漫话“虚拟电厂”,你还不知道它是什么?它早已来到你身边!

学术   2024-11-11 00:00   广东  

◆ 内容来源:机械工业出版社E视界

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1、什么是虚拟电厂?

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统,实现分布式电源DG(distributed generator)、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源资源DER(Distributed Energy Resource)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。虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合DER参与电力市场和辅助服务市场运行,为配电网和输电网提供管理和辅助服务。
“虚拟电厂”这一术语最早出现于1997年。“虚拟”即意味着并非实体,因此虚拟电厂本身并不发电,而是将电网中大量散落的、可调节的电力负荷整合起来,加入电网调度,实现有效削峰填谷。与此同时,还可以提供调频、调压、备用等电力辅助服务,增强电网安全性。所以,虚拟电厂本质上是一套软件平台系统,它聚合了现有的分布式资源,并通过协同控制,参与电力市场。

2、虚拟电厂的运行模式?

在需求响应方面:建立一个平台,把各类可调负荷资源汇聚,根据电网削峰填谷的需求,进行线上填报,计划下发,执行反馈,类似于线上工单派单系统。电网给调度指令计划,需求响应调控计划,提前几天/几周把计划发下来。负荷集成商,虚拟电厂运营商,会把计划告诉客户,哪些时段把负荷停掉,把用电负荷降下来。

3、虚拟电厂的商业模式?

虚拟电厂目前的商业模式仍处于探索阶段。现阶段主要的盈利模式为通过需求侧响应赚取辅助服务费用后的分成。虚拟电厂运营商和负荷聚合商通过聚合电力用户可调负荷,利用可控负荷进行需求侧响应或参与辅助服务,响应补贴和容量补贴即为总体收入。虚拟电厂运营商获得收入后需与电力用户进行分成,政策并不限定分成比例。
现货交易市场开放,虚拟电厂可调能力比火电厂调节能力更强,更快,更精准,虚拟电厂的优势凸显。在该背景下,虚拟电厂运营商的商业模式不只是参与辅助市场,还可以通过现货,市场化交易机制去盈利。参与现货市场盈利主要来自于现货交易的差价。现货市场报价机制来自于电力供需关系,可以控制和协同集成上来的可调负荷,同时增配储能,分布式能源,形成集合体。如果对区域内整体负荷的预测能力强,制定的报价策略更具有优势,差价就越大。具体的盈利情况,取决于电力现货交易的频次活跃度,区域范围内电力供需关系等等。

4、虚拟电厂究竟有哪些作用?

首先,可缓解分布式发电的负面效应,提高电网运行稳定性。虚拟电厂对大电网来说是一个可视化的自组织,既可通过组合多种分布式资源进行发电,实现电力生产;又可通过调节可控负荷,采用分时电价、可中断电价及用户时段储能等措施,实现节能储备。虚拟电厂的协调控制优化大大减小了以往分布式资源并网对大电网造成的冲击,降低了分布式资源增长带来的调度难度,使配电管理更趋于合理有序,提高了系统运行的稳定性。
其次,可高效利用和促进分布式能源发电。近年来,我国分布式光伏、分散式风电等分布式能源增长很快,其大规模、高比例接入给电力系统的平衡和电网安全运行带来一系列挑战。如果这些分布式发电以虚拟电厂的形式参与大电网的运行,通过内部的组合优化,可消除其波动对电网的影响,实现高效利用。同时,虚拟电厂可以使分布式能源从电力市场中获取最大的经济效益,缩短成本回收周期,吸引和扩大此类投资,促进分布式能源的发展。
最后,可以以市场手段促进发电资源的优化配置。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力调度机构、与电力市场之间的中介,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。由于拥有多样化的发电资源,虚拟电厂既可以参与主能量市场,也可以参与辅助服务市场,参与多种电力市场的运营模式及其调度框架,对发电资源的广泛优化配置起到积极的促进作用。



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