能源轉(zhuǎn)型與虛擬電廠的發(fā)展趨向

文/熊文 危國(guó)恩 王莉 徐全 于力

1 虛擬電廠概述

1.1 協(xié)調(diào)控制技術(shù)

從實(shí)際運(yùn)行發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，虛擬電廠的主要控制對(duì)象包儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等。基于虛擬電廠對(duì)化的發(fā)展特點(diǎn)，聚合多樣的虛擬電廠實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)高要求的電能輸出是整個(gè)虛擬電廠發(fā)展所需要著重解決的問(wèn)題。為了能夠促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷之間的有效配合需要注重發(fā)揮出虛擬電廠的協(xié)調(diào)控制技術(shù)。在由多個(gè)可再生能源發(fā)電站構(gòu)成虛擬電廠的同時(shí)還需要應(yīng)用加速粒子群算法來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)配置基本分配模型，打造完善的虛擬電廠數(shù)據(jù)模型，為電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠和安全運(yùn)行提供重要數(shù)據(jù)信息支持。

1.2 智能計(jì)量技術(shù)

這類技術(shù)的主要操作主要是自動(dòng)測(cè)量和讀取用戶住宅內(nèi)部的電力資源、水資源、熱資源的總體數(shù)量，進(jìn)而為虛擬電廠的溫度運(yùn)行提供更多數(shù)據(jù)信息支持。

1.3 信息通信技術(shù)

虛擬電廠運(yùn)行所依托的信息通信技術(shù)不僅能夠有效接收到各個(gè)單元的數(shù)據(jù)信息你，而且還能對(duì)自己所需要的控制目標(biāo)來(lái)發(fā)出信號(hào)。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和要求的不同，虛擬電廠在不同情況下可以應(yīng)用不同的通信技術(shù)形式。

2 虛擬電廠應(yīng)用的必要性分析

在資源和能源日益減少的今天，能源革命成為社會(huì)發(fā)展的一種必然。從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，能源革命是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，更是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其對(duì)于電能供應(yīng)是一項(xiàng)極大地挑戰(zhàn)。新能源的利用以分布式發(fā)電為主，基于新能源的特性，其始終伴隨著一定的隨機(jī)性、間接性和波動(dòng)性。當(dāng)分布式能源單獨(dú)接入目前的傳統(tǒng)大電網(wǎng)體系時(shí)，電網(wǎng)的安全性和供電可靠性將會(huì)受到嚴(yán)重的威脅。為了實(shí)現(xiàn)分布式電源的協(xié)調(diào)控制與能量管理，虛擬電廠的出現(xiàn)和應(yīng)用成為了一種發(fā)展的必然。

3 虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)電站的發(fā)展目標(biāo)是提高分布式電源并網(wǎng)能力，為電力資源的綜合使用提供更為方便、快捷的支持，在歐洲聯(lián)盟的作用下能夠打造完善的 發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目，將以往的分布式電源轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N虛擬電廠的發(fā)展模式，在以往的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升整個(gè)系統(tǒng)的安全性、科學(xué)性和有效性，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電廠分布式電源的一體化、智能化管理。

在2015年的時(shí)候，在我國(guó)上海區(qū)域逐漸打造了有序的虛擬電廠，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展支持下，虛擬電廠將建成預(yù)期具有5萬(wàn)千瓦容量、1 萬(wàn)千瓦自動(dòng)需求響應(yīng)能力、0.2萬(wàn)千瓦二次調(diào)頻能力，在以往的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了虛擬電廠的運(yùn)行發(fā)展能力。

在2017年的時(shí)候，針對(duì)清潔能源大規(guī)模消納的“源網(wǎng)荷智能電網(wǎng)”系統(tǒng)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速的地區(qū)開始運(yùn)行，在整個(gè)世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了規(guī)模宏大的虛擬電廠。從實(shí)際運(yùn)行發(fā)展情況來(lái)看，這套系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)形式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電廠發(fā)電的有效控制，確保整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)。

