簡介：從能源互聯(lián)網(wǎng)的阻礙，到電力物聯(lián)網(wǎng)的普遍聲譽，到虛擬電廠的再次普及，能源領域迫切需要進一步的數(shù)字智能發(fā)展。如今，隨著新電力系統(tǒng)建設的推進，虛擬電廠預計將迎來快速發(fā)展。除了國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)公司的電力信息公司外，市場正在努力探索新的藍海。

6月1日，據(jù)南方財經(jīng)報道，南方電網(wǎng)深圳供電局和南方電網(wǎng)研究所于5月19日至30日初次使用5G專用切片技術驗證了中國虛擬電廠的頻率調整技術。這標志著深圳虛擬電廠基本具有實體電廠的功能，將有助于提城市電力保障能力和新能源消費能力，為國內虛擬電廠的建設和運營輸出“深圳體驗”。

雖然我國虛擬電廠建設仍處于概念驗證和試點階段，但虛擬電廠指數(shù)近年來波動上升，引起了市場的廣泛關注，因為它可以護送穩(wěn)定的電力供應。同時，隨著虛擬電廠的普及和良好的政策，能源物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在2023年的寒冷中逆勢成長，贏得了機遇。

爆火的虛擬電廠，昭示新風口

今年有多熱？據(jù)上海市氣象局微博報道，5月29日13時09分，徐家匯站氣溫達到36.1℃，打破了5月份當?shù)貧鉁剞┘o錄。不僅如此，北京、四川、江西、湖南、廣東、廣西等地也頻頻發(fā)布溫預警。

隨著居民用電量的急劇上升，疊加工業(yè)用電量居不下。雖然發(fā)電量逐年增加，但中國的電力緊張局勢仍在加劇。今年4月，我國總發(fā)電量為6583.5億千瓦時，同比增長8.18%。然而，根據(jù)國家能源管理局的預測，2023年中國蕞大的電力負荷將比去年大幅增加，中國的電力供應將呈現(xiàn)緊密平衡，中國蕞大的電力負荷可能比2022年增加近1億千瓦，電力供應仍然是一個重要的主題。

隨著電力資源的不斷緊張，數(shù)智化手段能否為電力系統(tǒng)提供新的幫助？當然，答案是肯定的。在這種背景下，虛擬電廠乘勢而上。一般來說，虛擬發(fā)電廠是虛擬發(fā)電廠，它沒有實體發(fā)電廠（如火力發(fā)電廠）本身 ，它是一種管理模式或系統(tǒng)，其核心理念是匯集各種分散的可調電源和負荷，通過數(shù)字手段形成虛擬的“電廠”進行統(tǒng)一的管理和調度，并作為參與電力市場的主體。

虛擬電廠之所以引起人們的關注，是因為它可以護送穩(wěn)定的電力供應。隨著新能源在電力系統(tǒng)中間歇性特性的增加，電力負荷彈性面臨挑戰(zhàn)，虛擬電廠具有收集資源、調整流量、提*效率的功能，有助于提風景大規(guī)模接入時電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安荃性。例如，在用電峰期，虛擬電廠可以實現(xiàn)大量購物中*心負荷與電網(wǎng)的互動。通過將購物中*心的室內溫度提1-2攝氏度，可以大大降低購物中*心的空調負荷，緩解客戶幾乎沒有意識到的電網(wǎng)電壓。

此外，虛擬電廠可以以更低的成本參與電力系統(tǒng)的調整。根據(jù)國家電網(wǎng)的計算，通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)的峰值填充，需要投資4000億元才能滿足5%的峰值負荷，而通過虛擬電廠只需投資500億-600億元，而虛擬電廠的成本只有火電廠的1/8-1/7。

虛擬電廠概念股在各種優(yōu)勢背景下持續(xù)攀升。事實上，虛擬電廠并不是什么新鮮事。“十三五”期間，我國開展了虛擬電廠試點工作，部署了多個虛擬電廠項目，取得了豐富的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。2022年6月，山西省能源局發(fā)布了《虛擬電廠建設運營管理實施方案》，明確了虛擬電廠的類型、市場流程和技術規(guī)范，成為shou個省級虛擬電廠實施方案。目前，山西正在推進兩批10個虛擬電廠試點項目，累計可調容量達400兆瓦。

去年8月，深圳虛擬電廠管理中*心成立，是中國一個虛擬電廠管理中*心，標志著深圳虛擬電廠進入快速發(fā)展的新階段。虛擬電廠的普及對能源和電力行業(yè)來說并不奇怪。北京新聞貝殼金融記者了解到，隨著風景的大規(guī)模接入，虛擬電廠可以提電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安荃性，成本低于火電調峰。此外，上海虛擬電廠參與的負荷類型蕞多；山東虛擬電廠可以參與輔助服務或現(xiàn)貨交易；廣東開*放需求響應市場交易。

近日，國家標準化管理委員會發(fā)布消息稱，《虛擬電廠管理規(guī)范》和《虛擬電廠資源配置與評價技術規(guī)范》獲得批準，這意味著中國的虛擬電廠建設將有國家統(tǒng)一的管理規(guī)范。

盡管虛擬電廠的熱度有所上升，但我國虛擬電廠的建設仍處于概念驗證和試點階段。目前，中國的虛擬電廠主要是邀請型的，通過ZF機構或電力調度機構發(fā)出邀請信號，然后通過負荷聚合商和虛擬電廠組織資源來滿足需求，從電網(wǎng)電價補貼中獲得收入。這意味著虛擬電廠的市場規(guī)模仍然非常有限。在其背后，新電力系統(tǒng)承載的能源物聯(lián)網(wǎng)風口是更廣闊的市場目標。

