安科(kē)瑞 陳聰

摘要：隨著能源(yuán)危機和環(huán)境(jìng)問(wèn)題(tí)的(dí)日益(yì)突(tū)出(chū),我(wǒ)國正(zhèng)在(zài)大力推進能(néng)源(yuán)結(jié)構轉型,構建新型電(diàn)力係統。虛擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)可對分(fēn)布式能源和可(kě)控負荷進行(háng)整合(hé)調(tiáo)控,是實(shí)現(xiàn)“源(yuán)-網(wǎng)-荷(hé)-儲”一體(tǐ)化和多(duō)能(néng)互(hù)補(bǔ)的重要(yào)手(shǒu)段之一。儲能因其功率雙向(xiàng)流動(dòng)，響應調節速度(dù)快(kuài)等(děng)特點(diǎn),成為虛(xū)擬電廠不能缺少的組成部(bù)分(fēn),對於(yú)虛擬電(diàn)廠(chǎng)內(nèi)新能源(yuán)消(xiāo)納，參(cān)加電網(wǎng)輔(fǔ)助(zhù)服(fú)務，提高電(diàn)網運行安全(quán)水(shuǐ)平等(děng)具有(yǒu)積(jī)極意義(yì)。目前(qián)已有學者(zhě)針對虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠的(dí)運(yùn)行機製和(hé)調度(dù)優(yōu)化進行研(yán)究,對虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)中的(dí)儲能容量(liáng)配(pèi)置進行優化。為此,首先(xiān)介(jiè)紹了以(yǐ)集中型儲能為主的虛(xū)擬電廠(chǎng)模(mó)型,包(bāo)括(kuò)其(qí)組(zǔ)成結構(gòu)和調度(dù)模型(xíng)。然後,以(yǐ)實(shí)際工程為例(lì),研究以虛擬電廠(chǎng)為背景(jǐng)的儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站的(dí)集(jí)成設計(jì),對其他儲能工程(chéng)的(dí)設計(jì)具(jù)有一定的參考(kǎo)意(yì)義。

關鍵詞(cí)：虛擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)；儲能(néng)電站；集(jí)成設(shè)計

0引言

隨著(zhuó)化石能源資源的日益緊張(zhāng)和(hé)全球環境問(wèn)題(tí)的突(tū)出,全球各國都在(zài)尋求可持(chí)續(xù)的(dí)能(néng)源發(fā)展(zhǎn)道路。在政策支持下,風(fēng)電，光伏(fú)等清(qīng)潔(jié)能(néng)源(yuán)快(kuài)速(sù)發展,但其(qí)間歇(xiē)性(xìng)和波動性對(duì)電網的安全穩(wěn)定運行造成了重大影響(xiǎng),各地(dì)都(dū)出(chū)現了不同(tóng)程(chéng)度的(dí)棄風(fēng)棄(qì)光(guāng)。虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)(VirtualPowerPlant,VPP)是(shì)推進(jìn)高(gāo)比例可(kě)再(zài)生(shēng)能(néng)源發(fā)展的(dí)重(zhòng)要(yào)措施(shī)之(zhī)一(yī)。我(wǒ)國(guó)“十四五”現(xiàn)代能(néng)源(yuán)體係規(guī)劃中指出,建立(lì)“源-網(wǎng)-荷-儲”一體(tǐ)化以及多能(néng)互補(bǔ)項(xiàng)目協(xié)調運營和(hé)利(lì)益共(gòng)享機製(zhì)。虛擬電廠(chǎng)可在不改變每個(gè)分(fēn)布式(shì)電(diàn)源並(bìng)網(wǎng)方式(shì)的前提下,聚合(hé)分布(bù)式電源(yuán)，儲(chǔ)能，可(kě)控(kòng)負荷(hé)等(děng)不同類型的分布式(shì)能源(yuán),並通過(guò)控(kòng)製(zhì)策(cè)略(lüè)實(shí)現多個(gè)分(fēn)布式能源的(dí)協調優化運行(háng),有利於(yú)資源的合理優化(huà)配(pèi)置及利(lì)用。2021年12月(yuè)21日(rì),能源(yuán)局發布(bù)的(dí)新(xīn)版《電(diàn)力輔助務管理辦法》和(hé)《電(diàn)力(lì)並(bìng)網(wǎng)運(yùn)行管理(lǐ)規定》更(gēng)是(shì)明確(què)了(liǎo)虛服擬電廠(chǎng)的並網主體地位,鼓(gǔ)勵虛(xū)擬電(diàn)廠，新型(xíng)儲(chǔ)能，可(kě)調(tiáo)節(jié)負(fù)荷等並(bìng)網主體(tǐ)參(cān)與(yǔ)電力輔(fǔ)助服(fú)務。

儲(chǔ)能(néng)因(yīn)其(qí)功率雙向流動(dòng)，響(xiǎng)應調節速度(dù)快等特(tè)點(diǎn),通過虛(xū)擬(nǐ)電廠的優(yōu)化配(pèi)置和協同控製,

