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双碳工程——虚拟电厂

发表时间:2024-08-30 14:08
为实现“双碳”目标,我国正在积极推动国内能源结构转型,其主要的方式方法无非是大力开发清洁能源,提高清洁能源在能源结构中的比重。我们在之前的文章《双碳工程——风光储能的发展》中,详细介绍了我国目前在风力发电、光伏发电以及新型储能领域的发展情况和目前被越来越重视的风光储一体化发展模式的优劣点。今天,小编将介绍另一个推动我国能源转型的新模式、新利器—虚拟电厂。

什么是“虚拟电厂”

早在2021年,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》就明确了:要引导虚拟电厂参与系统调节,建设坚强智能电网,提升电网安全保障水平。这是虚拟电厂第一次在国家双碳政策中被提及、推广。
在这个推广“万物互联”的时代,虚拟电厂将通过先进的通信技术、大数据技术服务和5G通信普及,将地区内各个分布式小电网资源、信息整合后,开发成一个软件系统,实现分布式电源DG)、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源(DER)的聚合和协调优化,以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术和信息通信技术。
虚拟电厂作为基于互联网和通信技术的电厂,是并非真实存在的电厂。它主要通过智能调节、优化、控制区域内电力资源走向,以达到将电力资源更加充分、合理的利用起来。例如:当虚拟电厂覆盖的某一区域内发生电力供应紧张的情况,虚拟电厂可以通过调度区域内储能系统、充电装置、以及其他用电设备,降低他们的用电占有率,以达到区域内电力总体稳定状态。
由此可以看来,虚拟电厂的功能可以很好的解决分布式电源(DG)、储能系统等缺点,将不同类型的分布式能源进行聚合后,参与电力市场和辅助服务市场运行,为供电侧和需求侧提供管理和辅助服务,解决DER盈利“难”的问题。
还需技术突破
我国经济不断发展,加上人口众多,国内用电需求还将逐年上升;在实现我国“双碳”目标的前提下,怎么解决一直困扰我国的“高能耗”问题变得不可回避。我国是发电大国,但是在电力应用中利用效率低、电力资源浪费问题较为严重,所以我国将不遗余力的推行节能改造行动,将电力资源充分的应用起来。
“虚拟电厂”充分利用、优化调节的应用特性可以作为一种解决思路,还需要对一些关键技术进行突破。
聚合调控技术 虚拟电厂需要将区域内位置分散、种类多样的分布式能源进行聚合,并作为他们的电能输出端,需要虚拟电厂有着良好的协调控制能力。我们在之前的文章就提到新能源发电供能间歇性、不确定性的缺点,虚拟电厂通过控制储能系统,也需要协调或者预测储能系统电能供应的状况,提高虚拟电厂运行可靠性和运行效率。

信息通信技术 虚拟电厂是基于互联网和通信技术的发展而存在的新式“电厂”,要加强网络和通信安全技术,确保数据安全可靠;优化电厂“云计算”技术,让电厂数据高效率、低成本的进行协同运行。
试点项目
上海“虚拟电厂”   202155日至6日,国家电网在上海开展了国内首次基于虚拟电厂技术的电力需求响应行动,仅仅一个小时的测试,就能产生15万千瓦时的电量。在这次测试中,累计调节电网负荷56.2万千瓦,消纳清洁能源电量123.6万千瓦时,减少碳排放量约336吨。目前上海已建成100万千瓦时的虚拟电厂,也就是全年装机容量的6%,未来还将逐步提升虚拟电厂容量。

▲图片来源于网络

浙江平湖县域“虚拟电厂”   2021621日,浙江平湖县域虚拟电厂首次投入实战应用。随着“虚拟电厂”项目推进,将可实现该市全域调峰2万至3万千瓦。以建设100万千瓦虚拟电厂资源池计算,预计每年可节约3亿元电网新建投资成本,提高清洁能源消纳空间9600万度电量,可减少碳排放约7.6万吨。下阶段,该公司将重点挖掘用户侧储能电站、数据中心、冷链行业等新型资源,扩大“虚拟电厂资源池效应,促进新能源消纳、辅助电网调峰调频、提高电网安全运行水平。

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