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,我國開始逐步推動能源互聯(lián)網(wǎng)建設,并先后在全國開展試點,建設效果未能滿足預期。缺乏配套的商業(yè)模式使得各方資本在實際投資過程中缺乏積ji性。

2018年3月，由國網(wǎng)冀北電力主*導的IEC標準虛擬電廠《用例》提案獲批正式立項，這是國家電網(wǎng)在虛擬電廠國際標準編制領域的里程碑突破。國網(wǎng)冀北電力將通過主*導虛擬電廠國際標準，推動相關科研和技術的發(fā)展，探索在促進清潔消納等技術領域的冀北方案。

2019年1月,國家電網(wǎng)公司進一步提出“三型兩網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略目標,旨在建立智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有機聯(lián)合的國際一硫能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設背景強調建設各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展、狀態(tài)全*面感知、信息*效處理的堅強智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng),發(fā)揮電網(wǎng)在能源匯集、傳輸、轉換中的樞紐作用,促進清潔低碳發(fā)展,促進供需對接,提系統(tǒng)靈活性。

虛擬電廠的核心在于聚合與通信。分布式電源、分布式儲能、可控負荷、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，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)提供稀*缺的平衡服務，而非簡單的電能量，其本質是一種*級的市場化管理模式，可通過價*格進行電力供需風險管理。虛擬電廠作為一種利用市場激勵規(guī)則,通過優(yōu)化、協(xié)調和控制等手段,聚合分布式能源參與電力市場與電力系統(tǒng)運行的運營模式,將是促進分布式能源與大電網(wǎng)友好協(xié)調優(yōu)化,促進電力系統(tǒng)清潔化的有效途徑之一。

以上內容節(jié)選自微信公眾號：數(shù)智銳角《深圳經(jīng)驗，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)的建設為能源互聯(lián)網(wǎng)的建設提供了有力的支持，也為虛擬電廠的建設和實施提供了技術驅動力。在某種程度上，虛擬電廠是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)上的具體形式和基本單元。自2019年國家電網(wǎng)發(fā)布《2020年泛在電力物聯(lián)網(wǎng)重*點建設任務大綱》以來，雖然泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建設進展一度放緩，但一直在指導企業(yè)的產品生態(tài)。如今，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)建設的重要性再次顯現(xiàn)。

安科瑞電氣多年來一直深入從事企業(yè)微電網(wǎng)能效管理。根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的要求，增加了企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲-充”各環(huán)節(jié)的R&D投資，從AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)從1.0逐步迭代到3.0，實現(xiàn)了企業(yè)微電網(wǎng)的需求管理和負荷管理，結合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術。可實現(xiàn)電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、負荷預測、照明控制、主負荷監(jiān)控、充電樁運行管理、光伏發(fā)電監(jiān)控、儲能管理、需求響應等功能，提企業(yè)配電智能，幫助企業(yè)實現(xiàn)可靠、安荃、節(jié)約、*效、有序用電，Acrelems可作為虛擬電廠的子系統(tǒng)，促進虛擬電廠的快速發(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)

①　       配電監(jiān)控

AcrelEMS對企業(yè)低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制，監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質量并進行治理，對故障及時處理并發(fā)出告警信息，提企業(yè)供電可靠性。

圖2 配電監(jiān)控

②　       光伏發(fā)電監(jiān)控

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

圖3 光伏發(fā)電監(jiān)控

③　       儲能管理

監(jiān)測儲能系統(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運行模式、控制策略，監(jiān)測電池電流、溫度、SOC/SOH，檢測直流系統(tǒng)絕緣狀況，并根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲能系統(tǒng)充放電，實現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。  

圖4 儲能系統(tǒng)監(jiān)控

④　       功率預測

系統(tǒng)基于歷史負荷數(shù)據(jù)，結合天氣因素、企業(yè)生產計劃等，預測企業(yè)下個周期的功率需求和光伏發(fā)電功率曲線，為企業(yè)提前安排能源計劃、申報需求響應提供數(shù)據(jù)支持。

圖5 發(fā)電功率預測

⑤　       能耗分析

采集企業(yè)電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統(tǒng)計，計算單位面積或單位產品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖6 能耗分析功能

⑥　       照明控制

智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實現(xiàn)定時控制、光照感應控制、場景控制、調光控制等，并結合紅外傳感器、超*聲波傳感器，實現(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)測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài)，提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能，并根據(jù)企業(yè)負荷率變化和需求側管理平臺指令調節(jié)充電樁功率，有序用電，并響應上級平臺的功率需求。

圖8 充電樁管理

⑧　       需求響應

根據(jù)企業(yè)負荷波動數(shù)據(jù)，再結合上級平臺的調度指令，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應，平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略，調整充發(fā)電時間。平臺在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，并且可以根據(jù)企業(yè)可控負荷數(shù)據(jù)制定需求響應控制策略，實現(xiàn)一鍵響應。

企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)硬件設備

安科瑞具備能源互聯(lián)網(wǎng)“云-邊-端”的產品生態(tài)系統(tǒng)，終端設備包括智能網(wǎng)*關、低壓配電綜合保護和監(jiān)測產品、電能質量在線監(jiān)測裝置、電能質量治理、分項計量、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)提供一站式服務能力。

結束語

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，再到虛擬電廠走向火爆，能源領域亟需更進一步的數(shù)智化發(fā)展。如今，隨著新型電力系統(tǒng)建設推進，虛擬電廠有望迎來快速發(fā)展，隨之企業(yè)側的能源數(shù)字化也將迎來新一輪的潮。