可實現(xiàn)能量(liáng)專(zhuān)業和(hé)快(kuài)速(sù)功率控製,在係統調峰，調頻，調壓(yā)，緊急控(kòng)製(zhì)等(děng)方麵(miàn)發揮(huī)作(zuò)用(yòng),與源(yuán)，荷側靈活調(tiáo)節資源形成調(tiáo)節(jié)能力(lì),對支(zhī)撐(chēng)新型(xíng)電力係統,提(tí)高電(diàn)網(wǎng)運行安(ān)全水平等(děng)具有積(jī)極意義(yì)。

目前(qián),已有(yǒu)學(xué)者(zhě)對(duì)虛(xū)擬(nǐ)電廠的運(yùn)行機(jī)製和調度優化(huà)進行研究(jiū)。文獻[1]將風電(diàn)機(jī)組(zǔ)和(hé)常(cháng)規水，火電機組(zǔ)以(yǐ)及(jí)儲能納(nà)入虛(xū)擬(nǐ)電廠調(tiáo)度區域(yù),在電(diàn)力係(xì)統(tǒng)實(shí)時調(tiáo)度的(dí)模式(shì)下,通過有效(xiào)的(dí)功(gōng)率控製,實現大規(guī)模(mó)風(fēng)電場並網調度,減(jiǎn)少風(fēng)電的(dí)不確(què)定性(xìng)對電(diàn)網(wǎng)安全穩定運行(háng)造(zào)成的重大(dà)影(yǐng)響(xiǎng)。文獻[2]考慮(lǜ)風電(diàn)和光(guāng)伏出(chū)力(lì)的(dí)不(bù)確(què)定性,建立(lì)了以虛(xū)擬發電(diàn)廠(chǎng)淨收(shōu)益為(wéi)目(mù)標函數(shù)的虛擬(nǐ)電廠(chǎng)優(yōu)經濟(jì)調度的魯棒優化模型,並(bìng)驗證了模(mó)型對於製定電廠運(yùn)行計劃(huá)具有經(jīng)濟(jì)優勢。針(zhēn)對含(hán)電動汽車(chē)充(chōng)電站的虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng),文(wén)獻[3]提出(chū)了(liǎo)虛擬(nǐ)電廠(chǎng)日前調(tiáo)度(dù)優化(huà)模型,驗(yàn)證了虛擬電(diàn)廠(chǎng)可(kě)促(cù)進(jìn)新能(néng)源消納(nà),減少(shǎo)電動汽車(chē)充(chōng)電無(wú)序性(xìng)對(duì)電網運(yùn)行(háng)的(dí)影響。

針(zhēn)對(duì)虛擬(nǐ)電廠中的儲能配置(zhì)優化(huà),文獻[4]考(kǎo)慮(lǜ)到(dào)虛(xū)擬電廠(chǎng)對(duì)分布式光伏的(dí)管理(lǐ),以(yǐ)經(jīng)濟收益(yì)，網供(gōng)功率(shuài)和(hé)電(diàn)壓(yā)質量為目標(biāo),建(jiàn)立了(liǎo)儲(chǔ)能係統(tǒng)容(róng)量配(pèi)置優化(huà)模型(xíng)。文獻[5]中的虛(xū)擬電廠引(yǐn)入(rù)超(chāo)級電(diàn)容器(qì)，蓄(xù)電池(chí)以及可(kě)入網電動汽(qì)車(chē)等儲能設備,建立(lì)以(yǐ)AGC調頻效果(guǒ)和淨收益為目(mù)標(biāo)的(dí)虛擬電(diàn)廠(chǎng)參與AGC調頻(pín)決(jué)策模(mó)型(xíng),實現對混合儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)容量(liáng)配置的(dí)優化,以(yǐ)及虛擬電(diàn)廠各(gè)單(dān)元的出力(lì)優(yōu)化。

本文針對(duì)以集中式儲(chǔ)能為(wéi)主(zhǔ)體(tǐ)的虛擬電廠(chǎng),首(shǒu)先(xiān)分析了(liǎo)其(qí)組(zǔ)成(chéng)結構和調(tiáo)度模型;然(rán)後以(yǐ)實際(jì)工程(chéng)為例,研(yán)究了(liǎo)集(jí)中式儲能的設計(jì),從儲(chǔ)能技(jì)術路綫選擇(zé)到儲(chǔ)能(néng)係統集成設(shè)計(jì)方(fāng)麵,保(bǎo)證集中(zhōng)式儲(chǔ)能可(kě)以滿足虛擬電廠運(yùn)行要求(qiú)。虛擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)以集中式儲能作(zuò)為主體(tǐ),一方(fāng)麵(miàn)可(kě)以為區(qū)域提(tí)供平穩(wěn)可(kě)控的(dí)出力,另一(yī)方麵(miàn)可以通過(guò)儲能(néng)的(dí)雙向(xiàng)功率調(tiáo)節作用,增加區(qū)域(yù)內新(xīn)能源的(dí)消納,減少棄風(fēng)棄(qì)光現象(xiàng),使(shǐ)得(dé)電(diàn)網運行更加安(ān)全。

