安科瑞 鮑靜君

　　導(dǎo)讀：從能源互聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)受阻，到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)名噪一時(shí),，到虛擬電廠再次走向火爆,，能源領(lǐng)域亟需更進(jìn)一步的數(shù)智化發(fā)展。如今,，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn),，虛擬電廠有望迎來快速發(fā)展。除了國網(wǎng)和南網(wǎng)公司下屬的電力信息化公司外,，市場(chǎng)正磨刀霍霍,，共探新藍(lán)海。

　　6月1日,，據(jù)南方財(cái)經(jīng)報(bào)道,，南方電網(wǎng)深圳供電局聯(lián)合南網(wǎng)科研院，于5月19日至30日運(yùn)用5G專用切片技術(shù),，在國內(nèi)驗(yàn)證了虛擬電廠調(diào)頻技術(shù),。這標(biāo)志著，深圳虛擬電廠基本具備了實(shí)體電廠功能,，將有助于提升城市電力保障能力和新能源消納能力,，為國內(nèi)虛擬電廠建設(shè)及運(yùn)行輸出“深圳經(jīng)驗(yàn)"。

　　盡管我國虛擬電廠建設(shè)尚處于概念驗(yàn)證和試點(diǎn)階段，但由于可為電力穩(wěn)定供應(yīng)提供保駕護(hù)航的作用,，虛擬電廠指數(shù)近年以來震蕩上升,，引發(fā)市場(chǎng)廣泛關(guān)注。同時(shí),，伴隨著虛擬電廠走紅,，頻迎政策利好，能源物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在2023年的寒氣中逆勢(shì)成長(zhǎng),，贏得先機(jī),。

　　爆火的虛擬電廠，昭示新風(fēng)口

　　今年有多熱,？據(jù)上海市氣象局官微消息,，5月29日13時(shí)09分，徐家匯站氣溫達(dá)36.1℃,，打破了百年來的當(dāng)?shù)?月份氣溫的紀(jì)錄,。不僅如此，北京,、四川,、江西、湖南,、廣東,、廣西等地也頻頻發(fā)布高溫預(yù)警。

　　伴隨著居民用電急劇攀升,，疊加工業(yè)用電居高不下，盡管發(fā)電量連年增長(zhǎng),，但我國電力緊張情況仍然持續(xù)加劇,。今年4月份，我國總發(fā)電量6583.5億千瓦時(shí),，同比增長(zhǎng)8.18%,。然而，據(jù)國家能源局預(yù)估,，2023年全國至大的電力負(fù)荷將比去年有較大增長(zhǎng),，我國電力供應(yīng)將呈現(xiàn)緊平衡狀態(tài)，全國至高用電負(fù)荷可能比2022年增加近1億千瓦,，電力保供仍是重要主題,。

　　在電力資源持續(xù)緊張的當(dāng)下，數(shù)智化手段能否為電力系統(tǒng)提供全新助力,？答案當(dāng)然是肯定的,，虛擬電廠就在這一背景下乘勢(shì)而起。通俗來說，虛擬電廠就是虛擬化的發(fā)電廠,，它并不具備實(shí)體發(fā)電廠(如火力發(fā)電廠)本身 ,，而是一種管理模式或者說是一套系統(tǒng)，其核心思想就是把各類分散可調(diào)電源和負(fù)荷匯聚起來,，通過數(shù)字化的手段形成一個(gè)虛擬的“電廠"來做統(tǒng)一的管理和調(diào)度,，同時(shí)作為主體參與電力市場(chǎng)。

　　虛擬電廠之所以引起關(guān)注,，在于其可為電力穩(wěn)定供應(yīng)提供保駕護(hù)航的作用,。隨著具有間歇性特點(diǎn)的新能源在電力系統(tǒng)中占比提升，電力負(fù)荷彈性面臨挑戰(zhàn),，而虛擬電廠具有聚集資源,、調(diào)節(jié)流向及提高效率等功能，有助提升風(fēng)光大規(guī)模接入時(shí)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性,。例如,，在用電高峰時(shí)，虛擬電廠可實(shí)現(xiàn)大批商場(chǎng)負(fù)荷與電網(wǎng)的互動(dòng),，通過將商場(chǎng)室內(nèi)溫度提升1至2攝氏度,，在顧客幾乎無覺察的情況下，大幅降低商場(chǎng)空調(diào)負(fù)荷,，緩解電網(wǎng)用電壓力,。

　　此外，虛擬電廠能夠以更低的成本參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié),。根據(jù)國家電網(wǎng)的測(cè)算,，通過火電廠實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億元,，而通過虛擬電廠僅需投資500億元-600億元,，虛擬電廠的成本僅為火電廠的1/8-1/7。

