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极简科普 | 让虚拟电厂飞入“寻常百姓家”
极简科普 | 让虚拟电厂飞入“寻常百姓家”
发布:2023-08-09

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。

国外虚拟电厂特征总结

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。

虚拟电厂系统架构

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。

01 嵌入式EMS真正即插即用。嵌入式EMS能够轻松部署于台区终端、控制柜、开关柜等设备空间中,结构轻巧、部署迅速、投资少,能够将项目建设成本降低50%,整体的安装部署时间由原来的30天缩减至5个工作日内!

02 嵌入式EMS高度标准产品化。嵌入式EMS采用先进的控制组态技术,让控制策略设计变得和“搭积木”一样简单,能源工业控制领域低代码产品之一,可以避免从0->1的重复开发。

03 嵌入式EMS软硬件高度集成。嵌入式EMS将控制器、协同控制系统、设备网关集成于不足0.002m³的硬件中,能够跳过设备协同的繁琐步骤,还支持十余种常规的通信协议,能够兼容多类型设备,有效解决设备稳定性、采集稳定性不足的问题。

04 嵌入式EMS更加“个性专业”。一方面,嵌入式EMS具备能源管理的各种高级应用功能,自定义监控、自定义报表,自定义看板、自定义计划、自定义策略,自定义告警、自定义权限等功能,通过高度灵活的自定义功能,灵活满足几乎所有场景的控制需求。另一方面,一旦被控设备种类发生变化,无需专业人士,仅需在excel控制文件中进行简单修改,即可实现目标控制策略

杭州极简物控科技有限公司是一家智能硬件产品研发商,公司团队和技术全部来源于浙江大学,基于多年的科学研究和工程实践经验自主研制了嵌入式能量管理系统、低代码控制器、EasyScript等核心产品,致力于用科技让控制更简单,助力推动能源、工业等传统领域智能化、数智化转型。