1以(yǐ)集中式(shì)儲能為(wéi)主(zhǔ)體(tǐ)的(dí)虛擬電廠模(mó)型

1.1虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠結構

虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠將(jiāng)分(fēn)布式能(néng)源(DistributedEnergyResource,DER)，可控負(fù)荷(InterruptibleLoad,IL)和儲(chǔ)能設備進(jìn)行(háng)有(yǒu)機結合(hé),通過控製(zhì)技(jì)術(shù)和(hé)通(tōng)信技術(shù)對其(qí)區域內各類(lèi)分布式能源和(hé)負(fù)荷進行(háng)整體(tǐ)優化調控,不(bù)影(yǐng)響各能源(yuán)並(bìng)網方(fāng)式(shì),可多點接(jiē)入(rù)電網,也可將其區域內所(suǒ)有能源(yuán)整合(hé)作為(wéi)整體參(cān)與電力市(shì)場(cháng)。如(rú)圖(tú)1所(suǒ)示,虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠可以根據(jù)其控(kòng)製策略,通(tōng)過(guò)調(tiáo)整(zhěng)分布(bù)式電源出力，儲能設(shè)備充(chōng)放電以及(jí)切除(chú)可控(kòng)負荷等(děng)手段,協(xié)調優(yōu)化(huà)其內(nèi)部各分(fēn)布(bù)式能源(yuán)和負荷間(jiān)的(dí)能(néng)量(liáng)流動(dòng),從而作為(wéi)整體(tǐ)參(cān)與電力(lì)市(shì)場交易行(háng)為(wéi),進行(háng)電能售(shòu)賣(mài)與(yǔ)購買。以(yǐ)集中式儲能電(diàn)站為(wéi)主(zhǔ)體構建虛擬電廠(chǎng),可(kě)充分發揮集(jí)中式(shì)儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站(zhàn)大(dà)容量(liáng)出力，大範(fàn)圍調(tiáo)節，寬時(shí)域支(zhī)撐的(dí)宏觀(guān)作(zuò)用,同(tóng)時輻射周邊(biān)其他靈活(huó)調節資源(yuán),形成“以(yǐ)點帶(dài)麵，以(yǐ)大(dà)聚小”的整體運(yùn)行模式,可(kě)有效提升虛擬電廠確(què)定性，置(zhì)信(xìn)度(dù)，可靠(kào)性(xìng)和支撐力,實現對大量(liáng)分布式，小容量，多類型，高(gāo)分(fēn)散(sàn)資源(yuán)真(zhēn)正有效控(kòng)製,強(qiáng)化虛擬電(diàn)廠的可觀，可(kě)測，可(kě)控,同時(shí)兼顧(gù)電(diàn)網安(ān)全穩(wěn)定(dìng)運行與電力市場(cháng),以高可靠(kào)性(xìng)，高(gāo)靈(líng)活性，多(duō)商業模式(shì)的方式(shì)運(yùn)行(háng)。

1.2虛擬(nǐ)電(diàn)廠調(tiáo)度模型(xíng)

虛(xū)擬電(diàn)廠控製作(zuò)為(wéi)以儲(chǔ)能電(diàn)站為主(zhǔ)體的新型(xíng)虛擬(nǐ)電廠的總(zǒng)控,可(kě)以把(bǎ)區域(yù)範(fàn)圍(wéi)內的儲(chǔ)能電站，分(fēn)布(bù)式(shì)電(diàn)源(yuán)，可(kě)調(tiáo)節負荷等資(zī)源接(jiē)入(rù)該係統。基(jī)於該(gāi)控製,虛擬電廠可參與(yǔ)主能(néng)量和輔(fǔ)助服務的電(diàn)力交易(yì)市場(cháng),充(chōng)分發揮集(jí)中式儲能(néng)電站(zhàn)的(dí)出力特性(xìng),提(tí)高(gāo)分布式(shì)電(diàn)源(yuán)，可調節負荷的(dí)使用效(xiào)率,提(tí)升(shēng)虛擬電(diàn)廠(chǎng)可靠性。虛擬電廠中的(dí)儲能可(kě)以運行在(zài)兩(liǎng)種(zhǒng)模(mó)式:一是單獨(dú)參與(yǔ)電網調度;二(èr)是與分(fēn)布式(shì)電源(yuán)，負(fù)荷(hé)聯(lián)合(hé)參(cān)與(yǔ)調(tiáo)度運行。

