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虛擬電廠與儲能:協(xié)同共進,維護電力穩(wěn)定
時間:2025-01-03 08:53:18

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近日,隨著江蘇第二批虛擬電廠正式入市,將會有更多分布式、可調(diào)節(jié)的資源被整合起來,參與到市場交易中。縱觀今年,已經(jīng)有江蘇、山東、湖北等20個地區(qū)(區(qū)域)允許虛擬電廠進入現(xiàn)貨市場,這將給廣大儲能用戶帶來了新機遇,充分實現(xiàn)對各類資源的靈活調(diào)度,從而也能提高整個能源系統(tǒng)的利用效率。

儲能與虛擬電廠

如今工商業(yè)儲能已經(jīng)遍地開花,但絕大多數(shù)項目規(guī)模偏小,并不具備參與電力輔助服務(wù)市場、電力現(xiàn)貨市場等入市基本條件,因而盈利模式較為單一、仍以峰谷電價差套利為主。

虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng),將分布式電源(太陽能、風能等)、儲能系統(tǒng)、可控負荷(如智能家電、電動汽車等)等多種分布式能源資源聚合起來,進行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制,以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。它可以統(tǒng)一調(diào)度這些分布式能源,使其像一個傳統(tǒng)的大型電廠一樣向電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)或者進行削峰填谷等操作,提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因此,虛擬電廠也為廣泛零散分布的工商業(yè)用戶側(cè)儲能打開了新的收益窗口。

儲能作為具備充放電雙重屬性的獨特資源,比如在光伏資源豐富、風力發(fā)電強勁但電網(wǎng)需求較低的時候,儲能設(shè)備可以將多余電力儲存起來;而當風力減弱,電網(wǎng)又需要電力時,儲能設(shè)備就可以將儲存的電能釋放到電網(wǎng)中。

而虛擬電廠可以通過對儲能和其他分布式能源的協(xié)同調(diào)度,更好地應(yīng)對電網(wǎng)出現(xiàn)故障或者頻率波動的情況,快速控制儲能設(shè)備進行調(diào)節(jié),維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。同時,在電力市場交易中,虛擬電廠可以根據(jù)用電情況,進行削峰填谷,獲取經(jīng)濟效益的同時也有助于平滑電力負荷曲線。

痛點與突破并存

不過,在實際應(yīng)用中,虛擬電廠仍然面臨許多問題。

1.多種資源的復(fù)雜性:虛擬電廠整合的太陽能、風能等可再生能源發(fā)電裝置、儲能設(shè)備、可控負荷(如智能電器、電動汽車)等不同類型的資源,在發(fā)電特性、運行方式、響應(yīng)時間等方面差異巨大,調(diào)節(jié)能力有限:太陽能發(fā)電依賴于日照,具有明顯的間歇性和晝夜周期性;風能發(fā)電取決于風力資源,波動性很強;儲能設(shè)備的性能、容量和所采用的技術(shù)路線也各不相同。

2.利益主體訴求不同:虛擬電廠涉及多個利益主體,包括分布式能源設(shè)備所有者、電網(wǎng)運營商、虛擬電廠運營商和用戶等,不同利益主體的目標和訴求不同。分布式能源設(shè)備所有者希望獲得更高的發(fā)電收益,用戶希望降低用電成本,而電網(wǎng)運營商更關(guān)注電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。協(xié)調(diào)這些利益主體之間的關(guān)系,實現(xiàn)多方共贏,是構(gòu)建虛擬電廠的一個難點。

3.數(shù)據(jù)與隱私安全:由于虛擬電廠需要收集和處理大量分布式能源設(shè)備和用戶的敏感信息,包括發(fā)電數(shù)據(jù)、用電習慣等,所以確保數(shù)據(jù)傳輸安全,防止數(shù)據(jù)泄露和遭受惡意攻擊是至關(guān)重要的。在數(shù)據(jù)共享和利用過程中,要充分考慮用戶的隱私權(quán)益,避免侵犯用戶隱私。

其實最重要的,虛擬電廠的難點還是在于數(shù)據(jù)共享與平臺搭建。值得注意的是,儲能系統(tǒng)的EMS就有很多功能與這個平臺類似,為儲能參與虛擬電廠建立了直接聯(lián)系。相應(yīng)地,許多企業(yè)針對行業(yè)痛點,經(jīng)過多方合作,研發(fā)了自己的虛擬電廠聚合平臺,為多種應(yīng)用場景提供了解決方案。

