淺談虛擬電廠(chǎng)技術(shù)現狀及展望

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：在新時(shí)期環(huán)境下，人們對電力能源的需求不斷提升，為了滿(mǎn)足人們的電能需求，越來(lái)越多的供電系統和電力工程飛速發(fā)展。這一方面推動(dòng)了電力事業(yè)的發(fā)展，另一方面也導致電力市場(chǎng)管理難度的增加。為了更好實(shí)現電力市場(chǎng)高質(zhì)高效管理與服務(wù)，虛擬電廠(chǎng)逐漸得到了開(kāi)發(fā)與使用。本文就虛擬電廠(chǎng)技術(shù)現狀進(jìn)行分析，并對此技術(shù)發(fā)展提出展望，來(lái)對此技術(shù)進(jìn)行深入認識。

關(guān)鍵詞：虛擬電廠(chǎng)；技術(shù)現狀，技術(shù)展望

0引言

近年來(lái)，虛擬電廠(chǎng)得到了業(yè)內的廣泛關(guān)注與研究，它借助的信息化通信技術(shù)以及軟件系統實(shí)現分布式的發(fā)電、可控的負荷和儲能系統等能源資源的有效聚合。在虛擬電廠(chǎng)中，關(guān)鍵性技術(shù)包括了協(xié)調控制的技術(shù)、信息通信的技術(shù)和智能計量的技術(shù)等，它為配電網(wǎng)以及輸電網(wǎng)實(shí)現了現代化管理與輔助服務(wù)的手段。此技術(shù)目前得到了迅速發(fā)展，也取得了一定的成果，而其具有著(zhù)巨大的發(fā)展潛力，仍然還需要不斷加強研究。

1.虛擬電廠(chǎng)技術(shù)概述

虛擬電廠(chǎng)的提出已經(jīng)有十余年了，在北美和北美等國家已經(jīng)開(kāi)展了一系列的項目研究，如荷蘭功率的匹配器和FENIX等項目。而目前對虛擬電廠(chǎng)的定義還沒(méi)有統一的意見(jiàn)。按照虛擬電廠(chǎng)運行的特點(diǎn)，可以把虛擬電廠(chǎng)概述成通過(guò)的計量、控制和通信等，把風(fēng)電、電動(dòng)類(lèi)汽車(chē)、光伏的發(fā)電和儲能等各分布式的能源實(shí)現聚合，并統一參與到電力系統的調度以及電力市場(chǎng)的運營(yíng)中，將電力市場(chǎng)的價(jià)格信號當作驅動(dòng)，通過(guò)的控制手段對分布式的能源以及大電網(wǎng)沖突實(shí)現協(xié)調，對分布式的能源電網(wǎng)性能提升，促進(jìn)能源的利用效率以及清潔度提升。

通過(guò)虛擬電廠(chǎng)能夠對具備電氣聯(lián)系、區域中各種分布式的能源靈活整合，對各類(lèi)分布式的能源運行的功能特性實(shí)施綜合，從而達到對這些分布式的能源配置至優(yōu)化效果。相關(guān)運營(yíng)商借助虛擬電廠(chǎng)可以把用戶(hù)側的熱電、風(fēng)電、水電、光伏的發(fā)電和可控用能的用戶(hù)實(shí)現有效整合，把電能向用戶(hù)及時(shí)分配與傳輸。

2.中低壓開(kāi)關(guān)柜電弧光短路故障原因分析

2.1國外發(fā)展的現狀

在21世紀的初期，歐美地區就開(kāi)始對虛擬電廠(chǎng)的研究，它主要的目的是對逐漸增加分布式的發(fā)電實(shí)現有效整合，降低它對整體電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊。對此技術(shù)研究的參與國有很多，主要有美國、法國、德國、英國和丹麥等一些發(fā)達的國家在研究虛擬電廠(chǎng)中存在方向的不同，主要可以分作兩類(lèi)，一類(lèi)是以歐盟電力FENIX的項目作為代表的技術(shù)路線(xiàn)，研究的是分布式的發(fā)電廠(chǎng)如何實(shí)現并網(wǎng)與電力市場(chǎng)的運營(yíng)，主要目的是為了讓分布式的發(fā)電廠(chǎng)能夠更加充分、更加安全和更加高效地在電力市場(chǎng)內參與；另一類(lèi)技術(shù)代表是美國，其對需求響應的計劃以及可再生的能源利用更加關(guān)注，主要目的是為了實(shí)現動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)化供需的平衡效果。

2.2國內發(fā)展的現狀

在2015年，我國國務(wù)院就頒發(fā)出相關(guān)文件，文件中強調了“互聯(lián)網(wǎng)+"的重要性，明確它是互聯(lián)網(wǎng)成果和社會(huì )各個(gè)領(lǐng)域實(shí)現深度融合的形式，要求積極推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步、組織的變革和效率的提升，促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟的創(chuàng )新力以及生產(chǎn)力提升，從而形成基于互聯(lián)網(wǎng)的社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的新形態(tài)。實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)和智慧能源的有效結合，是促進(jìn)能源生產(chǎn)以及消費模式的革命，對提升能源的利用效率和實(shí)現節能減排的效果，以及提升電力系統安全穩定性具有重要的意義，而虛擬電廠(chǎng)的技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)和能源管理的融合體現。