儲能電站(zhàn)單(dān)獨參(cān)與電網調度(dù)時,隻(zhī)調整儲能(néng)的(dí)充放電(diàn),不影響(xiǎng)其(qí)他分布式能源或負荷。儲能參(cān)與調(tiáo)峰輔助(zhù)服(fú)務,代替電網(wǎng)傳統調峰手段(燃煤火(huǒ)電(diàn)機組),提(tí)高整個電網(wǎng)的(dí)經濟(jì)性(xìng);參與(yǔ)調頻(pín)輔(fǔ)助服務,支(zhī)持自動發(fā)電控製(AGC)功能(néng),即實時響應上(shàng)層(céng)調度係統下發(fā)的(dí)儲能(néng)係統(tǒng)調(tiáo)頻功率需求(qiú)命令,實(shí)時(shí)滿(mǎn)足(zú)上層調(tiáo)度下(xià)發的(dí)支(zhī)持AGC計(jì)劃相對應的功率命(mìng)令(líng)值(zhí);參與現貨市場(cháng),支(zhī)持自(zì)動(dòng)發(fā)電控製(zhì)(AGC)功能(néng),即實時響(xiǎng)應上(shàng)層調(tiáo)度係(xì)統下發的儲能係統日(rì)前(qián)/實(shí)時調(tiáo)峰功率(shuài)需(xū)求命令。

儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)與(yǔ)分(fēn)布式電(diàn)源(yuán)，負荷聯合參與調度運行(háng),需要通過控製執行(háng)相(xiāng)應控製(zhì)策略(lüè),協調(tiáo)不(bù)同(tóng)能源(yuán)和(hé)負(fù)荷(hé)的(dí)功(gōng)率(shuài)流(liú)動。考慮儲(chǔ)能，風電，分(fēn)布(bù)式(shì)光(guāng)伏作(zuò)為(wéi)一個虛擬(nǐ)電(diàn)廠主(zhǔ)體,項(xiàng)目(mù)內(nèi)部優(yōu)化,整(zhěng)體預測出(chū)力(lì)計(jì)劃(huá)上(shàng)報調度,調(tiáo)度(dù)命令僅下達至(zhì)虛擬電廠(chǎng)總(zǒng)控。總控對(duì)風(fēng)，光，儲電站進(jìn)行實時信息(xī)采(cǎi)集並(bìng)統(tǒng)一(yī)調(tiáo)度。此運行模(mó)式(shì)下,儲能係(xì)統(tǒng)運行的(dí)主(zhǔ)要目標(biāo)為彌(mí)補(bǔ)風(fēng)光發電實(shí)際出力(lì)與(yǔ)預(yù)測出(chū)力的(dí)偏差(chà),提(tí)升(shēng)虛(xū)擬電廠整(zhěng)體的出力(lì)精(jīng)度。儲(chǔ)

能電站(zhàn)能量管理(lǐ)係統(tǒng)依據上層調度(dù)下發的當(dāng)日虛(xū)擬(nǐ)電廠調(tiáo)度計(jì)劃,通過控製儲能電站的充(chōng)放電功率,實(shí)現跟蹤發(fā)電計劃的功(gōng)能,控製虛擬電(diàn)廠聯(lián)合(hé)功率輸出滿(mǎn)足計(jì)劃跟蹤要(yào)求(qiú)。

在電網負荷(hé)低穀和高峰時段(duàn)啟(qǐ)動儲(chǔ)能(néng)裝(zhuāng)置進(jìn)行(háng)充放電,儲能係統(tǒng)削(xiāo)峰(fēng)填穀(gǔ)功(gōng)能實(shí)時響應虛(xū)擬電廠(chǎng)總(zǒng)控下發(fā)的(dí)儲能(néng)係統功率需求命令(líng),即實(shí)時(shí)滿足上(shàng)層下(xià)發(fā)的削峰填(tián)穀(gǔ)計(jì)劃對(duì)應的(dí)功率(shuài)命令值(zhí),以(yǐ)保證削峰填(tián)穀的(dí)應(yīng)用效果。

1.3以(yǐ)集(jí)中式儲(chǔ)能為(wéi)主體(tǐ)的(dí)虛擬電(diàn)廠(chǎng)的作用

1.3.1提(tí)升(shēng)調(tiáo)峰能(néng)力,保(bǎo)障用電

隨(suí)著(zhuó)社會經(jīng)濟的(dí)發展,社會(huì)用(yòng)電需求(qiú)日益增長(cháng),區域內用(yòng)電(diàn)峰穀差也(yě)在不斷(duàn)增大。2016年以(yǐ)來(lái),浙江(jiāng)電網日峰(fēng)穀(gǔ)差(chà)從2355萬 kW 增(zēng)大(dà)至3436萬(wàn) kW,是峰(fēng)穀(gǔ)差(chà)省(shěng)份(fèn)之一。傳統(tǒng)發(fā)電機組的調(tiáo)峰能力有(yǒu)限,已(yǐ)無法(fǎ)彌補日(rì)益擴大的調峰缺(quē)口(kǒu);而且,受風電(diàn)，光(guāng)伏等新(xīn)能源(yuán)滲透率不(bù)斷提(tí)高的(dí)影響,區域內(nèi)電網(wǎng)調峰(fēng)難度增加(jiā),電力(lì)靈(líng)活性調節需(xū)求(qiú)不(bù)斷(duàn)增(zēng)加。