　　在種種優(yōu)勢(shì)背景下,，虛擬電廠概念股持續(xù)攀升,。事實(shí)上，虛擬電廠早已不是新鮮事物,?！笆濉皶r(shí)期，我國就已經(jīng)開展了虛擬電廠試點(diǎn)工作,，部署多個(gè)虛擬電廠項(xiàng)目,，取得了大量經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。2022年6月山西省能源局發(fā)布的《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營管理實(shí)施方案》,，明確虛擬電廠的類型,、入市流程,、技術(shù)規(guī)范等要求，成為首份省級(jí)虛擬電廠實(shí)施方案,。目前,，山西正推動(dòng)兩批合計(jì)10個(gè)虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目，累計(jì)可調(diào)節(jié)容量達(dá)400兆瓦,。

　　去年8月,，深圳虛擬電廠管理中心成立，這是國內(nèi)的虛擬電廠管理中心,，標(biāo)志著深圳虛擬電廠邁入快速發(fā)展新階段,。虛擬電廠的走紅對(duì)于能源電力行業(yè)而言并非意外。新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者了解到,，隨著風(fēng)光大規(guī)模接入,，虛擬電廠可提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性，且成本較火電調(diào)峰更低,。除此之外,，上海虛擬電廠參與的負(fù)荷類型多；山東虛擬電廠既可參與輔助服務(wù),，也可參與日前現(xiàn)貨交易,；廣東開啟需求響應(yīng)市場(chǎng)化交易……

　　近日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)更是發(fā)布消息稱,，《虛擬電廠管理規(guī)范》《虛擬電廠資源配置與評(píng)估技術(shù)規(guī)范》兩項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)獲批立項(xiàng),，這意味著我國虛擬電廠建設(shè)將有國家統(tǒng)一管理規(guī)范。

　　盡管虛擬電廠熱度躥升,，但我國虛擬電廠建設(shè)尚處于概念驗(yàn)證和試點(diǎn)階段,。目前我國的虛擬電廠以邀約型為主，通過政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號(hào),，然后由負(fù)荷聚合商和虛擬電廠組織資源進(jìn)行削峰填谷等需求響應(yīng),，從電網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼中獲取收益。這意味著,，虛擬電廠市場(chǎng)規(guī)模仍然十分有限。在其背后,，新型電力系統(tǒng)所承載的能源物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口才是更為廣闊的市場(chǎng)目標(biāo),。

　　虛擬電廠，能否支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)重新起飛,？

　　自2016年2月以來,我國開始逐步推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),并先后在全國開展試點(diǎn),建設(shè)效果未能滿足預(yù)期,。缺乏配套的商業(yè)模式使得各方資本在實(shí)際投資過程中缺乏積極性。

　　2018年3月,，由國網(wǎng)冀北電力制定的IEC標(biāo)準(zhǔn)虛擬電廠《用例》提案獲批正式立項(xiàng),，這是國家電網(wǎng)在虛擬電廠國際標(biāo)準(zhǔn)編制領(lǐng)域的里程碑突破,。國網(wǎng)冀北電力將通過制定虛擬電廠國際標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)相關(guān)科研和技術(shù)的發(fā)展,，探索在促進(jìn)清潔消納等技術(shù)領(lǐng)域的冀北方案,。

　　2019年1月,國家電網(wǎng)公司進(jìn)一步提出“三型兩網(wǎng)"發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),旨在建立智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有機(jī)聯(lián)合的國際能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景強(qiáng)調(diào)建設(shè)各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,、狀態(tài)感知,、信息處理的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng),發(fā)揮電網(wǎng)在能源匯集、傳輸,、轉(zhuǎn)換中的樞紐作用,促進(jìn)清潔低碳發(fā)展,促進(jìn)供需對(duì)接,提高系統(tǒng)靈活性,。

　　虛擬電廠的核心在于聚合與通信。分布式電源,、分布式儲(chǔ)能,、可控負(fù)荷、充電樁等不同類型的分布式資源就像是“沙",，通過虛擬電廠技術(shù),，這些“沙"被聚攏利用、整合協(xié)同,，形成巨大的“寶藏",。

　　一般而言，虛擬電廠為新型電力系統(tǒng)提供平衡服務(wù),，而非簡(jiǎn)單的電能量,，其本質(zhì)是一種市場(chǎng)化管理模式，可通過價(jià)格進(jìn)行電力供需風(fēng)險(xiǎn)管理,。虛擬電廠作為一種利用市場(chǎng)激勵(lì)規(guī)則,通過優(yōu)化,、協(xié)調(diào)和控制等手段,聚合分布式能源參與電力市場(chǎng)與電力系統(tǒng)運(yùn)行的運(yùn)營模式,將是促進(jìn)分布式能源與大電網(wǎng)友好協(xié)調(diào)優(yōu)化,促進(jìn)電力系統(tǒng)清潔化的有效途徑之一。

　　以上內(nèi)容節(jié)選自微信公眾號(hào)：數(shù)智銳角《深圳經(jīng)驗(yàn),，趟出了一條電力物聯(lián)網(wǎng)大道》,，作者不二。

