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場(chǎng)景、推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)具有重要意義。

01 儲(chǔ)能與虛擬電廠的關(guān)系

1.1 儲(chǔ)能在虛擬電廠中的作用

儲(chǔ)能是指通過(guò)介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)再釋放的過(guò)程，也就是將能量進(jìn)行時(shí)間上的平移過(guò)程。所謂虛擬電廠，從廣義上講就是對(duì)需求側(cè)響應(yīng)的延伸。傳統(tǒng)的需求側(cè)響應(yīng)主要通過(guò)對(duì)用電負(fù)荷的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)“削峰”效果，虛擬電廠則是通過(guò)接入更多元化的的用戶，通過(guò)對(duì)這些用戶的集中控制，使其不僅可以調(diào)節(jié)自身的用電負(fù)荷，還可以對(duì)外輸出能量，從而做到“削峰”和“填谷”兼顧。從本質(zhì)上講，虛擬電廠就是將現(xiàn)實(shí)電廠所生產(chǎn)的能量進(jìn)行了時(shí)間和空間上的平移，從而達(dá)到提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的目的。很明顯，儲(chǔ)能是將能量進(jìn)行平移的最有效手段，因此，儲(chǔ)能系統(tǒng)是虛擬電廠不可或缺的組成部分。

1.2 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用面臨的問(wèn)題

就儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看，單獨(dú)在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和負(fù)荷側(cè)的應(yīng)用效果都受到一定條件的制約。在電源側(cè)儲(chǔ)能，不同類型發(fā)電機(jī)組所采用的儲(chǔ)能技術(shù)之間具有很大的差異性，投資也千差萬(wàn)別。儲(chǔ)能的收益主要來(lái)源于可盈利空間不多的傳統(tǒng)電力市場(chǎng)，因此很難形成規(guī)模。在電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，雖然更便于協(xié)調(diào)控制，但過(guò)高的設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用也嚴(yán)重制約了儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用。在負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能，其靈活的調(diào)節(jié)方式是其主要優(yōu)勢(shì)，但長(zhǎng)期以來(lái)，由于缺少價(jià)值體現(xiàn)機(jī)制，僅靠峰谷電價(jià)差異難以支撐投資壓力。虛擬電廠的建設(shè)為儲(chǔ)能在負(fù)荷側(cè)的應(yīng)用提供了新的機(jī)遇。

1.3 儲(chǔ)能是虛擬電廠中聚合各類資源的媒介

虛擬電廠的靈活性得益于它聚合了眾多的可調(diào)節(jié)資源，其中包括可調(diào)節(jié)、可中斷負(fù)荷、儲(chǔ)能設(shè)備和分布式電源。其中可調(diào)節(jié)、可中斷負(fù)荷屬于需求類資源，分布式電源屬于供給類資源。儲(chǔ)能則屬于介于需求和供給之間的混合類資源，虛擬電廠正是通過(guò)這些混合類資源將眾多可調(diào)節(jié)資源聚合在一起的。

1.4 儲(chǔ)能提高了虛擬電廠的可調(diào)節(jié)性

虛擬電廠的盈利模式主要由電量交易和輔助服務(wù)交易兩種收入構(gòu)成。這兩種模式都是以可調(diào)節(jié)電量作為虛擬發(fā)電量進(jìn)行交易的。虛擬電廠的可調(diào)節(jié)性越好，對(duì)提高電力系統(tǒng)靈活性的貢獻(xiàn)就越大，虛擬電廠的收益也越高。如公式1.1所示，虛擬電廠的可調(diào)節(jié)電量由三個(gè)部分組成：可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲(chǔ)能電量、分布式電源發(fā)電量。

在以上三個(gè)要素中，分布式電源幾乎是不可調(diào)節(jié)的，可調(diào)節(jié)負(fù)荷也往往受到很多因素的制約，比如，用電設(shè)備的生產(chǎn)需要、使用狀態(tài)等等。相對(duì)而言，儲(chǔ)能設(shè)備只要處理好儲(chǔ)和放的關(guān)系，它的可調(diào)節(jié)范圍就有很大的空間。