儲能作(zuò)為新型電(diàn)力係統(tǒng)的(dí)重要(yào)構成(chéng)要(yào)素,發(fā)揮著越來越重要(yào)的(dí)保供作用。以集(jí)中式(shì)儲能(néng)為主體(tǐ)的(dí)虛擬(nǐ)電廠(chǎng),通過對區(qū)域(yù)內(nèi)可(kě)控負(fù)荷(hé)進行(háng)調(tiáo)節,對儲(chǔ)能(néng)充(chōng)放電進行控製,可以(yǐ)保障重要(yào)負荷(hé)的供電,減少(shǎo)電力(lì)匱乏對生產(chǎn)生活(huó)的影響(xiǎng)。有大量(liáng)案例證(zhèng)明,通(tōng)過(guò)虛(xū)擬電廠(chǎng),可以提(tí)高用電保(bǎo)障能(néng)力。2021年(nián)6月21日,平(píng)湖(hú)市縣域虛擬電廠,通(tōng)過(guò)負(fù)荷(hé)預(yù)測(cè),實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷緊(jǐn)張(zhāng)異常預警;通過對域內負荷(hé)的(dí)調(tiáo)控,在成本(běn)和(hé)影(yǐng)響的前(qián)提(tí)下(xià),避免(miǎn)了平(píng)湖(hú)110kV永(yǒng)興變(biàn)2號主變的負荷緊張異常(cháng)事(shì)件(jiàn)。2021年(nián)8月(yuè)29日,廣州市虛擬電廠(chǎng)在廣東電網廣(guǎng)州(zhōu)調(tiáo)控指(zhǐ)令下,對公交充電公(gōng)司下達調(tiáo)控(kòng)指令(líng),調整(zhěng)充電計(jì)劃(huá),完(wán)成負(fù)荷資源的(dí)調節(jié),保障(zhàng)了高(gāo)溫(wēn)條(tiáo)件下2000戶家庭(tíng)的空調(tiáo)用(yòng)電。

1.3.2提(tí)升調(tiáo)頻能力(lì),保(bǎo)障(zhàng)電(diàn)網安全運(yùn)行(háng)

相比傳統(tǒng)同步(bù)機(jī)電源(yuán),新能源(yuán)缺乏(fá)轉動(dòng)慣量上(shàng)的支撐。而隨(suí)著新能(néng)源滲透(tòu)率的(dí)不(bù)斷提高,電(diàn)力係(xì)統(tǒng)的(dí)轉動慣(guàn)量水平(píng)降低,係統頻(pín)率穩定(dìng)性降低。根(gēn)據(jù)發(fā)電(diàn)機(jī)動(dòng)能等值(zhí)換算(suàn)分析,通過(guò)對浙江(jiāng)省(shěng)內發(fā)電機(jī)慣(guàn)性(xìng)常(cháng)數進行(háng)評估後可知當新(xīn)能(néng)源(yuán)裝機(jī)占比(bǐ)超(chāo)過25%時,係統(tǒng)將出(chū)現慣(guàn)量(liáng)缺額(é),係統(tǒng)調(tiáo)頻能(néng)力(lì)也隨之(zhī)逐(zhú)步(bù)降低(dī)。傳統的調頻(pín)電(diàn)源(yuán)主(zhǔ)要(yào)為火力(lì)發電機(jī)組,傳統機組響(xiǎng)應速(sù)度較(jiào)慢,爬坡速度一(yī)般為每(měi)分鐘約(yuē)1%~3%;同(tóng)時,機組參(cān)與調頻(pín)會(huì)造成煤耗增(zēng)加，設(shè)備(bèi)損耗等(děng)問(wèn)題。因(yīn)此,傳(chuán)統機組已無(wú)法滿(mǎn)足日益(yì)增(zēng)長的調頻(pín)要(yào)求(qiú)。

儲能(néng)係(xì)統響(xiǎng)應速度快，調節(jié)速(sù)率高,可在(zài)1s內(nèi)以(yǐ)99%以上(shàng)的精度完成(chéng)*定功率(shuài)的輸(shū)出,其(qí)綜合AGC調節(jié)性能遠超常(cháng)規燃(rán)煤機組(zǔ),因(yīn)此規(guī)模化儲能為係統(tǒng)提供(gōng)的慣量(liáng)支(zhī)撐和(hé)一次調頻(pín)能力可有效降(jiàng)低大功(gōng)率缺額下(xià)電(diàn)網頻(pín)率失(shī)穩(wěn)風險(xiǎn)和係統安全運行(háng)風險(xiǎn)。而且儲能設(shè)備(bèi)從零功(gōng)率到(dào)滿(mǎn)功率僅(jǐn)需(xū)數秒,可(kě)以在(zài)電(diàn)網(wǎng)故(gù)障情(qíng)況(kuàng)下(xià),提(tí)供(gōng)緊(jǐn)急調頻支(zhī)撐作(zuò)用,提高交(jiāo)直流混(hùn)聯(lián)係(xì)統(tǒng)的穩定(dìng)性(xìng)。

