安科(kē)瑞 劉(liú)邁

　　摘(zhāi)要
：隨著(zhuó)全球(qiú)能(néng)源(yuán)結構向低(dī)碳化，智能化轉型，分布(bù)式光伏發(fā)電(diàn)的大(dà)規模並(bìng)網給電力(lì)係(xì)統帶來(lái)了新(xīn)的挑戰與(yǔ)機遇。本(běn)文深入(rù)探(tàn)討(tǎo)了虛擬儲(chǔ)能係統(tǒng)（Virtual Energy Storage System，VESS）與分布(bù)式光(guāng)伏(fú)儲(chǔ)能(néng)的協(xié)同優化策略，分(fēn)析(xī)了(liǎo)其(qí)在提升新能源(yuán)消(xiāo)納(nà)率，降低(dī)電網(wǎng)運(yùn)行成本，增(zēng)強(qiáng)係統(tǒng)靈(líng)活(huó)性等方麵的關(guān)鍵作用(yòng)。通過理論模型(xíng)構建，技(jì)術方(fāng)案比較(jiào)和實(shí)際案(àn)例分析(xī)，本(běn)文係統(tǒng)闡(chǎn)述了虛擬(nǐ)儲(chǔ)能(néng)與物(wù)理儲(chǔ)能(néng)的(dí)互補(bǔ)機(jī)製，並提(tí)出了麵向不(bù)同應(yīng)用場景的協同(tóng)優(yōu)化(huà)方法。研究(jiū)結果表明，虛擬儲(chǔ)能與(yǔ)分布(bù)式光伏(fú)儲能的協同(tóng)運行(háng)能(néng)夠(gòu)顯著(zhù)提高能源(yuán)利用效(xiào)率，降(jiàng)低碳(tàn)排放(fàng)，為(wéi)構(gòu)建(jiàn)新(xīn)型電(diàn)力(lì)係統提供重(zhòng)要(yào)技術(shù)支撐。

　　關鍵詞
：虛(xū)擬儲能(néng)係統；分布式光伏；儲能協(xié)同優(yōu)化(huà)；微電網；虛擬電(diàn)廠

　　引(yǐn)言(yán)
：能源(yuán)轉(zhuǎn)型的新機遇

　　在(zài)“雙(shuāng)碳"目標的推(tuī)動下(xià)，可再(zài)生(shēng)能源的快(kuài)速發展為能源係統(tǒng)帶(dài)來了(liǎo)新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。分布式(shì)光伏的(dí)普及使(shǐ)得(dé)電力(lì)供應(yīng)更加清潔(jié)，但其波(bō)動性和(hé)間歇性也給電(diàn)網穩定運行帶來了壓力。如何利用(yòng)分(fēn)布(bù)式(shì)光(guāng)伏與(yǔ)儲能係統，實現(xiàn)能源的(dí)靈(líng)活調(tiáo)度與(yǔ)優(yōu)化管理
？虛擬(nǐ)儲能係統（Virtual Energy Storage System, VESS）與分布式光(guāng)伏儲(chǔ)能的(dí)協同(tóng)優化(huà)，正成(chéng)為行(háng)業(yè)關(guān)注(zhù)的(dí)焦(jiāo)點。

　　1.什麼是(shì)虛(xū)擬(nǐ)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)
？

　　虛擬(nǐ)儲能(néng)係(xì)統(tǒng)（VESS）是一(yī)種通(tōng)過智能算法和需求側管(guǎn)理(lǐ)技術(shù)，將(jiāng)分散的(dí)，可(kě)調(tiáo)節(jié)的電力(lì)負(fù)荷(hé)（如(rú)空調(tiáo)，電動(dòng)汽(qì)車(chē)，工業設備(bèi)等(děng)）聚(jù)合起來，模擬(nǐ)傳(chuán)統儲(chǔ)能(néng)電池的(dí)充放電行為，從而(ér)提供靈(líng)活(huó)的(dí)電力(lì)調(tiáo)節能(néng)力(lì)。相(xiāng)較(jiào)於物理儲(chǔ)能，VESS具有投(tóu)資成本(běn)低，響應速度(dù)快，資(zī)源(yuán)利用率高等優勢(shì)。

　　2.分(fēn)布式光伏(fú)+儲(chǔ)能的挑(tiāo)戰(zhàn)與機遇

　　分(fēn)布式光伏發電受天(tiān)氣影響較大，容易(yì)出現供(gōng)需不匹配的情(qíng)況。傳(chuán)統解決方(fāng)案是(shì)搭(dā)配物理(lǐ)儲(chǔ)能（如鋰電池(chí)），但高(gāo)昂的(dí)初(chū)始投資和(hé)有(yǒu)限的(dí)壽(shòu)命製(zhì)約了其大規(guī)模應用。而虛擬儲能係統的引入，可以與(yǔ)物(wù)理儲能(néng)形成互(hù)補(bǔ)，通(tōng)過(guò)需(xū)求側響(xiǎng)應，負(fù)荷轉(zhuǎn)移(yí)等(děng)方式，提升係(xì)統的經濟性(xìng)和穩(wěn)定(dìng)性。