1.5 儲(chǔ)能可以突破虛擬電廠的局限性

虛擬電廠的本質(zhì)是通過(guò)聚合負(fù)荷側(cè)的眾多資源實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的靈活性。它局限于電力的生產(chǎn)和使用。對(duì)于負(fù)荷側(cè)而言，其能源需求除了電力，還有熱力等其他能源。因此，負(fù)荷側(cè)更關(guān)注的問(wèn)題在于如何合理使用能源。正因?yàn)槿绱?，綜合能源管理問(wèn)題成為更廣泛的話題。在綜合能源管理過(guò)程中，多能互補(bǔ)是一個(gè)重要的元素。大多數(shù)虛擬電廠中的儲(chǔ)能設(shè)備在儲(chǔ)能的過(guò)程中伴隨著不同能源之間的相互轉(zhuǎn)換（比如電蓄熱），這便為實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)提供了條件。因此，如果將虛擬電廠與綜合能源管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，不僅可以突破虛擬電廠的局限性，也可以促進(jìn)綜合能源管理系統(tǒng)的數(shù)字化管理水平。

02 儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近十幾年來(lái)，隨著能源轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn)，作為推動(dòng)可再生能源從替代能源走向主體能源的關(guān)鍵，儲(chǔ)能技術(shù)受到了業(yè)界的高度關(guān)注。截至2015年底，全球儲(chǔ)能裝機(jī)總量約167GW，約占全球電力總裝機(jī)的2.9%;我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)為22.8GW，約占全國(guó)電力總裝機(jī)的1.7%。預(yù)計(jì)到2050年，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)將達(dá)200GW，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)2萬(wàn)億元以上。

2.1主要儲(chǔ)能技

盡管儲(chǔ)能方式五花八門，但按所儲(chǔ)能量類型來(lái)分不外乎由動(dòng)能（飛輪儲(chǔ)能）、勢(shì)能（抽水蓄能）、熱能（電蓄熱）、化學(xué)能（電化學(xué)儲(chǔ)能）和電能（電磁儲(chǔ)能），按儲(chǔ)能原理劃分主要有物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和熱儲(chǔ)能四種。不同的儲(chǔ)能技術(shù)在概念與原理上差異很大，因而其關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)難點(diǎn)也有所不同。

2.2 儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景

儲(chǔ)能技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的不同場(chǎng)景。電源側(cè)平滑新能源出力波動(dòng)、調(diào)頻等場(chǎng)景屬于超短時(shí)和短時(shí)尺度應(yīng)用，季節(jié)性調(diào)峰等場(chǎng)景屬于長(zhǎng)期尺度應(yīng)用；電網(wǎng)側(cè)提供系統(tǒng)備用、延緩輸變電設(shè)備阻塞等均屬于短時(shí)尺度應(yīng)用；用戶側(cè)提高電能質(zhì)量、調(diào)頻屬于超短時(shí)和短時(shí)尺度應(yīng)用，參與需求側(cè)響應(yīng)在短時(shí)和長(zhǎng)期尺度均有應(yīng)用。

儲(chǔ)能技術(shù)能否在電力系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用，主要取決于是否能夠達(dá)到一定的儲(chǔ)能規(guī)模等級(jí)，是否具備適合工程化應(yīng)用的設(shè)備形態(tài)，以及是否具有較高的安全可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

安全與可靠始終是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求，兆瓦級(jí)規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)技術(shù)的安全與可靠性提出了更高的要求，能否在此規(guī)模及更大規(guī)模下安全可靠地運(yùn)行將是評(píng)價(jià)一種儲(chǔ)能技術(shù)能否大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的指標(biāo)之一。