1.3.3促進新能源消納

新(xīn)能源出(chū)力(lì)具(jù)有(yǒu)隨(suí)機(jī)性(xìng)，間(jiān)歇(xiē)性的(dí)特(tè)征(zhēng),儲能具有能(néng)量吞吐和(hé)時空轉移(yí)能(néng)力,結合新(xīn)能源出(chū)力預(yù)測(cè)及調度日前(qián)計(jì)劃(huá)進行有序充放,可以(yǐ)有(yǒu)效(xiào)解決(jué)新能源(yuán)波(bō)動性大(dà)，置(zhì)信出力不足(zú)的問題(tí),提高(gāo)電力與電(diàn)量(liáng)平(píng)衡的協同度。

隨著新(xīn)能源占比(bǐ)的不(bù)斷提高,新能源(yuán)的消納壓力日(rì)益增大。要(yào)保持較好的(dí)新能源(yuán)利用(yòng)水平,需(xū)綜(zōng)合采取(qǔ)火(huǒ)電(diàn)靈活性改造(zào)，擴(kuò)大(dà)需(xū)求(qiú)側響應(yīng)規(guī)模以及(jí)增(zēng)加儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模(mó)等(děng)措施(shī)。

以(yǐ)國(guó)內(nèi)某示範(fàn)工(gōng)程(chéng)為例,對(duì)該工程風儲(chǔ)係統(tǒng)運行(háng)在(zài)VPP模(mó)式和(hé)一(yī)般模式(shì)以風電(diàn)，儲(chǔ)能分別(bié)單(dān)獨(dú)運(yùn)行(háng)的模(mó)式(shì)進行(háng)對比(bǐ)。采(cǎi)用(yòng)VPP運(yùn)行模(mó)式的(dí)風儲係(xì)統可(kě)以(yǐ)緩解風力發(fā)電(diàn)廠並網帶來(lái)的備用容(róng)量增(zēng)加問(wèn)題,同時充(chōng)分利(lì)用電(diàn)池儲(chǔ)能係統和(hé)風力(lì)發電(diàn)廠(chǎng)的容量(liáng),顯著(zhù)提(tí)高經濟收(shōu)益[6]。

1.3.4提(tí)升(shēng)電(diàn)網(wǎng)運行(háng)靈活(huó)性(xìng)

隨(suí)著電力體(tǐ)製改革(gé)和能(néng)源結(jié)構革命推進,貨(huò)市我(wǒ)國(guó)電力(lì)現場和售(shòu)電市場開(kāi)始(shǐ)啟(qǐ)動(dòng)和開放,電網不(bù)斷(duàn)向(xiàng)智能化和(hé)柔性化(huà)發展(zhǎn)。儲能電(diàn)站作(zuò)為(wéi)智(zhì)能電網的(dí)關(guān)鍵組(zǔ)成部分(fēn),運(yùn)行靈(líng)活(huó)，啟動(dòng)快，動態(tài)效益(yì)顯(xiǎn)著(zhù),而(ér)且儲能可按四(sì)象限運行,可為區域(yù)內提供無功電壓調節,減少(shǎo)電網(wǎng)無(wú)功設備(bèi)的(dí)投資(zī)。例(lì)如(rú)一(yī)個100MW/200MWh的(dí)儲(chǔ)能電(diàn)站接(jiē)入500kV電網後,可(kě)提(tí)供調相(xiāng)容量±20萬(wàn)kvar。儲能對優化電網電源(yuán)結構，改善電網電(diàn)壓水平，提高(gāo)供(gōng)電(diàn)質量，提升電(diàn)網(wǎng)運(yùn)行(háng)靈(líng)活性，保證(zhèng)電網(wǎng)的(dí)安(ān)全穩定運行有(yǒu)很大作用(yòng)。

2儲能(néng)係統設(shè)計(jì)

2.1儲(chǔ)能(néng)技(jì)術(shù)路(lù)綫(xiàn)選(xuǎn)擇

儲能能(néng)係技統術可(kě)路(lù)以(yǐ)綫應選用擇(zé)於電(diàn)力係(xì)統調頻，調峰(fēng)，緊急功率支撐等(děng)不同場景(jǐng)。不同應用場(cháng)景下(xià),對儲能係(xì)統的容(róng)量，功率(shuài)，響應時(shí)間，調(tiáo)節(jié)速(sù)度(dù)等的(dí)要求所有區別。不(bù)同(tóng)類(lèi)型(xíng)的儲能都(dū)有其(qí)優(yōu)勢,使(shǐ)其適(shì)用於某(mǒu)個應(yīng)用場景(jǐng),因此儲(chǔ)能(néng)技(jì)術(shù)的(dí)發展(zhǎn)呈現多元(yuán)化,存(cún)在著(zhuó)電化(huà)學(xué)，機械，儲熱等技(jì)術種(zhǒng)類繁多，特性各異的技(jì)術路綫(xiàn),新型(xíng)儲(chǔ)能技(jì)術,如超級(jí)電容，壓縮(suō)空氣，液流，鋰(lǐ)離(lí)子電池等也得(dé)到了(liǎo)不同(tóng)程度的(dí)發(fā)展應(yīng)用。

