步開放和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的完善也將為儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用提供更加廣闊的市場(chǎng)空間。

6.3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的進(jìn)步和政策的支持，儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)將更加成熟、成本更低、效率更高，為虛擬電廠的靈活調(diào)度和高效利用提供更加有力的支持。同時(shí)，隨著智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，虛擬電廠將成為能源系統(tǒng)中的重要組成部分，為實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

7安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

7.1概念

AcrelEMS 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是針對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺(tái)，對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動(dòng)、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(dòng)態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。

7.2 系統(tǒng)架構(gòu)

在源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝安科瑞自主研發(fā)的各類監(jiān)測(cè)、分析、保護(hù)、治理裝置；通過(guò)先進(jìn)的控制、計(jì)量、通信等技術(shù)，將分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車、電能路由器聚合在一起；平臺(tái)根據(jù)最新的電網(wǎng)價(jià)格、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，靈活調(diào)整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲(chǔ)能、充電樁、電能路由器等系統(tǒng)，保證企業(yè)微電網(wǎng)始終高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

7.3 系統(tǒng)功能

1）能源數(shù)字化展示

通過(guò)大屏幕實(shí)時(shí)展示市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁以及其他負(fù)荷數(shù)據(jù)，為用戶提供直觀、快速的能源運(yùn)行狀況概覽。

2）優(yōu)化控制

系統(tǒng)能夠直觀展示能源的生產(chǎn)及流向，包括市電、光伏、儲(chǔ)能的充電及消耗過(guò)程。通過(guò)精細(xì)化的優(yōu)化控制策略，提升新能源的消納能力，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，平滑系統(tǒng)出力。同時(shí)，系統(tǒng)提供優(yōu)化前后的能源曲線對(duì)比，輔助用戶進(jìn)行決策分析。

3）智能預(yù)測(cè)

結(jié)合最新的氣象數(shù)據(jù)和豐富的歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)夥?、風(fēng)力發(fā)電功率以及負(fù)荷功率進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。通過(guò)與實(shí)際功率的對(duì)比分析，結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷控制策略，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，有效降低需量和用電成本。

4）能耗分析

系統(tǒng)全面采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)的消耗量，進(jìn)行同環(huán)比比較，清晰展示能源流向。同時(shí)，提供能耗對(duì)標(biāo)功能，以及將能耗折算為標(biāo)煤或碳排放等環(huán)保指標(biāo)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

5）有序充電

系統(tǒng)支持接入交直流充電樁，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷和變壓器容量進(jìn)行智能調(diào)度。通過(guò)與變壓器負(fù)荷率的聯(lián)動(dòng)控制，引導(dǎo)用戶有序充電，確保企業(yè)微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6）運(yùn)維巡檢

系統(tǒng)內(nèi)置完善的運(yùn)維巡檢功能，包括任務(wù)管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理等。同時(shí)，利用北斗定位技術(shù)跟蹤運(yùn)維人員的軌跡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維流程的閉環(huán)管理，提高運(yùn)維效率和質(zhì)量。

8結(jié)語(yǔ)

儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用為電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性提供了強(qiáng)有力的支持，同時(shí)也為參與電力市場(chǎng)交易帶來(lái)了更多的可能性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的支持，儲(chǔ)能技術(shù)將在未來(lái)的電力系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

審核編輯 黃宇