泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)與虛擬電廠(chǎng) |
閱讀: 時(shí)間:2023/06/25 |
導(dǎo)讀:從能源互聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)受阻,到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)名噪一時(shí),到虛擬電廠(chǎng)再次走向火爆,能源領(lǐng)域亟需更進(jìn)一步的數(shù)智化發(fā)展。如今,隨著*電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn),虛擬電廠(chǎng)有望迎來(lái)快速發(fā)展。除了國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)公司下屬的電力信息化公司外,市場(chǎng)正磨刀霍霍,共探新藍(lán)海。 6月1日,據(jù)南方財(cái)經(jīng)報(bào)道,南方電網(wǎng)深圳供電局聯(lián)合南網(wǎng)科研,于5月19日至30日運(yùn)用5G切片技術(shù),在國(guó)內(nèi)驗(yàn)證了虛擬電廠(chǎng)調(diào)頻技術(shù)。這標(biāo)志著,深圳虛擬電廠(chǎng)基本具備了實(shí)體電廠(chǎng)功能,將有助于提升城市電力保障能力和新能源消納能力,為國(guó)內(nèi)虛擬電廠(chǎng)建設(shè)及運(yùn)行輸出“深圳經(jīng)驗(yàn)”。 盡管我國(guó)虛擬電廠(chǎng)建設(shè)尚處于概念驗(yàn)證和試點(diǎn)階段,但由于可為電力穩(wěn)定供應(yīng)提供保駕護(hù)航的作用,虛擬電廠(chǎng)指數(shù)近年以來(lái)震蕩上升,引發(fā)市場(chǎng)廣泛關(guān)注。同時(shí),伴隨著虛擬電廠(chǎng)走紅,頻迎政策利好,能源物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在2023年的寒氣中逆勢(shì)成長(zhǎng),贏得先機(jī)。 爆火的虛擬電廠(chǎng),昭示新風(fēng)口 今年有多熱?據(jù)上海市氣象局官微消息,5月29日13時(shí)09分,徐家匯站氣溫達(dá)36.1℃,打破了百年來(lái)的當(dāng)?shù)?月份氣溫*高紀(jì)錄。不僅如此,北京、四川、江西、湖南、廣東、廣西等地也頻頻發(fā)布高溫預(yù)警。 伴隨著居民用電急劇攀升,疊加工業(yè)用電居高不下,盡管發(fā)電量連年增長(zhǎng),但我國(guó)電力緊張情況仍然持續(xù)加劇。今年4月份,我國(guó)發(fā)電量6583.5億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)8.18%。然而,據(jù)*能源局預(yù)估,2023年*大的電力負(fù)荷將比去年有較大增長(zhǎng),我國(guó)電力供應(yīng)將呈現(xiàn)緊平衡狀態(tài),*高用電負(fù)荷可能比2022年增加近1億千瓦,電力保供仍是重要主題。 在電力資源持續(xù)緊張的當(dāng)下,數(shù)智化手段能否為電力系統(tǒng)提供全新助力?答案當(dāng)然是肯定的,虛擬電廠(chǎng)就在這一背景下乘勢(shì)而起。通俗來(lái)說(shuō),虛擬電廠(chǎng)就是虛擬化的發(fā)電廠(chǎng),它并不具備實(shí)體發(fā)電廠(chǎng)(如火力發(fā)電廠(chǎng))本身 ,而是一種管理模式或者說(shuō)是一套系統(tǒng),其核心思想就是把各類(lèi)分散可調(diào)電源和負(fù)荷匯聚起來(lái),通過(guò)數(shù)字化的手段形成一個(gè)虛擬的“電廠(chǎng)”來(lái)做統(tǒng)一的管理和調(diào)度,同時(shí)作為主體參與電力市場(chǎng)。
虛擬電廠(chǎng)之所以引起關(guān)注,在于其可為電力穩(wěn)定供應(yīng)提供保駕護(hù)航的作用。隨著具有間歇性特點(diǎn)的新能源在電力系統(tǒng)中占比提升,電力負(fù)荷彈性面臨挑戰(zhàn),而虛擬電廠(chǎng)具有聚集資源、調(diào)節(jié)流向及提高效率等功能,有助提升風(fēng)光大規(guī)模接入時(shí)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性。例如,在用電高峰時(shí),虛擬電廠(chǎng)可實(shí)現(xiàn)大批商場(chǎng)負(fù)荷與電網(wǎng)的互動(dòng),通過(guò)將商場(chǎng)室內(nèi)溫度提升1至2攝氏度,在顧客幾乎無(wú)覺(jué)察的情況下,大幅降低商場(chǎng)空調(diào)負(fù)荷,緩解電網(wǎng)用電壓力。 此外,虛擬電廠(chǎng)能夠以更低的成本參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)。根據(jù)*電網(wǎng)的測(cè)算,通過(guò)火電廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿(mǎn)足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億元,而通過(guò)虛擬電廠(chǎng)僅需投資500億元-600億元,虛擬電廠(chǎng)的成本僅為火電廠(chǎng)的1/8-1/7。 在種種優(yōu)勢(shì)背景下,虛擬電廠(chǎng)概念股持續(xù)攀升。事實(shí)上,虛擬電廠(chǎng)早已不是新鮮事物。“十三五“時(shí)期,我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)展了虛擬電廠(chǎng)試點(diǎn)工作,部署多個(gè)虛擬電廠(chǎng)項(xiàng)目,取得了大量經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。2022年6月山西省能源局發(fā)布的《虛擬電廠(chǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》,明確虛擬電廠(chǎng)的類(lèi)型、入市流程、技術(shù)規(guī)范等要求,成為省級(jí)虛擬電廠(chǎng)實(shí)施方案。目前,山西正推動(dòng)兩批合計(jì)10個(gè)虛擬電廠(chǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目,累計(jì)可調(diào)節(jié)容量達(dá)400兆瓦。 去年8月,深圳虛擬電廠(chǎng)管理中心成立,這是國(guó)內(nèi)虛擬電廠(chǎng)管理中心,標(biāo)志著深圳虛擬電廠(chǎng)邁入快速發(fā)展新階段。虛擬電廠(chǎng)的走紅對(duì)于能源電力行業(yè)而言并非意外。新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者了解到,隨著風(fēng)光大規(guī)模接入,虛擬電廠(chǎng)可提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性,且成本較火電調(diào)峰更低。