以(yǐ)集(jí)中式儲(chǔ)能為(wéi)主(zhǔ)體(tǐ)的虛(xū)擬(nǐ)電廠要求儲能(néng)既(jì)要(yào)具(jù)備較大容量以(yǐ)提供(gōng)區域(yù)內(nèi)用(yòng)電支撐(chēng),又(yòu)可以(yǐ)滿足(zú)調(tiáo)頻(pín)，調峰等輔(fǔ)助服務(wù)的需求,具(jù)備較快的(dí)響(xiǎng)應速(sù)度和較高(gāo)的調節速(sù)率(shuài),因此(cǐ)虛(xū)擬電廠中的集中式儲能(néng)需要(yào)滿足不同時間尺(chǐ)度，不同(tóng)大(dà)小的調節需求(qiú)。本(běn)文(wén)從(cóng)技(jì)術(shù)特(tè)性，經濟性，安全(quán)性三(sān)個(gè)維度綜(zōng)合(hé)考慮不(bù)同(tóng)類(lèi)型儲能在(zài)虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)的應(yīng)用(yòng)情(qíng)況。

技術特性方麵(miàn),主(zhǔ)要關(guān)注(zhù)集成(chéng)規模與(yǔ)可靠性(xìng)，響(xiǎng)應速度，能量轉(zhuǎn)換效(xiào)率(shuài)等(děng)因素(sù)。目(mù)前,電化(huà)學儲能集(jí)成(chéng)規(guī)模可達百(bǎi)兆瓦(wǎ)級(jí),響應速(sù)度可(kě)達百(bǎi)毫秒(miǎo)級,其中(zhōng)鋰離子電池(chí)儲能轉換效(xiào)率(shuài)可(kě)達(dá)85%~90%,鉛(qiān)碳電(diàn)池(chí)為(wéi)70%~80%,液(yè)流電池一般低(dī)於65%,而機械儲(chǔ)能和儲熱技(jì)術可集(jí)成規模(mó)為(wéi)兆瓦級(jí)至百(bǎi)兆瓦(wǎ)級(jí),響應速(sù)度為毫秒至分(fēn)鐘級。

經濟(jì)性方麵,主要(yào)關注建(jiàn)設成(chéng)本，使用(yòng)壽命，運維投入(rù)等因素。近來,鋰離(lí)子電(diàn)池(chí)儲能(néng)建設成(chéng)本(běn)快速下(xià)降至(zhì)1800~2500元/(kWh)，循環壽(shòu)命(mìng)為(wéi)6000~8000次(10~15年(nián));鉛炭電池儲(chǔ)能的(dí)建設成(chéng)本與鋰離子電池(chí)相(xiāng)當(dāng),但壽命僅(jǐn)為鋰離(lí)子電池(chí)的(dí)1/3;液流電池(chí)儲(chǔ)能循環(huán)壽(shòu)命(mìng)大(dà)於10000次,但(dàn)建設(shè)成本為鋰離子電池(chí)的2倍以上,且維(wéi)護成(chéng)本較高。

安(ān)全性方麵,各類新(xīn)型儲能(néng)均(jūn)有不(bù)同安(ān)全(quán)風(fēng)險。鋰(lǐ)離(lí)子電(diàn)池(chí)存在熱(rè)失控(kòng)以及由此引發的(dí)燃(rán)爆風險,液流電池(chí)存在(zài)酸(suān)性有毒電(diàn)解(jiě)液的泄(xiè)漏(lòu)風險,壓(yā)縮空(kōng)氣儲能存(cún)在氣體的高壓力存儲安(ān)全風險(xiǎn)。從(cóng)應用(yòng)現狀來(lái)看,鋰(lǐ)離子(zǐ)電池儲能(néng)占我國電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規模的(dí)91%,安(ān)全(quán)風險(xiǎn)隨著多(duō)類型安全防護(hù)手段的應用將得(dé)到(dào)進一步控製(zhì)。

根據(jù)項(xiàng)目需求,虛擬電廠中(zhōng)的(dí)集中(zhōng)式儲(chǔ)能(néng)以調(tiáo)峰(fēng)輔助服務為主(zhǔ),調峰需求(qiú)時(shí)常集中於(yú)2~3h。綜上(shàng),鋰離子電池(chí)係(xì)統轉換(huàn)效(xiào)率高(gāo)，響應速(sù)度快，成本(běn)合理，安全風(fēng)險可(kě)進(jìn)一(yī)步控(kòng)製,具備大規(guī)模(mó)建設的(dí)條件(jiàn),符合(hé)虛(xū)擬電廠(chǎng)需求(qiú),因此可采用鋰離(lí)子電池儲能(néng)係(xì)統。

2.2儲(chǔ)能係統集成(chéng)設計(jì)要點

電(diàn)化學(xué)儲(chǔ)能集(jí)成應用方(fāng)式直接影響電池(chí)運(yùn)行一致(zhì)性，使(shǐ)用壽命，安全特性,是電化學(xué)儲(chǔ)能規模化安全(quán)可靠應用(yòng)的(dí)基(jī)礎。在(zài)設計儲(chǔ)能電站(zhàn)時,一般可以從(cóng)交直流(liú)電(diàn)壓等(děng)級(jí)，電(diàn)池(chí)係統熱管理方式和(hé)廠(chǎng)站結(jié)構(gòu)等方(fāng)麵考慮。

