风电、光伏等新能源比例的提高,不仅带来了更多的绿电,同时其随机性、波动性的特征也在影响着电网的安全稳定运行,叠加经济高质量发展下用电需求增加,电力系统灵活调节能力需求攀升。
之前我们也给大家介绍过“虚拟电厂”,作为一种聚合分布式源荷资源参与系统调节的手段,相较配置储能、投资改造电源电网等方式,整体的综合性价比较高,因此受到了电力行业、金融机构等的密切关注。
据国网测算,如果实现电力系统的削峰填谷、满足 5%的峰值负荷,通过虚拟电厂实现这一目标的投资额仅为火电厂的 1/8 到 1/7。
尤其是2021年以来,售电公司等市场主体陆续布局虚拟电厂业务,推动虚拟电厂由政府主导模式逐步向负荷聚合上建设运营,在政策引导与市场推动下,虚拟电厂开始飞入“寻常百姓家”,成为系统调节的重要手段。
经济发达、负荷密度大的地区有往往较强的灵活调节需求,虚拟电厂也拥有更大的发展空间。
今年迎峰度夏时间,用电负荷节节攀升,广东、浙江等地的充电桩聚合参与到了电力系统的调节中来,虚拟电厂逐步走向现实。
上海黄浦区试点的商业建筑虚拟电厂项目
该项目通过聚合超过50幢高楼的负荷资源,在用电高峰时段可以释放出约5万千瓦电力来实现“削峰填谷”。2018年1月,位于黄浦区九江路上的宝龙大厦第八次参与了虚拟电厂试运行,需求侧响应能力达100万kW。
冀北虚拟电厂示范项目
冀北虚拟电厂可作为用户侧市场主体参与辅助服务,在夜间风电大发、电网低谷调峰困难时段调动资源拉升用电负荷。目前,冀北虚拟电厂管控平台已接入3家运营商,聚合156个可调节资源,包括蓄热式电锅炉、可调节工商业用户等11类可调资源,总容量35.8 万千瓦,调节能力为20.4万千瓦。
浙江虚拟电厂示范项目
浙江用电资源种类丰富,且不同区域调节需求各异。国网浙江电力调度控制中心资深专家张锋介绍,浙江开发了华能浙江虚拟电厂和宁波、金华虚拟电厂等项目,在调度全省资源参与调节的同时,实现局部精准调节。
虚拟电厂本质上是一种数字化管理手段,涉及聚合、调度和交易等环节。对电网而言,虚拟电厂是一种“打包”分布式资源接入调度机构的技术手段;对用户来说,它是参与市场的一种渠道。随着电力市场建设不断推进和用户侧调节能力提升,虚拟电厂有望参与电力现货、辅助服务市场等市场。
目前,虚拟电厂仍存在市场准入规则不明确、交易品种较少、商业模式不清晰等问题,但就技术层面来说,还存在“两高两低”问题,分别是“建设成本偏高”、“建设重复率高”、“建设稳定性低”、“应用灵活性低”。
01 建设成本高
根据《虚拟电厂运营管理平台建设方案》的调研结果,发电能力为10MW的商业楼宇型虚拟电厂的投资成本约为420万。在交易规则不明确、商业模式不清晰的情况下,动则上百万的初期投资,虚拟电厂项目的投入产出效益并不高,更多是作为企业数字化转型过程中的增值项目。
02 建设重复率高
我国虚拟电厂建设仍处于初期软件平台爆发阶段,软件开发企业通过提供可视化平台建设、智能控制算法开发等服务来推动分布式资源的聚合与数字化转型,通常以“定制化”项目形式开展,每次都需要历经从0到1的开发流程,无法形成“可复制、可推广”的产品化手段,建设的重复率较高。
03 建设稳定性偏低
一方面,虚拟电厂聚合资源需要的采集参数和控制参数各不相同,缺少统一且成熟的设备厂家,目前大多采用组合开发的手段,设备稳定性不高。
另一方面,不同资源的接入方式不同,不管是通过安装采集控制设备方式直接接入,如基站、储能、空调、精准可调节负荷,还是通过自有平台开放接口方式间接接入,如充电桩、路灯等,都需要虚拟电厂平台与设备方或平台方,根据应用需求个性制定通讯规约,且调试过程繁复,采集稳定性有待提升。
04 应用灵活性低
在系统改造方面,一旦出现增减设备或者用户调控需求改变,就需要软件平台厂家重新进行代码的优化调整,所有事项均需要平台方、设备方、安装企业有较高的配合度,否则解决周期较长。在后期运维方面,由于通讯卡故障、设备故障、现场安装环境差异等情况,导致运维任务繁重,对于运维人员的专业能力要求较高,也会相应提高后期的运维资金。
随着虚拟电厂试点不断扩大,也将步入终端硬件设 备改造和替换升级周期。
极简物控为此推出了嵌入式能量管理系统(简称嵌入EMS),这是一款具有“软硬件高度集成、功能应用灵活、人机交互友好”的能量管理系统,具有成本低、体积小、性能高、部署快等特点。
此外,嵌入式EMS是市面上的低压台区能量管理系统产品化解决方案。
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