　　協(xié)同(tóng)優(yōu)化的(dí)核(hé)心(xīn)價值

　　提(tí)高光(guāng)伏消(xiāo)納率(shuài)
：通過VESS的動態調(tiáo)節，減(jiǎn)少棄(qì)光(guāng)現(xiàn)象，利用可再生(shēng)能源。

　　降(jiàng)低儲(chǔ)能(néng)投(tóu)資成(chéng)本
：減(jiǎn)少(shǎo)對物理儲(chǔ)能(néng)的依賴，優化資(zī)源(yuán)配(pèi)置(zhì)，提高整體經(jīng)濟性(xìng)。

　　增強(qiáng)電網(wǎng)靈(líng)活性
：快(kuài)速響(xiǎng)應(yīng)電網需求(qiú)，參與(yǔ)調峰(fēng)填(tián)穀(gǔ)，頻率(shuài)調節(jié)等(děng)輔(fǔ)助(zhù)服(fú)務。

　　提(tí)升用戶收(shōu)益
：通過峰(fēng)穀(gǔ)電(diàn)價套利，需(xū)求(qiú)響應補貼(tiē)等方式(shì)，降(jiàng)低用(yòng)電成本。

　　3.應用場景與(yǔ)案例

　　3.1工(gōng)業(yè)園區能源管(guǎn)理(lǐ)

　　在(zài)工業園區，分(fēn)布式光伏(fú)+儲能(néng)+VESS的協(xié)同模式(shì)可以優化生產用電(diàn)，降(jiàng)低(dī)峰(fēng)值負(fù)荷，減少(shǎo)電費(fèi)支出。例如，某工業(yè)園(yuán)區(qū)通過(guò)虛擬(nǐ)儲(chǔ)能(néng)調(tiáo)度空調，水泵(bèng)等柔性(xìng)負荷(hé)，年(nián)節省電費(fèi)超(chāo)20%。

　　3.2微電網與(yǔ)智(zhì)能社區(qū)

　　在微電網中，虛擬(nǐ)儲能(néng)可(kě)以(yǐ)與戶(hù)用(yòng)光(guāng)伏(fú)，家用儲(chǔ)能(néng)電池(chí)協同運(yùn)行(háng)，實現社區內(nèi)能源的自(zì)給自足(zú)和(hé)優化(huà)交易(yì)。

　　3.3電力市(shì)場(cháng)輔助服(fú)務

　　VESS可以聚(jù)合大量分(fēn)布(bù)式(shì)資源，參與電力市場(cháng)的(dí)調頻(pín)，備用等(děng)服務，為運營商(shāng)創造(zào)額外(wài)收益。

　　4.安(ān)科(kē)瑞虛擬儲能係統(tǒng)與分布式光(guāng)伏儲能協同(tóng)優(yōu)化解決方(fāng)案(àn)

　　4.1安科(kē)瑞智慧能(néng)源管理(lǐ)平台(tái)

　　AcrelEMS 智(zhì)慧能源(yuán)管理(lǐ)平(píng)台是針對企(qǐ)業(yè)微電網的能(néng)效(xiào)管理平(píng)台(tái)，對(duì)企業微電網分(fēn)布(bù)式電源(yuán)，市政(zhèng)電源(yuán)，儲(chǔ)能係(xì)統，充(chōng)電設(shè)施(shī)以(yǐ)及各(gè)類交(jiāo)直(zhí)流負荷的(dí)運(yùn)行(háng)狀態實時監視，智(zhì)能(néng)預(yù)測，動(dòng)態調(tiáo)配(pèi)，優化(huà)策(cè)略，診斷告警，可調度(dù)源(yuán)荷有序(xù)互(hù)動(dòng)，能源全景分析(xī)，滿(mǎn)足(zú)企(qǐ)業微(wēi)電網能效管理數(shù)字化(huà)，安(ān)全(quán)分析(xī)智能化(huà)，調整控(kòng)製(zhì)動(dòng)態化，全(quán)景分析(xī)可視化(huà)的需求，完(wán)成不同策(cè)略下光儲(chǔ)充資(zī)源之(zhī)間(jiān)的(dí)靈活(huó)互(hù)動與(yǔ)經濟運行(háng)，為用戶降(jiàng)低(dī)能源成本，提高微電(diàn)網(wǎng)運(yùn)行效(xiào)率。AcrelEMS 智慧能源管理(lǐ)平台可(kě)以(yǐ)接(jiē)受虛擬(nǐ)電廠(chǎng)的調(tiáo)度指令和需(xū)求(qiú)響應，是(shì)虛擬(nǐ)電(diàn)廠平(píng)台(tái)的企業級(jí)子(zǐ)係統。

圖1 AcrelEMS 智(zhì)慧能源管(guǎn)理(lǐ)平(píng)台主(zhǔ)界(jiè)麵(miàn)

　　4.2平(píng)台結構(gòu)