未來(lái)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)，至少需達(dá)到兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能規(guī)模。目前，電蓄熱儲(chǔ)能、抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和電化學(xué)電池儲(chǔ)能可達(dá)到兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能規(guī)模，而飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能及超級(jí)電容器等功率型儲(chǔ)能技術(shù)很難達(dá)到兆瓦時(shí)級(jí)。因此，由于安全可靠性高，電蓄熱儲(chǔ)能、抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和電池儲(chǔ)能是大規(guī)模發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的首選。

03 固體電蓄熱技術(shù)

3.1 固體電蓄熱技術(shù)的基本原理

固體電蓄熱技術(shù)是將電熱轉(zhuǎn)換、熱能存儲(chǔ)與釋放有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，它可以將電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲(chǔ)于固體蓄熱材料中，在需要熱量時(shí)通過(guò)特定的換熱過(guò)程實(shí)現(xiàn)熱能釋放的固體電蓄熱方式。一般情況下，大功率固體電蓄熱裝置（見圖3.1）由配電系統(tǒng)、電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、固體蓄熱系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)等若干子系統(tǒng)構(gòu)成。裝置工作時(shí)，由配電系統(tǒng)提供電力，電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換成熱能傳遞給固體蓄熱系統(tǒng)吸收存儲(chǔ)，當(dāng)需要輸出熱能時(shí)，熱交換系統(tǒng)通過(guò)換熱風(fēng)機(jī)將爐腔內(nèi)的熱空氣送入換熱器，換熱器將熱空氣的熱能傳遞給供熱工質(zhì)并由供熱工質(zhì)帶走。

圖3.1固體電蓄熱裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2 固體電蓄熱裝置的用電負(fù)荷特性

固體電蓄熱裝置的用電負(fù)荷主要是由電熱元件的純阻性負(fù)載構(gòu)成的。雖然其輔助設(shè)備包括一些電動(dòng)機(jī)及其變頻設(shè)備，但這部分負(fù)載不大于總負(fù)載的0.1%。所以固體電蓄熱裝置的功率因數(shù)仍然可以保持在0.98以上。固體電蓄熱裝置的用電負(fù)荷具有周期性、可中斷、可調(diào)節(jié)、可雙向互動(dòng)等負(fù)荷特性，是典型的柔性負(fù)荷，可作為平移負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)度。

3.2.1 周期性

固體電蓄熱裝置屬于三類用電負(fù)荷，除特殊情況外，其用電負(fù)荷特性是斷續(xù)周期性的，這一特性可用負(fù)荷持續(xù)率（見式3.1）來(lái)表達(dá)：

3.2.2 可中斷性

固體電蓄熱裝置用電負(fù)荷的可中斷性是由其儲(chǔ)放周期特性決定的，一般情況下，要求裝置在儲(chǔ)熱周期內(nèi)儲(chǔ)存足夠放熱周期內(nèi)供熱所需要的能量。如果儲(chǔ)放熱周期的比例存在一定的可調(diào)整空間，那么在這個(gè)空間內(nèi)固體電蓄熱裝置的用電負(fù)荷就是有條件可中斷的。