除此之外,上海虛擬電廠(chǎng)參與的負(fù)荷類(lèi)型*多;山東虛擬電廠(chǎng)既可參與輔助服務(wù),也可參與日前現(xiàn)貨交易;廣東開(kāi)啟需求響應(yīng)市場(chǎng)化交易…… 近日,*標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)更是發(fā)布消息稱(chēng),《虛擬電廠(chǎng)管理規(guī)范》《虛擬電廠(chǎng)資源配置與評(píng)估技術(shù)規(guī)范》兩項(xiàng)*標(biāo)準(zhǔn)獲批立項(xiàng),這意味著我國(guó)虛擬電廠(chǎng)建設(shè)將有*統(tǒng)一管理規(guī)范。 盡管虛擬電廠(chǎng)熱度躥升,但我國(guó)虛擬電廠(chǎng)建設(shè)尚處于概念驗(yàn)證和試點(diǎn)階段。目前我國(guó)的虛擬電廠(chǎng)以邀約型為主,通過(guò)政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號(hào),然后由負(fù)荷聚合商和虛擬電廠(chǎng)組織資源進(jìn)行削峰填谷等需求響應(yīng),從電網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼中獲取收益。這意味著,虛擬電廠(chǎng)市場(chǎng)規(guī)模仍然十分有限。在其背后,*電力系統(tǒng)所承載的能源物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口才是更為廣闊的市場(chǎng)目標(biāo)。 虛擬電廠(chǎng),能否支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)重新起飛? 自2016年2月以來(lái),我國(guó)開(kāi)始逐步推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),并先后在開(kāi)展試點(diǎn),建設(shè)效果未能滿(mǎn)足預(yù)期。缺乏配套的商業(yè)模式使得各方資本在實(shí)際投資過(guò)程中缺乏積極性。 2018年3月,由國(guó)網(wǎng)冀北電力主導(dǎo)的IEC標(biāo)準(zhǔn)虛擬電廠(chǎng)《用例》提案獲批正式立項(xiàng),這是*電網(wǎng)在虛擬電廠(chǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編制領(lǐng)域的里程碑突破。國(guó)網(wǎng)冀北電力將通過(guò)主導(dǎo)虛擬電廠(chǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)相關(guān)科研和技術(shù)的發(fā)展,探索在促進(jìn)清潔消納等技術(shù)領(lǐng)域的冀北方案。 2019年1月,*電網(wǎng)公司進(jìn)一步提出“三型兩網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),旨在建立智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有機(jī)聯(lián)合的國(guó)際*能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景強(qiáng)調(diào)建設(shè)各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、狀態(tài)全面感知、信息高效處理的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng),發(fā)揮電網(wǎng)在能源匯集、傳輸、轉(zhuǎn)換中的樞紐作用,促進(jìn)清潔低碳發(fā)展,促進(jìn)供需對(duì)接,提高系統(tǒng)靈活性。 虛擬電廠(chǎng)的核心在于聚合與通信。分布式電源、分布式儲(chǔ)能、可控負(fù)荷、充電樁等不同類(lèi)型的分布式資源就像是“沙”,通過(guò)虛擬電廠(chǎng)技術(shù),這些“沙”被聚攏利用、整合協(xié)同,形成巨大的“寶藏”。 一般而言,虛擬電廠(chǎng)為*電力系統(tǒng)提供稀缺的平衡服務(wù),而非簡(jiǎn)單的電能量,其本質(zhì)是一種高級(jí)的市場(chǎng)化管理模式,可通過(guò)價(jià)格進(jìn)行電力供需風(fēng)險(xiǎn)管理。虛擬電廠(chǎng)作為一種利用市場(chǎng)激勵(lì)規(guī)則,通過(guò)優(yōu)化、協(xié)調(diào)和控制等手段,聚合分布式能源參與電力市場(chǎng)與電力系統(tǒng)運(yùn)行的運(yùn)營(yíng)模式,將是促進(jìn)分布式能源與大電網(wǎng)友好協(xié)調(diào)優(yōu)化,促進(jìn)電力系統(tǒng)清潔化的有效途徑。 以上內(nèi)容節(jié)選自公眾號(hào):數(shù)智銳角《深圳經(jīng)驗(yàn),趟出了一條電力物聯(lián)網(wǎng)大道》,作者不二。 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)與虛擬電廠(chǎng) 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)為能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建提供了有力支撐,也為虛擬電廠(chǎng)建設(shè)與實(shí)施提供了技術(shù)驅(qū)動(dòng)力。某種程度上來(lái)講,虛擬電廠(chǎng)是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的具體形式和基本單元。*電網(wǎng)2019年發(fā)布《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)2020年重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)大綱》到現(xiàn)在,雖然泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)展一度放緩,但是一直在為企業(yè)的產(chǎn)品生態(tài)指導(dǎo)方向?,F(xiàn)在隨著虛擬電廠(chǎng)的興起,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要性也再度顯現(xiàn)。 安科瑞電氣多年來(lái)一直深耕企業(yè)微電網(wǎng)能效管理,根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求,在企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充”各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入,從AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)從1.0逐漸迭代到3.0,實(shí)現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)的需求管理和負(fù)荷管理,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)企業(yè)電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、照明控制、主要負(fù)荷監(jiān)控、充電樁運(yùn)營(yíng)管理、光伏發(fā)電監(jiān)控、儲(chǔ)能管理、需求響應(yīng)等功能,提高企業(yè)配電和用電智能化,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)用電可靠、安全、節(jié)約、高效、有序用電,AcrelEMS可以作為虛擬電廠(chǎng)的子系統(tǒng),促進(jìn)虛擬電廠(chǎng)的快速發(fā)展。
圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng) AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)
AcrelEMS對(duì)企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無(wú)功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,監(jiān)測(cè)企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,對(duì)故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息,提高企業(yè)供電可靠性。
圖2 配電監(jiān)控
監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況,包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制。
圖3 光伏發(fā)電監(jiān)控
監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)(EMS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行模式、控制策略,監(jiān)測(cè)電池電流、溫度、SOC/SOH,檢測(cè)直流系統(tǒng)絕緣狀況,并根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,降低企業(yè)用電成本。
圖4 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控
系統(tǒng)基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù),結(jié)合天氣因素、企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃等,預(yù)測(cè)企業(yè)下個(gè)周期的功率需求和光伏發(fā)電功率曲線(xiàn),為企業(yè)提前安排能源計(jì)劃、申報(bào)需求響應(yīng)提供數(shù)據(jù)支持。
圖5 發(fā)電功率預(yù)測(cè)
采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪?,進(jìn)行分類(lèi)分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì),計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì),對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷,計(jì)算企業(yè)碳排放,為企業(yè)制定碳達(dá)峰、碳中和路線(xiàn)提供數(shù)據(jù)支持。
圖6 能耗分析功能
智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、光照感應(yīng)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等,并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器,實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮、人走燈滅,并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制,為企業(yè)節(jié)約照明能耗。
圖7 照明控制功能
監(jiān)測(cè)企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài),提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和需求側(cè)管理平臺(tái)指令調(diào)節(jié)充電樁功率,有序用電,并響應(yīng)上級(jí)平臺(tái)的功率需求。
圖8 充電樁管理
根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù),再結(jié)合上級(jí)平臺(tái)的調(diào)度指令,決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng),平臺(tái)可通過(guò)給儲(chǔ)能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,調(diào)整充發(fā)電時(shí)間。平臺(tái)在需求響應(yīng)時(shí)間段調(diào)整可控負(fù)荷功率,停止給可中斷負(fù)荷供電,并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略,實(shí)現(xiàn)一鍵響應(yīng)。 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)硬件設(shè)備 安科瑞具備能源互聯(lián)網(wǎng)“云-邊-端”的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng),終端設(shè)備包括智能網(wǎng)關(guān)、高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置、電能質(zhì)量治理、分項(xiàng)計(jì)量、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類(lèi)解決方案等,可以為企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)提供一站式服務(wù)能力。
結(jié)束語(yǔ) 從能源互聯(lián)網(wǎng)概念提出,到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)興盛一時(shí),再到虛擬電廠(chǎng)走向火爆,能源領(lǐng)域亟需更進(jìn)一步的數(shù)智化發(fā)展。如今,隨著*電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn),虛擬電廠(chǎng)有望迎來(lái)快速發(fā)展,隨之企業(yè)側(cè)的能源數(shù)字化也將迎來(lái)新一輪的高潮。 |
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