随着能源转型深入伴随着新能源高比例接入电网,带来巨大调峰调频压力,虚拟电厂应运而生。虚拟电厂是一种新型电力系统,可对大规模新能源电力进行高效利用,是电力行业未来主要发展方向,据某咨询机构预计,全球虚拟电厂市场将从2016年的1.92亿美元增长至2023年的11.88亿美元,年均复合增率超30%,
虚拟电厂最具吸引力的功能就在于能够聚合多种类型的分布式资源参与电力市场运行。虚拟电厂充当分布式资源与电网运营商、电力交易市场之间的中介,代表分布式资源所有者执行市场出清结果,实现能源交易。从其他市场参与者的角度来看,虚拟电厂表现为传统的可调度发电厂。
与传统调电厂相比,虚拟电厂强调数据分析和运营,参与电力交易市场。虚拟电厂的数据分析功能包括采集并分析处理区域中各对象的运行数据,如发电机组的出力和运行效率、用电负荷随时间变化的规律等,并能对这些数据提供有效的检索和调用手段。虚拟电厂的运营和交易功能包括建立区域内的发电费用、用电收益及安全约束模型,进行优化计算,收集市场情报、制订发电计划、签订中远期市场交易合同等。
虚拟电厂的产业链结构由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成,上游基础资源主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备,可调负荷的重点应用领域主要包括工业、建筑和居民等;中游资源聚合商主要依靠互联网、大数据等,整合、优化、调度、决策来自各层面的数据信息,增强虚拟电厂的统一协调控制能力,是虚拟电厂产业链的关键环节,有望成为电力行业生态的主角;产业链下游为电力需求方,由电网公司、售电公司和大用户构成,未来,虚拟电厂的发展前景令人期待。
1、虚拟电厂是储能云网平台的重要应用之一,虚拟电厂的关键技术包括协调控制技术、交易运营技术、智能计量技术、信息通信技术。储能云网平台实现储能及新能源电站的多方参与、联合生产以及统一调度,达到资源最优调配。例如,可通过建立省级-区域-站级的3层调控模型,实现平台电网、投资商、供应商、用户等产业链各方效益最优化。通过储能云网平台将分布式储能资源或零散分布、不可控的负荷资源转化为随需应变的“虚拟电厂”资源,利用虚拟电厂的聚合功能,形成规模化“削峰填谷”响应,实现储能资源的最大化利用。
2、利用区块链技术的安全可信、公开透明以及分布式多中心的特点,可构建防伪溯源、数据共享、跨境交易的配电物联网信用生态体系。在虚拟电厂领域,区块链有广阔的应用前景。
从虚拟电厂的构建和运营来看:1)源端,区块链可对设备进行唯一性认证并进行出力核查。2)网端,可构建去中心化云平台,实现各类数据信息“可信、可管、可控、可知”的传输,结合用户侧需求响应与发电侧出力信息进行智能调度,提升供需两端匹配效率。同时可利用账本技术,采用可信交易积分等手段完善信用体系,提高交易效率。3)荷端,可对负荷进行唯一性认证,鼓励负荷端节能减排或参与电力市场交易。
3、国家层面大力推进虚拟电厂、电力市场建设,完善激励政策,加强能源监管。
一是统筹推进电力中长期交易、现货市场和辅助服务市场建设,做好各交易品种之间的衔接;二是尽快启动虚拟电厂顶层设计,明确虚拟电厂定义、范围,积极培育“聚合商”市场主体,建立虚拟电厂标准体系;三是建设虚拟电厂基础设施与系统平台,为广大用能企业提供智慧能源服务;四是加快完善激励政策和市场化交易机制。
在“双碳”目标的确定性远景之下,虚拟电厂具有多样性、协同性、灵活性等技术特点,满足未来新型电力系统在“绿色、灵活、多元互动、高度市场化”方面的运行需求,是重要的技术支撑,可以预期,虚拟电厂在国内势必会迎来良好的发展。
随着数字革命的推进,大数据、云计算、边缘技术、人工智能技术使得虚拟电厂获得了智能化资源识别、场景资源适配、广域调度能力,移动互联、物联网技术使得分布式资源的规模化聚合问题得以解决,可以预测,数字化、智能化、云共享、人工智能、大数据、物联网等方面的发展都会推动虚拟电厂的发展。
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