3.2.3 可調(diào)節(jié)性

固體電蓄熱設(shè)備電功率很大，為保證電網(wǎng)不受大的波動(dòng)影響，一般是不能全功率一次投入或切除的。因此，分為多組功率逐個(gè)投切，是電蓄熱式采暖設(shè)備自身投切容量控制的第一大要點(diǎn)。功率的分組數(shù)是由當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的負(fù)載能力和分組的經(jīng)濟(jì)性決定的。逐個(gè)投切有一個(gè)間隔時(shí)間，成為投切間隔時(shí)間。每組的功率越大，投切間隔時(shí)間應(yīng)該越長(zhǎng)。為保證電熱管能平均使用，避免過(guò)多使用而降低使用壽命，應(yīng)采用先投后切、后投后切的循環(huán)投切法進(jìn)行控制。這是電蓄熱式采暖設(shè)備自身投切容量控制的第二大要點(diǎn)。第三大要點(diǎn)是應(yīng)測(cè)定或正確估計(jì)出調(diào)節(jié)滯后時(shí)間。根據(jù)自動(dòng)控制理論，我們知道設(shè)備的溫度或壓力控制是一個(gè)滯后較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果我們能夠提前知道其滯后時(shí)間t，就能在此時(shí)讀取到正確的調(diào)節(jié)反饋信號(hào)，并由此正確地計(jì)算出下一次調(diào)節(jié)量。如果過(guò)早或過(guò)晚地讀取不真實(shí)的調(diào)節(jié)反饋信號(hào)，由此做出錯(cuò)誤的控制指令，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)處于不斷地調(diào)節(jié)之中。典型的表現(xiàn)計(jì)算一直在投、切、投、切……稱之為系統(tǒng)震蕩。該現(xiàn)象使電器頻繁動(dòng)作，使用壽命降低。因此，測(cè)定或正確估計(jì)t，對(duì)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行是很重要的。第四大要點(diǎn)是須有漏電保護(hù)措施。為防止電熱管漏電造成觸電事故，一般應(yīng)設(shè)有漏電檢測(cè)和保護(hù)裝置。

3.2.4 互動(dòng)性

固體電蓄熱裝置用電負(fù)荷具有時(shí)間規(guī)律性強(qiáng)、負(fù)荷成分較為單一、負(fù)荷量較大并且很穩(wěn)定等特點(diǎn)，其用電訴求主要集中在經(jīng)濟(jì)、安全和可靠三個(gè)方面。因此，固體電蓄熱裝置用電負(fù)荷對(duì)需求側(cè)響應(yīng)、實(shí)時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)的雙向互動(dòng)具有較好的實(shí)施基礎(chǔ)，對(duì)節(jié)能補(bǔ)貼、調(diào)峰補(bǔ)償?shù)日叩姆磻?yīng)也非常敏感。

3.3 固體電蓄熱裝置的運(yùn)行模式

3.3.1 獨(dú)立運(yùn)行模式

對(duì)固體電蓄熱裝置而言，設(shè)備運(yùn)行控制由設(shè)備用戶自行完成的運(yùn)行模式,稱之為獨(dú)立運(yùn)行模式。獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的協(xié)調(diào)控制目標(biāo)是在實(shí)現(xiàn)接入線路的功率平衡的前提下提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，在配電網(wǎng)接入的固體電蓄熱裝置的運(yùn)行模式都屬于獨(dú)立運(yùn)行模式。在這種模式下，對(duì)協(xié)調(diào)控制的約束條件主要有用電功率約束、供熱約束、運(yùn)行電價(jià)約束和設(shè)備狀態(tài)約束，即：

3.3.2 并網(wǎng)運(yùn)行模式

固體電蓄熱裝置接受電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行指令、參與全網(wǎng)或局部電網(wǎng)調(diào)峰的運(yùn)行模式稱之為并網(wǎng)運(yùn)行模式。并網(wǎng)運(yùn)行模式的協(xié)調(diào)控制目標(biāo)是根據(jù)不同應(yīng)用需求，快速跟隨調(diào)度功率參考指令，以便于發(fā)揮削峰填谷、平衡可再生能源輸出、微電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線功率控制等作用。對(duì)于協(xié)調(diào)控制模式而言，主要有電力平衡、熱力平衡、發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)四個(gè)約束條件。即：

3.4 固體電蓄熱技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用特點(diǎn)

與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，固體電蓄熱技術(shù)在應(yīng)用于虛擬電廠時(shí)具有以下特點(diǎn)：

