90億元 vs 2億元：“虛擬電廠”經(jīng)濟(jì)性顯著

2017-10-24 14:57:51 分析師　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

90億元vs2億元：虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)性以高用電量與電力技術(shù)創(chuàng)新著稱的江蘇省，率先在全國(guó)試點(diǎn)居民虛擬電廠，以期緩解居民用電壓力。CCTV《朝聞天下》（2017 7 19）做了報(bào)道。該報(bào)道提到：現(xiàn)在建設(shè)一座1GW（1百萬(wàn)千瓦

虛擬發(fā)電廠和傳統(tǒng)的發(fā)電廠有什么異同？

“虛擬發(fā)電廠”，顧名思義，借鑒了傳統(tǒng)發(fā)電廠中的外特性的概念，比如說(shuō)輸出的可控性，內(nèi)部的各個(gè)分布式單元具體的輸出是由內(nèi)部控制策略決定的。但是，對(duì)于虛擬發(fā)電廠的整體，我們應(yīng)該保證其外部輸出具有可控的特性。另外，它還具備爬坡速率、旋轉(zhuǎn)備用以及發(fā)電廠的外部特征，事實(shí)上只有具備了這樣特性的發(fā)電廠，未來(lái)才有可能參與到電力市場(chǎng)中，才能做商業(yè)運(yùn)行。

虛擬發(fā)電廠與傳統(tǒng)發(fā)電廠的重要不同之處在于，傳統(tǒng)發(fā)電廠具有穩(wěn)定屬性，而虛擬發(fā)電廠很靈活、可擴(kuò)充。傳統(tǒng)發(fā)電廠擁有幾臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)容量固定；但是虛擬發(fā)電廠只要分布式電源或者負(fù)荷參與者越來(lái)越多，其容量便可以擴(kuò)展，并且速度可以進(jìn)行比較靈活的調(diào)節(jié)。大家知道，分布式電源通過(guò)電力電子設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)速率相比傳統(tǒng)火力機(jī)組還是很快的，這對(duì)虛擬發(fā)電廠的控制提出了更高的要求。同時(shí)，這也是虛擬發(fā)電廠優(yōu)于傳統(tǒng)發(fā)電廠的地方，具有靈活的可調(diào)節(jié)速率，在電力市場(chǎng)的輔助服務(wù)中能夠發(fā)揮更大的作用。

接下來(lái)，我們看一下虛擬發(fā)電廠和微電網(wǎng)這兩個(gè)概念，它們確實(shí)很相似，首先都是由不同的分布式電源和負(fù)荷以及儲(chǔ)能裝置組成的，組成單元基本上都是接入配電網(wǎng)運(yùn)行。最主要的區(qū)別在于，虛擬發(fā)電廠下面的組成單元地理位置是可以分散的；而微電網(wǎng)地理位置比較集中，通過(guò)PCC連接點(diǎn)連接在配電網(wǎng)中。微電網(wǎng)可以有孤島運(yùn)行和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行兩種狀態(tài)；但是虛擬發(fā)電廠一般來(lái)講就只有聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，不能孤島運(yùn)行。而且，虛擬發(fā)電廠有多個(gè)不同的接入點(diǎn)，除了技術(shù)上的控制，更重要的是要考慮商業(yè)運(yùn)行模式。

經(jīng)常聽(tīng)到另外一個(gè)說(shuō)法，叫“能效電廠”，大家也經(jīng)常跟我討論。能效電廠主要是由負(fù)荷組成的，其最后獲得的是能效。也就是說(shuō)，我們通過(guò)需求側(cè)管理，使得負(fù)荷側(cè)節(jié)約了用電量。“能效電廠”一般來(lái)講，是不發(fā)出電力的，通過(guò)節(jié)約用電量獲得能效。這樣的話，“虛擬發(fā)電廠”的概念可以包含“能效電廠”，但更寬泛，可以具有發(fā)電能力。

還有一個(gè)概念，“虛擬同步機(jī)”，這是國(guó)網(wǎng)公司很重視的科研項(xiàng)目，它借鑒了“同步發(fā)電機(jī)”的名稱。我們都知道，同步發(fā)電機(jī)遵循機(jī)械方程和電磁方程規(guī)律，在運(yùn)行時(shí)具有一定的慣性，這種慣性有利于保持電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。比如說(shuō)，負(fù)荷在一定范圍內(nèi)波動(dòng)的時(shí)候，電力系統(tǒng)不會(huì)立刻發(fā)生較大擾動(dòng)，就是因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)具有慣性。而虛擬同步機(jī)通過(guò)控制新能源并網(wǎng)逆變器，使得逆變器在機(jī)理和外特性上具有和傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)類(lèi)似的功能，尤其是慣性。目前隨著新能源并網(wǎng)比例越來(lái)越高，電力電子化電力系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢(shì)，專家們最擔(dān)心的就是同步發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)中的慣性作用越來(lái)越少了。因?yàn)樾履茉椿蛘叻植际诫娫础?chǔ)能裝置都是由電力電子器件接入的，對(duì)于虛擬同步機(jī)的研究側(cè)重于研究如何控制電力電子器件保持電源的慣性這一方面，是動(dòng)態(tài)時(shí)間尺度；而虛擬發(fā)電廠研究的主要是穩(wěn)態(tài)時(shí)間尺度，其內(nèi)部的運(yùn)行控制和商業(yè)運(yùn)行模式。

說(shuō)完概念，下面介紹一下國(guó)外虛擬發(fā)電廠的典型應(yīng)用案例。

虛擬發(fā)電廠示范工程大部分在歐洲。與儲(chǔ)能密切相關(guān)的比較典型的一個(gè)案例，是丹麥的EVPP項(xiàng)目，其中包含了大量的電動(dòng)汽車(chē)接入。收集電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)EVPP聚合到電力市場(chǎng)中的零售商，然后通過(guò)零售商參與到電力市場(chǎng)之中。VPP全稱是virtual power plant，即虛擬發(fā)電廠。

歐盟的WEB2ENERGYVPP項(xiàng)目嘗試通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入用戶和電源，這些用戶包括終端的居民用戶。用戶和電源通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入到虛擬發(fā)電廠的控制中心，經(jīng)過(guò)CIM-61850轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電力公共信息模型規(guī)約。這個(gè)項(xiàng)目的意義在于，嘗試了電力通信規(guī)約IEC61850在廣域網(wǎng)中的傳輸。

接著來(lái)看歐盟的FENIXVPP項(xiàng)目，它把技術(shù)型的VPP和商業(yè)運(yùn)行的VPP做了一個(gè)結(jié)合，把傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組和熱電聯(lián)供的風(fēng)電機(jī)組結(jié)合在虛擬發(fā)電廠當(dāng)中，通過(guò)技術(shù)手段的協(xié)調(diào)、控制，通過(guò)交易軟件參與到電力市場(chǎng)之中。

荷蘭的電力匹配器體系結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)代理的概念，也就是虛擬發(fā)電廠可以承擔(dān)集中代理、拍賣(mài)代理等不同的代理功能，在市場(chǎng)中獲得盈利。

德國(guó)的VPP項(xiàng)目包含的分布式電源類(lèi)型比較多，而且通過(guò)400V接入，風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)20kV接入，嘗試了在不同電壓等級(jí)下集成虛擬發(fā)電廠。

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