　　係(xì)統覆蓋(gài)企(qǐ)業微電(diàn)網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充"各(gè)環節，通過智能網(wǎng)關(guān)采(cǎi)集(jí)測(cè)控(kòng)裝置(zhì)，光(guāng)伏，儲能，充(chōng)電樁，常(cháng)規(guī)負荷數據，根(gēn)據(jù)負荷變化和(hé)電網(wǎng)調度進行優(yōu)化控(kòng)製，促進新能(néng)源消納(nà)的同時降低(dī)對電網的(dí)至大需量(liáng)，使(shǐ)之運(yùn)行(háng)安全。

圖2 AcrelEMS 智慧能(néng)源管(guǎn)理平(píng)台結(jié)構

　　4.3平(píng)台功(gōng)能(néng)

　　4.3.1.能源數字化(huà)展示(shì)

　　通過展(zhǎn)示大屏實時(shí)顯示(shì)市電(diàn)，光伏，風(fēng)電(diàn)，儲(chǔ)能，充(chōng)電樁(zhuāng)以及其它負荷(hé)數據(jù)，快速了解能(néng)源運(yùn)行(háng)情況(kuàng)。

4.3.2協調控製(zhì)策(cè)略

　　通過(guò)優(yōu)化控(kòng)製儲能(néng)和可控負(fù)載提升實現(xiàn)新(xīn)能(néng)源消納(nà)，需(xū)量控製(zhì)，峰(fēng)穀套(tào)利；平(píng)滑(huá)係統出力，並顯示優(yōu)化前和(hé)優化後能源(yuán)曲綫(xiàn)對比等。

4.3.3.智能預測

　　結合氣象數據，歷(lì)史(shǐ)數據(jù)對光(guāng)伏(fú)，風力發電功率(shuài)和負(fù)荷功(gōng)率進行預測，並與實際功(gōng)率進行對比(bǐ)分(fēn)析(xī)，通過(guò)儲能係統(tǒng)和(hé)負荷控(kòng)製(zhì)實(shí)現優(yōu)化調度，降低需量(liáng)和(hé)用電(diàn)成(chéng)本。

4.3.4.能耗分析(xī)

　　采(cǎi)集(jí)企業電，水(shuǐ)，天然氣，冷(lěng)/熱(rè)量(liáng)等(děng)各(gè)種能源(yuán)介質消耗量(liáng)，進(jìn)行同環比比較(jiào)，顯(xiǎn)示能源流(liú)向，能耗(hào)對(duì)標，並折算標(biāo)煤(méi)或(huò)碳(tàn)排放等(děng)。

4.3.5.有序(xù)充電(diàn)

　　係統支(zhī)持(chí)接入交直流(liú)充電樁(zhuāng)，並(bìng)根據企業(yè)負荷和(hé)變壓器容量，並(bìng)和變(biàn)壓器(qì)負荷率進行聯動(dòng)控(kòng)製，引導(dǎo)用戶(hù)有(yǒu)序充電，保(bǎo)障企(qǐ)業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行安全。

4.3.6.運維巡(xún)檢(jiǎn)

　　係(xì)統支(zhī)持任務管理(lǐ)，巡檢(jiǎn)/缺(quē)陷/消(xiāo)警/搶修(xiū)記(jì)錄以(yǐ)及通知(zhī)工單管理(lǐ)，並通過北鬥(dǒu)定位跟蹤運維人(rén)員(yuán)軌(guǐ)跡，實(shí)現運(yùn)維(wéi)流程閉環管理。

4.4設備(bèi)選型(xíng)

　　除了智慧能(néng)源管(guǎn)理(lǐ)平(píng)台外，還具備(bèi)現(xiàn)場傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，智能網關等設備(bèi)，組(zǔ)成了(liǎo)完整的“雲(yún)-邊-端"能(néng)源(yuán)數(shù)字化(huà)體(tǐ)係，具體包(bāo)括高(gāo)低壓(yā)配(pèi)電綜(zōng)合(hé)保(bǎo)護和(hé)監測(cè)產品(pǐn)，電能質量在綫(xiàn)監測(cè)裝(zhuāng)置，電(diàn)能質量治(zhì)理，照明控(kòng)製，充(chōng)電樁(zhuāng)，電(diàn)氣消防類解(jiě)決方(fāng)案(àn)等(děng)，可以為(wéi)虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)企(qǐ)業(yè)級的能源管理(lǐ)係統提(tí)供一站式(shì)服(fú)務能力(lì)。

　　5.結語

　　虛擬儲(chǔ)能係(xì)統與分布(bù)式光伏儲能(néng)的協(xié)同(tóng)優化，不僅能(néng)夠提(tí)升能(néng)源利用效(xiào)率，還(huán)能降低(dī)碳排放(fàng)，推動綠色能(néng)源的(dí)高質(zhì)量發展。對(duì)於企業(yè)，園(yuán)區(qū)，電(diàn)網運(yùn)營(yíng)商而言，這(zhè)是一(yī)次(cì)降本(běn)增效(xiào)的機會(huì)；對於(yú)社會而(ér)言(yán)，這是邁(mài)向(xiàng)可持續未(wèi)來的重要(yào)一步(bù)。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[3] 安(ān)科瑞企業(yè)微電網設(shè)計與應(yīng)用(yòng)手冊(cè).2022.05版