3.4.1 具有熱電互補(bǔ)性

用戶側(cè)對(duì)能源的需求，以電力和熱力兩種方式為主。在能源消費(fèi)中，熱能需求是終端能源消耗的最主要部分。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)終端能源消耗中，熱能消耗是電能的3倍，在電能消耗中，有1/4是轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)使用的。在清潔能源比例不斷提高的背景下，終端能源消費(fèi)的清潔化和電氣化水平也將進(jìn)一步提高。因此，電能轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行消費(fèi)的比例會(huì)進(jìn)一步加大，電力系統(tǒng)與熱力系統(tǒng)的聯(lián)系也將越來(lái)越緊密。電能和熱能既是兩種可以相互轉(zhuǎn)換的能量，在生產(chǎn)過(guò)程中又具備一定的耦合關(guān)系。它們之間具有極高的互補(bǔ)性，其傳輸方式和傳輸效率也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由于電負(fù)荷和熱負(fù)荷的變動(dòng)存在很大的不確定性，電網(wǎng)和熱網(wǎng)都必須通過(guò)一系列技術(shù)和政策措施，實(shí)現(xiàn)能源供給與需求之間的高度匹配。在眾多能源消費(fèi)形態(tài)中，電和熱不論在消費(fèi)總量上還是在互補(bǔ)的可實(shí)現(xiàn)程度上都是獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的。

3.4.2 具有雙向互動(dòng)特性

固體電蓄熱裝置的技術(shù)本質(zhì)可以歸結(jié)為：電熱轉(zhuǎn)換+熱能存儲(chǔ)。當(dāng)虛擬電廠輸出負(fù)電量時(shí)，固體電蓄熱裝置將電轉(zhuǎn)換為熱存儲(chǔ)下來(lái)。當(dāng)虛擬電廠輸出正電量時(shí)，則通過(guò)釋放熱能減少供熱必須消耗的電量。另外，在峰谷電價(jià)高差異的情況下，還可以利用儲(chǔ)熱來(lái)發(fā)電，以實(shí)現(xiàn)降低用能成本的目的。因此，固體電蓄熱裝置具有很強(qiáng)的雙向互動(dòng)性。

圖3.2 基于峰谷電價(jià)差異的綜合能源系統(tǒng)

3.4.3 具有能量釋放方式的靈活性

通常情況下，儲(chǔ)存機(jī)械能和化學(xué)能，只能用來(lái)釋放電能。電蓄熱設(shè)備所儲(chǔ)存的熱能通?？梢愿鶕?jù)用戶的具體需求以不同的方式釋放。比如不同參數(shù)的熱空氣、熱水和水蒸汽，甚至可以釋放電力。

3.4.4 可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；ㄔO(shè)所需要的超大功率

儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模化是建設(shè)虛擬電廠的必要條件。儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模化有系統(tǒng)規(guī)?；蛦蝹€(gè)項(xiàng)目規(guī)?；瘍蓪雍x，也可以說(shuō)單個(gè)項(xiàng)目規(guī)?；窍到y(tǒng)規(guī)模化的前提。

對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能設(shè)備而言，通常是在配電網(wǎng)上接入的。就目前配電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，線路容量是制約單個(gè)項(xiàng)目規(guī)?；年P(guān)鍵因素。固體電蓄熱技術(shù)經(jīng)歷多年的發(fā)展，其工作電壓已經(jīng)從最初的10千伏提高到110千伏，這就使得固體電蓄熱設(shè)備具備了在容量較大的高壓配電網(wǎng)甚至是電壓更高的輸電線路上的接入能力，可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；ㄔO(shè)所需要的超大功率。

04固體電蓄熱裝置在虛擬電廠中的應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 集中控制的分布式單一設(shè)備

固體電蓄熱設(shè)備有許多分散的單一用戶，如賓館、酒店、醫(yī)院、學(xué)校、寫字樓等單位的供熱系統(tǒng)，在這些設(shè)備上都配備了按GB/T42136分布式儲(chǔ)能集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)。具備數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)通信、運(yùn)行監(jiān)視及操作控制等功能。

圖4.1 分布式固體電蓄熱設(shè)備集中控制系統(tǒng)