特斯拉,可能是儲能領(lǐng)域第一個同時布局虛擬電廠業(yè)務(wù)的企業(yè)。截至2024年第三季度,特斯拉已有超過10萬個Powerwall戶儲系統(tǒng)加入虛擬電廠業(yè)務(wù),為業(yè)主提供額外的經(jīng)濟回報,同時在停電期間也為電網(wǎng)提供了必要支持。

采日能源自主研發(fā)了適用于虛擬電廠發(fā)展的智慧能源管理系統(tǒng),打造了包括微電網(wǎng)系統(tǒng)、工商業(yè)微網(wǎng)孿生平臺、虛擬電廠聚合平臺等融為一體的解決方案,利用其豐富的儲能資源響應(yīng)需求邀約,保證了對電網(wǎng)指令的快速響應(yīng),提高了工商業(yè)分布式儲能利用率。其虛擬電廠聚合平臺支持接入多個區(qū)域的虛擬電廠管理平臺,如深圳虛擬電廠管理平臺、江蘇DSM管理平臺等,為廣大客戶運營商提供了極大便利。

協(xié)鑫能科通過與電網(wǎng)的深度融合,將光儲充和清潔能源服務(wù)結(jié)合,搭建城市虛擬電廠,參與電網(wǎng)需求響應(yīng)和輔助服務(wù)。開鑫充電所應(yīng)用的光儲充數(shù)智一體化云平臺,實現(xiàn)大數(shù)據(jù)選址、場站的智能運營運維、監(jiān)控充電的安全,進行光儲充和虛擬電廠的能源綜合調(diào)度。為用戶帶來更好的體驗,也為運營商帶來更高的收益。

今年12月24日,四出巴中虛擬電廠運營管理平臺正式上線運行。包括1個虛擬電廠管理中心、1套虛擬電廠平臺,統(tǒng)籌調(diào)度電源資源、負荷資源、儲能資源3個資源支撐體系,配套光伏、儲能電站、充(換)電設(shè)施、工商業(yè)儲能、通訊基站等N個行業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施,構(gòu)建了“1+1+3+N”模式的城市級混合型虛擬電廠運營體系。

截至目前,江蘇、山西已經(jīng)分別公示了虛擬電廠名單,總量已經(jīng)多達31個。

政策支持必不可少

盡管虛擬電廠確有實在的應(yīng)用需求,但真正落地還要看國家和地方的政策支持。值得注意的是,今年關(guān)于虛擬電廠的政策數(shù)量急劇膨脹。

今年6月,深圳市發(fā)改委發(fā)布《深圳市支持虛擬電廠加快發(fā)展的若干措施》。文件強調(diào),鼓勵虛擬電廠關(guān)鍵設(shè)備規(guī)?;慨a(chǎn),相關(guān)產(chǎn)業(yè)化項目,經(jīng)評審后給予單個項目最高不超過1500萬元支持。

11月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于支持電力領(lǐng)域新型經(jīng)營主體創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》。鼓勵虛擬電廠聚合分布式光伏、分散式風電、新型儲能、可調(diào)節(jié)負荷等資源,為電力系統(tǒng)提供靈活調(diào)節(jié)能力。

12月,上海電力交易中心出臺了《上海市虛擬電廠運營管理規(guī)范(試行)》《上海電網(wǎng)虛擬電廠接入技術(shù)要求(試行)》《上海市虛擬電廠入網(wǎng)測試認證方案(試行)》《上海市虛擬電廠運行效果評估方案(試行)》《上海市經(jīng)信委關(guān)于同意進一步加強虛擬電廠規(guī)范運營的批復(fù)》一系列虛擬電廠有關(guān)規(guī)定,進一步規(guī)范虛擬電廠接入、注冊、運行、調(diào)節(jié)、結(jié)算等管理。

除此之外,今年多個省市的碳達峰實施方案、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,為虛擬電廠從需求側(cè)響應(yīng)、參與電力市場等方面提供了政策支持。

中電聯(lián)曾預(yù)測,到2025年和2030年,我國最大電力負荷將分別達到16.3億千瓦和20.1億千瓦。若滿足我國5%的峰值負荷需求,虛擬電廠可調(diào)節(jié)負荷資源的需求將分別達到0.8億千瓦和1億千瓦。

市場需求明確,商業(yè)模式日益清晰。未來,虛擬電廠及相關(guān)產(chǎn)業(yè),從系統(tǒng)集成到運行管理,還會有巨大的發(fā)展空間。


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