什麼是虛擬電廠?
虛擬電廠(VPP)是一種軟體定義的能源管理系統,它聚合並協調一系列分散式能源(DER),包括屋頂光伏、電池儲能、電動汽車充電樁和可控工業負荷,使其作為一個可調度的單一發電和需求管理資源協同運行。與實體電廠不同,VPP沒有固定的位置;它以數位層的形式存在,通過通信網路和優化演算法連接數千個分散式資產。VPP使電網運營商能夠調度分散式資源,用於頻率調節、削峰、電壓支撐和可再生能源並網。在中國,作為智慧電網和新型電力系統發展戰略的一部分,VPP試點項目正在上海、廣東等省份開展。
關於虛擬電廠的5個關鍵問題
微電網是一種物理上局部化的能源系統,通常服務於校園、工業園區或社區,可以獨立於主電網運行。 相比之下,虛擬電廠 (VPP) 是一個地理位置分散的資源集合,僅通過數位通信連接,沒有物理邊界。 微電網優先考慮本地能源的獨立性和韌性,而虛擬電廠 (VPP) 則優先考慮電網服務和市場參與。 微電網可以作為聚合資源之一參與虛擬電廠 (VPP)。
虛擬電廠 (VPP) 可以聚合任何可控的分散式能源,包括:屋頂光伏系統; 住宅和商業儲能電池; 電動汽車充電器和車網互動 (V2G) 系統; 工業靈活負荷(暖通空調、製冷、水泵、電弧爐); 備用發電機; 小型風力渦輪機; 以及需求回應計劃。 普遍要求是,每個資源都必須能夠通過通信介面進行遠端控制和即時計量。
VPP 可以提供多種電網服務:頻率調節(通過調整發電或負荷,在幾秒鐘內響應頻率偏差); 高峰需求削減(在系統高峰時段降低用電量); 電壓支援(配電層面的無功功率管理); 可再生能源併網(將多餘的太陽能或風能發電儲存到儲能系統中); 容量市場參與(承諾在需要時提供發電或降低需求); 以及能源套利(在電價低時為儲能系統充電,在電價高時放電)。
VPP 需要一個基於雲的聚合平臺,並配備優化演算法; 每個資源網站都需要配備智慧電錶或物聯網控制器,以提供實時測量和遠端控制功能; 可靠的通信網路(寬頻互聯網、4G/5G 或專用通信通道); 以及與電網運營商系統連接的介面,用於接收調度信號和報告性能。 鑒於虛擬電廠(VPP)在控制併網資產方面發揮著重要作用,網路安全至關重要。 包括OpenADR(用於需求回應)、IEEE 2030.5(用於分散式能源通信)和IEC 61850(用於變電站集成)在內的標準提供了互操作性框架。
中國國家能源局已在多個省份發佈了虛擬電廠試點政策,2021年「新電力系統」政策框架明確支援將虛擬電廠發展作為一項重要的靈活性資源。 上海於2017年啟動了中國首個商業化虛擬電廠,隨後廣東、江蘇和浙江也相繼開展了各自的試點專案。 中國電力現貨市場的發展正在形成虛擬電廠經濟可行性所需的價格信號。 虛擬電廠市場參與、計量和結算的監管框架仍在不斷完善中。
關鍵要點
虛擬電廠代表了電力系統靈活性的軟體定義未來,它將數百萬個分散式資源聚合為協調的電網資產。隨著中國新的電力系統戰略推動分散式太陽能、儲能和電動汽車充電的大規模部署,虛擬電廠技術對於管理由此產生的複雜性至關重要。上海國際電力展(EP Shanghai)展示了實現虛擬電廠大規模部署所需的通信、控制和優化技術。