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“虚拟电厂”如何让电力系统更灵活?
科普拓展

近年来,虚拟电厂成为电力行业越来越火热的话题。

 

一方面,无论国家层面还是省市层面,纷纷出台扶持虚拟电厂的政策、欲接纳虚拟电厂作为电力市场的参与者;另一方面,各企业也都摩拳擦掌,着力打造示范项目,意图在这片蓝海抢占身位。

 

不过,当被问到“虚拟电厂”是什么的时候,大部分人还是很难答得上来。那么,虚拟电厂是一种什么样的电厂,它又会为电力系统带来什么变化呢?

 

01丨什么是虚拟电厂

 

虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP),顾名思义,是一种具备发电厂功能,却看不见摸不着的“电厂”,本质上是一种新型的电力资源管理模式。它不依赖于传统的集中式发电设施,而是通过先进的信息通信技术和软件系统,将分散在电网各处的小型发电设施、储能设备和可控负荷等分布式能源资源整合起来,形成一个统一协调的电力供应网络。这种网络能够根据电网的需求和市场信号,动态调整各个组成部分的运行状态,实现能源的优化配置和高效利用。

 

如果还是觉得不好理解,我们可以再通俗一点——虚拟电厂就是分布式光伏、风电、储能、可调负荷、电动汽车、充电桩等零散能源资源的“打包”。“打包”后的整个系统没有实体,但在功能上已经可以被视为一个发电厂,也能通过整体增加出力或减少出力满足电网的需求。


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02丨虚拟电厂与传统电厂的区别

 

知道了什么是虚拟电厂,有的人可能会有疑惑:我们已经有了大量真实的发电厂,为什么还要搞虚拟电厂,不都是电厂功能么,何必多此一举?

 

这就不得不提到除了“电厂”这个共同点外,二者的区别了。

 

首先,二者在结构和运作方式上存在显著差异。传统电厂通常依赖于大规模的物理基础设施,一旦建成,其发电能力相对固定。相比之下,虚拟电厂则是一种灵活的、基于软件的解决方案,它通过集成分散的能源资源,动态调整电力供应。这种灵活性使得虚拟电厂能够快速响应市场变化和电网需求。

 

此外,虚拟电厂具有环境友好性,因为它可以更多地利用清洁能源来减少对化石燃料的依赖。同时,虚拟电厂的可扩展性也更强,能根据需要轻松增加或减少能源资源,而不需要大规模的物理建设。这些特性使得虚拟电厂成为能源转型中不可或缺的角色。

 

03丨虚拟电厂的优势

 

通过“虚实”电厂的对比,我们可以发现,虚拟电厂拥有一系列优势,不仅体现在经济效益上,也体现在环境和社会影响上。

 

首先,经济效益显著。除了通过优化资源配置,减少对输电基础设施的投资需求外,虚拟电厂可以在发电侧出力不足的情况下组织多元用户资源主动参与需求响应市场邀约、调峰辅助服务交易,保证可靠电力供应的同时赚取收益。例如,广东省为市场化需求响应提供最高5元/kWh的补贴;浙江东阳给予服从虚拟电厂统一调度的储能企业最高1元/千瓦/次的补贴;冀北虚拟电厂参与华北电力辅助服务试点,三年内为运营商和用户带来收益673.7万元。

 

其次,环境效益突出。虚拟电厂可以实现分布式发电资源间的高效整合与实时监测,通过自动响应控制技术及灵活的商业模式,开展分布式新能源本地消纳,并依托现货市场进行集中交易,最大限度提升分布式新能源的利用效率,减少对化石能源的依赖,有效助力我国3060可持续发展目标。

 

再者,社会影响深远。虚拟电厂通过统一协调控制,可以让发电与用电两端供需平衡,提高电网的稳定性和可靠性,特别是在面对极端天气和突发情况时。它还能提高社会参与度——通过分布式发电和储能技术,让更多的消费者参与到能源生产和消费中来,增强社区的能源自给能力。

 

最后,技术优势明显。虚拟电厂利用先进的信息技术和智能算法,提高了电力系统的智能化水平,使得电力管理更加精准和高效,让我们的电力系统更加灵活。同时,虚拟电厂也能为电力市场带来新的商业模式和创新机会。


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04丨虚拟电厂的挑战

 

虽然虚拟电厂具有很多优势,但作为一项新事物,虚拟电厂仍然面临着一些挑战。

 

首先,技术挑战是虚拟电厂面临的主要问题。虚拟电厂涉及多个不同类型的能源设施、智能控制系统、数据分析技术以及通信技术的整合,难度极高。如果这些技术不成熟、出现故障、不稳定性或安全漏洞,可能会影响虚拟电厂的运行和能源供应的稳定性。

 

其次,市场和经济风险也不容忽视,市场价格波动、供需变化等因素可能对虚拟电厂的经济效益产生影响,政策变化和能源市场政策的不确定性也可能对其可持续性产生影响。

 

还有一个容易被忽略的是——数据隐私和安全风险。虚拟电厂需要处理大量的能源数据和用户信息,如果这些数据受到未经授权的访问、泄露或黑客攻击,可能会对用户隐私和能源安全造成威胁。

 

05丨虚拟电厂发展阶段和展望

 

虚拟电厂的发展大致可以分为三个阶段:邀约型、市场型和跨区域自主调度型阶段。

 

我国虚拟电厂目前正处于邀约型向市场型过渡的阶段。在邀约型阶段,市场参与度较低,主要由政府机构或国家机关参与进行激励与拉动,这符合我国目前的所处位置。市场型阶段则是在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后,虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的形式,分别参与这些市场获得收益。因此,可以说我国虚拟电厂还处在早期阶段,正在逐步向更加市场化的方向发展。

 

在未来,虚拟电厂有望整合先进信息通信技术(ICT)、人工智能(AI)、大数据分析和物联网(IoT)等技术实现高度集成的监控和控制、精准预测和优化算法、自动化需求响应与市场交易等。通过智能化技术的应用,虚拟电厂将更好地融入现代电力系统,推动电力行业向数字化、智能化和绿色化的转型。

 

06丨总结

 

据行业资深人士分析,目前国内虚拟电厂的资源池大部分为可调负荷,比如国网各省公司自建的虚拟电厂项目,主要以商业空调负荷的聚合调控为主。随着技术的发展,新能源发电资源及储能技术有望在虚拟电厂中扮演更丰富的角色。

 

贝盛控股作为资深的新能源产品制造及解决方案提供商,同时具备光伏和储能的研发、制造及运维服务能力。得益于对光伏与储能多年的深入理解,贝盛控股可独立提供整套光储融合解决方案,为未来虚拟电厂的构建提供重要能源及负荷资源。秉承“致力于成为全球最值得信赖的新能源合作伙伴”的企业愿景,贝盛控股持续助力新型能源系统的构建,促进能源的可持续发展。

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