4 虛擬電廠在能源轉(zhuǎn)型方面的應(yīng)用

4.1 虛擬電廠在清潔、綠色能源發(fā)展方面的作用

虛擬電廠在新時(shí)期的發(fā)展負(fù)荷新時(shí)期人類社會(huì)發(fā)展對(duì)新一代電力系統(tǒng)建設(shè)的需求。從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，虛擬電廠在解決社會(huì)資源、能源問(wèn)題，促進(jìn)能源的實(shí)現(xiàn)朝著綠色化方向發(fā)展起到了十分重要的作用，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）虛擬電廠的存在能夠在一定程度上減少分布式發(fā)電的負(fù)面效應(yīng)，增強(qiáng)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和有效性。另外，在虛擬電廠的作用下還能夠通過(guò)多種分布資源來(lái)進(jìn)行發(fā)電處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷的有效調(diào)控，在必要的情況下中斷電價(jià)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能儲(chǔ)備。在虛擬電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的作用下還能夠在一定程度上減少分布電源對(duì)整個(gè)電力企業(yè)并行發(fā)展帶來(lái)的不利影響，在最大限度上實(shí)現(xiàn)電力資源的合理優(yōu)化利用，為整個(gè)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展提供更有利的支持。

（2）提升分布式能源發(fā)電的有效性。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展支持下，我國(guó)分布式光伏、分散 風(fēng)險(xiǎn)等分布式資源得到了快速的發(fā)展，由此對(duì)以往的電力的運(yùn)行帶來(lái)了一系列的挑戰(zhàn)和分析。為了能夠更好的促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行，需要對(duì)電網(wǎng)內(nèi)部組織進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化電網(wǎng)組織來(lái)減少外界對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響。

（3）在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的作用下來(lái)合理優(yōu)化配置各類電力資源，并在分布式系統(tǒng)的作用下來(lái)對(duì)各類分布資源進(jìn)行合理優(yōu)化處理。同時(shí)，在具體發(fā)展的過(guò)程中虛擬電廠還是分布式資源、電力調(diào)度機(jī)構(gòu)、電力市場(chǎng)發(fā)展的橋梁，在發(fā)展的過(guò)程中擁有多樣化的發(fā)電資源。

4.2 虛擬電廠在協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)量、信息通信等方面的作用

在以往，虛擬電廠的發(fā)展本質(zhì)是能效電廠，具體是通過(guò)在用電需求方安裝一些能夠提升用電效能設(shè)備。從虛擬電廠發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，虛擬電廠運(yùn)行發(fā)展過(guò)程中所涉及到的技術(shù)形式和手段眾多，具體包含系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)、交易運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)、智能化操作技術(shù)、信息通信管理技術(shù)等，相信在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，虛擬電廠在資源調(diào)配等方面的作用能夠更好的凸顯出來(lái)。

4.3 虛擬電廠在推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)的作用

在能源發(fā)展規(guī)劃中國(guó)家強(qiáng)調(diào)要積極推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，推動(dòng)能源方式變革的要求。虛擬電廠自身所具備的經(jīng)濟(jì)效益能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)解決資源環(huán)保問(wèn)題提供重要支持，并在資源緊缺和環(huán)境惡劣的社會(huì)背景下為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力支持，滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，虛擬電廠是利用和促進(jìn)新能源可再生能源發(fā)電的重要形式，在破解清潔能源消納、綠色能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮重要作用，其自身具備的特點(diǎn)符合新時(shí)期社會(huì)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)建設(shè)和打造提出的新要求，在促進(jìn)綠色能源轉(zhuǎn)型發(fā)展和解決清潔能源障礙等方面起到了十分重要的作用。從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，虛擬電廠在能源轉(zhuǎn)型的道路上，需要政府、企業(yè)、用戶等各方共同努力，也需要得到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的廣泛支持。