現階段，虛擬電廠(chǎng)在歐美等一些發(fā)達國家電網(wǎng)所投運啟動(dòng)的，它也是我國基于市場(chǎng)化的方式而運營(yíng)的工程，且正式投入到商業(yè)的運營(yíng)中。此工程的運行借助泛電的平臺，有著(zhù)秒級的感知、存儲與計算能力，能夠對發(fā)電、供電、輸電等環(huán)節的投資有效控制。在工程一期，接入了實(shí)時(shí)控制的蓄熱型電采暖、智能化樓宇、可調節的工商業(yè)、儲能、智能化家居、分布式的光伏和電動(dòng)汽車(chē)的充電站等泛在可調的資源，且約達到160MW的容量。借助華北電力的調峰輔助市場(chǎng)，在2020年時(shí)，冀北的電網(wǎng)夏天空調達到了6000MW的負荷，10%的空調負荷借助虛擬電廠(chǎng)實(shí)現實(shí)時(shí)地響應；且蓄熱式的電采暖具有的負荷借助虛擬電廠(chǎng)實(shí)現實(shí)時(shí)地響應，實(shí)現720 GW.h清潔能源的增發(fā)，和63.65萬(wàn)t二氧化碳的減排。

在上海的黃浦區，建立了“商業(yè)建筑的虛擬電廠(chǎng)"試點(diǎn)項目，借助通信和控制等技術(shù)形式，把大量用電設備的削減負荷能力當作虛擬的出力，把此能力當作用電的負荷側在系統虛擬的發(fā)電機組接入，實(shí)現市場(chǎng)與電網(wǎng)運行的參與。此項目實(shí)現柔性負荷的響應系統構建，處于冬夏兩季的用電高峰階段中，此系統能夠對商業(yè)的樓宇內中央空調預設的溫度、送風(fēng)量和風(fēng)機的轉速等參數實(shí)施柔性的調節，對用電負荷削減為電網(wǎng)所釋放的電能。同時(shí)，柔性的負荷控制在用電的低谷還能夠借助空調房間所儲熱的能力，對大量特性參數的變量調整，對空調負荷增加，對一部分的冷量提前儲存，增加電力系統利用率。

3.虛擬電廠(chǎng)技術(shù)展望

在虛擬電廠(chǎng)的技術(shù)研究中，盡管?chē)鴥韧鈱λ芯看嬖诓煌奶厣?，且控制的手段也十分多樣，但行業(yè)核心的技術(shù)是基本類(lèi)似的，主要包括計量技術(shù)、通信技術(shù)、智能調度的決策技術(shù)、信息安全的防護技術(shù)等，在后續研發(fā)中還需要重點(diǎn)關(guān)注，

在計量技術(shù)方面，需要對用戶(hù)側的電、氣、熱、水等耗量實(shí)現準確性能源網(wǎng)絡(luò )，確保其供需的平衡，從而為此技術(shù)的調度和生產(chǎn)提供準確的依據。

在通信技術(shù)方面，首先控制中心要對各子系統內狀態(tài)的信息、電力用戶(hù)側的信息和電力市場(chǎng)的信息等接收，后根據此類(lèi)信息采取決策、優(yōu)化和調度?，F階段，主要使用互聯(lián)網(wǎng)、電力的線(xiàn)纜載波和虛擬的網(wǎng)等技術(shù)，后續要以此為基礎對虛擬電廠(chǎng)型通信協(xié)議以及通用平臺的研發(fā)。

在智能調度的決策技術(shù)方面，虛擬電廠(chǎng)需要實(shí)現對分布式的能源消納、確保電網(wǎng)的高效安全運行，而這就要求其對各個(gè)子系統進(jìn)行調度的統籌優(yōu)化。因此，其控制中心還要對數學(xué)模型和優(yōu)化算法不斷完善。

在信息安全的防護技術(shù)方面，虛擬電廠(chǎng)是一個(gè)對諸多子系統綜合的大型系統，它和各個(gè)子系統都有接口，這就需要做好對其系統的安全防護，對邊界防護和內部安全的防護能力加強。根據目前發(fā)展的現狀與需求，需要加強對和虛擬電廠(chǎng)相適應的信息安全技術(shù)研究，這也是后續虛擬電廠(chǎng)在發(fā)展中要重視的內容

4.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統硬件設備

安科瑞具備能源互聯(lián)網(wǎng)“云-邊-端"的產(chǎn)品生態(tài)系統，終端設備包括智能網(wǎng)關(guān)、高低壓配電綜合保護和監測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置、電能質(zhì)量治理、分項計量、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)能效系統提供一站式服務(wù)能力。

5.結語(yǔ)

綜上所述，為了更好地促進(jìn)電力市場(chǎng)的發(fā)展，虛擬電廠(chǎng)的技術(shù)研究逐漸受到了關(guān)注。國內外針對虛擬電廠(chǎng)也是建立了相應的試點(diǎn)研究項目，并取得了一定的成果，為了促進(jìn)其技術(shù)的更好運用，還需要對其技術(shù)不斷深化研究，從而實(shí)現其功能的更好發(fā)揮與應用。

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