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng),、能源互聯(lián)網(wǎng)與虛擬電廠

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)為能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建提供了有力支撐,也為虛擬電廠建設(shè)與實(shí)施提供了技術(shù)驅(qū)動(dòng)力,。某種程度上來講，虛擬電廠是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的具體形式和基本單元,。國家電網(wǎng)2019年發(fā)布《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)2020年重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)大綱》到現(xiàn)在,，雖然泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)展一度放緩，但是一直在為企業(yè)的產(chǎn)品生態(tài)指導(dǎo)方向?，F(xiàn)在隨著虛擬電廠的興起,，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要性也再度顯現(xiàn)。

　　安科瑞電氣多年來一直深耕企業(yè)微電網(wǎng)能效管理,，根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求,，在企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充"各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入,，從AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)從1.0逐漸迭代到3.0，實(shí)現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)的需求管理和負(fù)荷管理,，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)技術(shù),，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)電網(wǎng)電力監(jiān)控,、能耗統(tǒng)計(jì),、負(fù)荷預(yù)測(cè),、照明控制,、主要負(fù)荷監(jiān)控、充電樁運(yùn)營管理,、光伏發(fā)電監(jiān)控,、儲(chǔ)能管理、需求響應(yīng)等功能,，提高企業(yè)配電和用電智能化,，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)用電可靠、安全,、節(jié)約,、有序用電,，AcrelEMS可以作為虛擬電廠的子系統(tǒng),，促進(jìn)虛擬電廠的快速發(fā)展。

圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)

　　AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)

　?、佟?strong>配電監(jiān)控

　　AcrelEMS對(duì)企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器,、直流屏,、母排,、無功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù),、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,，監(jiān)測(cè)企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,，對(duì)故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息,，提高企業(yè)供電可靠性。

圖2 配電監(jiān)控

　?、凇?strong>光伏發(fā)電監(jiān)控

　　監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況,，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析,、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制,。

圖3 光伏發(fā)電監(jiān)控

　　③　儲(chǔ)能管理

　　監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)（EMS）,、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行模式,、控制策略,，監(jiān)測(cè)電池電流,、溫度,、SOC/SOH，檢測(cè)直流系統(tǒng)絕緣狀況，并根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷,，降低企業(yè)用電成本,。

圖4 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控

　?、堋?strong>功率預(yù)測(cè)

　　系統(tǒng)基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù),，結(jié)合天氣因素,、企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃等,，預(yù)測(cè)企業(yè)下個(gè)周期的功率需求和光伏發(fā)電功率曲線,，為企業(yè)提前安排能源計(jì)劃、申報(bào)需求響應(yīng)提供數(shù)據(jù)支持。

圖5 發(fā)電功率預(yù)測(cè)

　　⑤　能耗分析

　　采集企業(yè)電,、水,、燃?xì)獾饶茉聪模M(jìn)行分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì),，計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì),，對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷，計(jì)算企業(yè)碳排放,，為企業(yè)制定碳達(dá)峰,、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖6 能耗分析功能

　?、蕖?strong>照明控制

　　智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制,、光照感應(yīng)控制、場(chǎng)景控制,、調(diào)光控制等,，并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器,，實(shí)現(xiàn)人來燈亮,、人走燈滅，并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制,，為企業(yè)節(jié)約照明能耗,。

圖7 照明控制功能

　　⑦　充電樁管理

　　監(jiān)測(cè)企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài),，提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和需求側(cè)管理平臺(tái)指令調(diào)節(jié)充電樁功率，有序用電,，并響應(yīng)上級(jí)平臺(tái)的功率需求,。

圖8 充電樁管理

　　⑧　需求響應(yīng)

　　根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù),，再結(jié)合上級(jí)平臺(tái)的調(diào)度指令,，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng)，平臺(tái)可通過給儲(chǔ)能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,，調(diào)整充發(fā)電時(shí)間,。平臺(tái)在需求響應(yīng)時(shí)間段調(diào)整可控負(fù)荷功率，停止給可中斷負(fù)荷供電,，并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略,，實(shí)現(xiàn)一鍵響應(yīng)。

　　企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)硬件設(shè)備

　　安科瑞具備能源互聯(lián)網(wǎng)“云-邊-端"的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng),，終端設(shè)備包括智能網(wǎng)關(guān),、高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、電能質(zhì)量治理,、分項(xiàng)計(jì)量,、照明控制、新能源充電樁,、電氣消防類解決方案等,，可以為企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)提供一站式服務(wù)能力。

　　結(jié)束語

　　從能源互聯(lián)網(wǎng)概念提出,，到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)興盛一時(shí),，再到虛擬電廠走向火爆，能源領(lǐng)域亟需更進(jìn)一步的數(shù)智化發(fā)展,。如今，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn),，虛擬電廠有望迎來快速發(fā)展,，隨之企業(yè)側(cè)的能源數(shù)字化也將迎來新一輪的高潮。