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各國紛紛“出手”發展虛擬電廠穩定電力系統,中國也在其中

作者:中國儲能網新聞中心 來源:國孚電力 發布時間:2019-10-18 瀏覽:
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中國儲能網訊:多國電力市場改革方興未艾,打破垂直一體化壟斷格局、引入更多市場主體、建立競爭的市場機制是各國電改追求的共同目標。在這個大背景下,分布式能源作為受鼓勵對象,成為市場的寵兒,取得了長足的發展。截止2010年,美國已有分布式能源站6000多座,總裝機9200多萬千瓦,發電量占比14%。

分布式發電可以實現局部的供需平衡,減少輸配損耗、提高能源利用率,具有很多優點。但同時,其規模小、分布廣、種類多的特點也給電網調度和穩定運行帶來了一定的困擾。

虛擬電廠作為解決這一問題的有效手段,順理成章地受到了各方的重視。自2001年起歐洲各國就開始開展以集成中小型分布式發電單元為主要目標的虛擬發電廠研究項目,參與的國家包括德國、英國、西班牙、法國、丹麥等。現已實施的虛擬電廠項目包括:德國卡塞爾大學太陽能供應技術研究所的試點項目、歐盟虛擬燃料電池電廠項目、歐盟FENIX項目等。

現在的情況相比以前,又有了很大的不同,能源結構調整、可再生能源消納、減排壓力成為世界范圍的新問題、大課題。分布式電源形式也從當時的熱電聯產為主向以風電、光伏為代表的可再生能源轉變。同時,儲能、可控負荷、電動汽車也以“產消者”的新角色進入了電力市場,成為不可忽視的市場主體。新形勢下的新問題,給電力系統調度和交易帶來了新挑戰,虛擬電廠必將發揮更大的作用。

日本就是即將加大投資虛擬電廠的國家之一。為解決電力供應穩定問題,日本政府及企業早已著手研究太陽能發電這一相對安全的可再生能源發電模式。現如今,為了因地制宜地解決不同地區發電量不均衡的問題,日本近期更加快了推廣“光伏+儲能”的腳步。

虛擬電廠(Virtual Power Plant,下稱“VPP”)試驗,是日本經濟產業省(下稱“經產省”)選擇的方式之一。虛擬電廠就像是一個能源收集平臺,將一定區域內的光伏電池板、蓄電池等電源系統結合起來統一管理,根據不同的電力需求供應相應的電力。雖然每個電力規模很小,但積少成多,收集起來就能夠像一個發電站一樣輸出電力。

日本政府計劃到2030年,將可再生能源比率從目前的16%,提高到22-24%,但受限于氣候等不確定因素,可再生能源發電量無法確定。如果使用火力發電進行電力調配,設備利用率會下降,投資資金也無法回收。對于大型電力公司而言,虛擬電廠的優勢是可降低對發電設備的初期投資金額,并提高日后靈活購買太陽能電力的能力。

京瓷、羅森等日本多個行業企業已紛紛“出手”投資虛擬電廠。根據日本經濟產業省相關數據,可供虛擬電廠收集的太陽能電力等電力規模,預計將在30年內增加到37.7GW,相當于37個大型火力發電站的發電量,可見作為電力調配的虛擬電廠勢必將有大發展。

儲能時代已經開啟,正像一位行業資深人士所說,日本的儲能市場并不是最近“很火”而是已經火了很多年,而全球范圍內的儲能市場,正在迎接一場爆炸式的增長。此外,日本利用虛擬電廠進行電力協調與調配的先例,也值得國內電力市場借鑒一二。

現在,中國還正在進行新一輪電改,電力市場也在緊鑼密鼓建設過程中。老問題疊加新問題,加上根深蒂固的壟斷、計劃思維模式,給中國的電改之路帶來了太多的難度和不確定性。或許,虛擬電廠將會在未來發揮重要作用,為電力系統的安全運行和電力市場的高效運營保駕護航。

通過先進的人工智能方式和遠程控制方式,建一個“虛擬電廠”,將周邊樓宇中的充電樁的充電模式由快充變成慢充;在不影響人體舒適度的情況下,調節空調溫度;在不影響樓宇安全的情況下,調節電梯的運行方式;調節樓宇中的儲能設備、三聯供機組等等,從通過虛擬電廠將閑散電能集中起來,從而緩解部分地區的用電緊張。而這些提供電能的樓宇,以出售電價的形式獲得補償。目前,現在上海有3000多棟類似的商業樓宇,如果將這些電能都集中起來,相當于上海新增了一個100千瓦的火電機組。這樣一個商業建筑虛擬電廠,能夠減少占地2000公頃,每年減少二氧化碳排放300噸,并可以減少電廠建設投資110億元。

虛擬電廠在保障城市能源安全的基礎上,打造能源價值共享新業態,構筑綠色發電新引擎,服務城市綠色低碳發展。目前,國網公司在上海市黃浦區商業建筑虛擬電廠的成果基礎上,正緊鑼密鼓開展下一階段試點研發工作。

關鍵字:虛擬電廠

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