专栏名称: 中国能源研究会能源互联网专委会
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什么是虚拟电厂?漫画解读,一文看懂!

中国能源研究会能源互联网专委会  · 公众号  ·  · 2021-04-16 07:00

正文


什么是虚拟电厂?

虚拟电厂的提出是为了整合各种分布式能源,包括分布式电源、可控负荷和储能装置等。其基本概念是通过分布式电力管理系统将电网中分布式电源、可控负荷和储能装置聚合成一个虚拟的可控集合体,参与电网的运行和调度,协调智能电网与分布式电源间的矛盾,充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益。虚拟电厂主要由 发电系统、储能设备、通信系统 构成,如图所示:

发电系统 主要包括家庭型(domesticdistributedgeneration,DDG)和公用型(publicdistributedgeneration,PDG)这2类分布式电源。DDG的主要功能是满足用户自身负荷,如果电能盈余,则将多余的电能输送给电网;如果电能不足,则由电网向用户提供电能。典型的DDG系统主要是小型的分布式电源,为个人住宅、商业或工业分部等服务。PDG主要是将自身所生产的电能输送到电网,其运营目的就是出售所生产的电能。典型的PDG系统主要包含风电、光伏等新能源发电装置。

能量存储系统 可以补偿可再生能源发电出力波动性和不可控性,适应电力需求的变化,改善可再生能源波动所导致的电网薄弱性,增强系统接纳可再生能源发电的能力和提高能源利用效率。

通信系统 是虚拟电厂进行能量管理、数据采集与监控,以及与电力系统调度中心通信的重要环节。通过与电网或者与其他虚拟电厂进行信息交互,虚拟电厂的管理更加可视化,便于电网对虚拟电厂进行监控管理。


虚拟电厂的关键技术是什么?

根据虚拟电厂信息流传输控制结构的不同,虚拟电厂的控制方式可以分为:集中控制方式、分散控制方式、完全分散控制方式。

集中控制方式 下的虚拟电厂可以完全掌握其所辖范围内分布式单元的所有信息,并对所有发电或用电单元进行完全控制。

分散控制方式 下的虚拟电厂被分为多个层次。处于下层的虚拟电厂的控制协调中心控制辖区内的发电或用电单元,再由该级虚拟电厂的控制协调中心将信息反馈给更高一级虚拟电厂的控制协调中心,从而构成一个整体的层次结构。

完全分散控制方 式下,虚拟电厂控制协调中心由数据交换与处理中心代替,只提供市场价格、天气预报等信息。而虚拟电厂也被划分为相互独立的自治的智能子单元。这些子单元不受数据交换与处理中心控制,只接受来自数据交换与处理中心的信息,根据接受到的信息对自身运行状态进行优化。

虚拟电厂的优化调度问题可以分为2种:

内部调度 ,虚拟电厂对自身内部多个电源的容量配置或出力进行优化调度;

外部调度 ,由电网将虚拟电厂当成一个整体进行优化调度。

虚拟电厂与微网的区别在哪?

虚拟电厂和微网是目前实现分布式电源并网最具创造力和吸引力的两种形式。

对于微网的定义,国内一般认为:微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。它能够很好地协调大电网与分布式电源的技术矛盾,并具备一定的能量管理功能,但微网以分布式电源与用户就地应用为主要控制目标,且受到地理区域的限制,对多区域、大规模分布式电源的有效利用及在电力市场中的规模化效益具有一定的局限性。
虚拟电厂并未改变每个分布式电源并网的方式,而是通过先进的控制、计量、通信等技术聚合分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源并通过更高层面的软件构架实现多个分布式能源的协调优化运行。它能够聚合微网所辖范围之外的分布式电源,更有利于资源的合理优化配置及利用。







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