4.2 替代燃煤鍋爐的大規(guī)模集中供熱設(shè)備

自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，我國(guó)城市供熱已經(jīng)由單熱源局部供熱模式發(fā)展到多熱源集中供熱模式。城市集中供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三個(gè)部分構(gòu)成。在熱源方面以熱電聯(lián)產(chǎn)為主，集中供熱鍋爐為輔，其他方式為補(bǔ)充。集中供熱鍋爐一般都是容量和參數(shù)都比較低的工業(yè)鍋爐。這些鍋爐燃燒效率比較低，除塵、脫硫脫硝效率也都很低，勢(shì)必對(duì)城市環(huán)境造成危害。利用固體電蓄熱設(shè)備替代這些燃用化石燃料的鍋爐不僅可以凈化當(dāng)?shù)丨h(huán)境，也可以作為虛擬電廠的一部分參與運(yùn)營(yíng)。

張家口崇禮集中供暖項(xiàng)目是2022年北京冬奧會(huì)76個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目之一，采用110kV電源直接接入194MW固體電蓄熱設(shè)備作為項(xiàng)目熱源，熱源設(shè)備自投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行良好，供暖效果顯著，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)毓?jié)能減排工作，消納清潔能源低谷電量，落實(shí)綠色奧運(yùn)宗旨，提高集中供熱服務(wù)質(zhì)量和水平，減少大氣污染，改善居民生活環(huán)境質(zhì)量，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

圖4.2 崇禮區(qū)城區(qū)二道溝熱源廠煤改電項(xiàng)目

4.3 工業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中的儲(chǔ)能設(shè)備

工業(yè)園區(qū)具有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好、能源消耗大、產(chǎn)業(yè)集聚等特點(diǎn),是構(gòu)建靈活多樣、低碳高效的綜合能源管理體系的理想場(chǎng)景，更是虛擬電廠的重要組成部分。工業(yè)園區(qū)所消耗的能源主要來(lái)自于電網(wǎng)、熱網(wǎng)和燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)。儲(chǔ)氣、儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱是建立這三種能源供需平衡關(guān)系的關(guān)鍵因素。圖4.3給出的是三種能源之間實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)的一種綜合能源系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，固體電蓄熱設(shè)備可以平衡電力和熱力之間的供需平衡關(guān)系。

圖4.3 綜合能源管理系統(tǒng)

4.4 城市熱電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的儲(chǔ)能設(shè)備

傳統(tǒng)上，電力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)是兩個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)，各自獨(dú)立調(diào)度?；陔姛峄ヂ?lián)的綜合能源系統(tǒng)（見圖4.4）通過(guò)固體電蓄熱裝置將兩個(gè)系統(tǒng)聯(lián)接在一起，并通過(guò)電熱協(xié)調(diào)調(diào)度中心將電網(wǎng)調(diào)度和熱網(wǎng)調(diào)度聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)以最佳的方式向用戶提供電能和熱能。基于電熱互聯(lián)的綜合能源系統(tǒng)包括電網(wǎng)單元、熱網(wǎng)單元、電熱轉(zhuǎn)換單元、電能儲(chǔ)存單元、熱能儲(chǔ)存單元、供電單元、供熱單元、電用戶和熱用戶。這種互聯(lián)系統(tǒng)能夠?qū)﹄娔芎蜔崮艿纳a(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)、優(yōu)化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種不同能源的供需平衡。

05 結(jié)束語(yǔ)

虛擬電廠是一個(gè)比較新的概念，儲(chǔ)能作為虛擬電廠的重要組成部分，雖然已有幾十年甚至幾百年的發(fā)展歷史，但種類繁多、優(yōu)缺點(diǎn)各不相同，使用條件也受到很多因素制約，適合大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)少之又少。本文以儲(chǔ)能的視角論述了對(duì)虛擬電廠的理解以及固體電蓄熱設(shè)備的技術(shù)特性和應(yīng)用場(chǎng)景。虛擬電廠的建設(shè)離不開可控的儲(chǔ)能資源，可以預(yù)期在未來(lái)不太長(zhǎng)的時(shí)間里，儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展必將推動(dòng)虛擬電廠從摸索階段走向成熟。