2.2.1交(jiāo)直流(liú)電壓(yā)等級(jí)

根據交(jiāo)直(zhí)流電壓等級不同(tóng),儲能(néng)電站的集成(chéng)方式(shì)可分為(wéi)低壓(yā)集(jí)成(chéng)，高壓(yā)集成(chéng)和級(jí)聯直(zhí)掛,參(cān)數對比(bǐ)見(jiàn)表(biǎo)1。低壓集成(chéng)一(yī)般是直(zhí)流600~900V，交流(liú)380V經變壓器升(shēng)壓(yā)10kV(35kV)並網(wǎng)方案(àn),目前(qián)該方(fāng)案(àn)成(chéng)熟(shú)度高(gāo)，應用(yòng)規模(mó)廣。該電壓等(děng)級下,單個電(diàn)池簇(cù)中電芯數(shù)量相對(duì)較少,電(diàn)芯一致性問(wèn)題對係(xì)統的(dí)影響相對(duì)較小(xiǎo),具(jù)有(yǒu)更(gēng)高(gāo)的可靠性(xìng),但相(xiāng)對於(yú)高(gāo)壓集成(chéng)方案(àn),該方案能(néng)量(liáng)密(mì)度(dù)與(yǔ)轉(zhuǎn)換效(xiào)率偏(piān)低(dī)。

隨著技(jì)術的(dí)發(fā)展,高壓(yā)集(jí)成方案日(rì)益成熟。高壓集(jí)成一般(bān)是直(zhí)流1000~1500V，交(jiāo)流550V或(huò)690V經(jīng)變(biàn)壓(yā)器(qì)升壓10kV(35kV)並(bìng)網(wǎng)。該(gāi)電壓等(děng)級(jí)下(xià),電池簇中電(diàn)池(chí)數量增加,功率密度有效提(tí)升,相同(tóng)容(róng)量(liáng)占(zhān)地更少,同(tóng)時輔助係統(tǒng)設(shè)備成本降低(dī),但(dàn)隨著電(diàn)芯數量的(dí)增加,一(yī)致性問題(tí)突(tū)出(chū),對單芯(xīn)電池，電(diàn)池模(mó)組(zǔ)，電(diàn)池(chí)簇(cù)的均壓，均流以(yǐ)及熱(rè)量(liáng)管(guǎn)理提出(chū)了更高的要求(qiú),對(duì)係(xì)統設計也有更(gēng)高(gāo)要求。

另(lìng)外,為了提升儲能(néng)能(néng)量(liáng)轉換效(xiào)率(shuài),部(bù)分商(shāng)家(jiā)研(yán)發(fā)並推(tuī)出級(jí)聯高壓直(zhí)掛儲能集成方案,儲能係統(tǒng)經變流器(qì)輸出後,可不需(xū)變(biàn)壓(yā)器(qì)直接接入(rù)10kV或35kV電網。該(gāi)方案具(jù)備能(néng)量密(mì)度大(dà)，轉(zhuǎn)換(huàn)效率(shuài)高(gāo)等特點,可用(yòng)於(yú)大(dà)容(róng)量，高(gāo)電(diàn)壓接(jiē)入儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)的實現(xiàn),但(dàn)存在相(xiāng)間直流側(cè)儲能(néng)單(dān)元容(róng)量(liáng)不均衡，直(zhí)流(liú)鏈(liàn)紋波分(fēn)量，電(diàn)池及附屬器(qì)件的(dí)高壓絕緣(yuán)等問題,尚(shàng)不(bù)具備規(guī)模化(huà)推(tuī)廣條件(jiàn)。

根據(jù)集(jí)中式儲(chǔ)能(néng)的定位(wèi)和應用場景(jǐng),考慮電(diàn)站全壽命周期可(kě)靠(kào)運行(háng)以(yǐ)及經濟收益,通過(guò)對比不同(tóng)電壓等(děng)級(jí)集成方案(àn)的(dí)技(jì)術(shù)成(chéng)熟(shú)度，安全性，轉換(huàn)效率(shuài)，占(zhān)地麵積和成(chéng)本(běn),高壓集成(chéng)應用在虛擬電廠的(dí)集(jí)中(zhōng)式儲能(néng)中具(jù)有(yǒu)一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.2.2電(diàn)池(chí)係統(tǒng)熱管理(lǐ)方(fāng)式(shì)

電(diàn)池係統的熱管理技(jì)術(shù),主要是根據(jù)電池(chí)佳工作(zuò)溫度(dù)範(fàn)圍,通過(guò)對電池的排(pái)列(liè)方(fāng)式，冷卻方(fāng)式(shì)以(yǐ)及(jí)控(kòng)製(zhì)係統進行(háng)設計(jì)來有效(xiào)地對電(diàn)池(chí)係(xì)統進行溫(wēn)度調(tiáo)節(jié)，保(bǎo)證電池的適(shì)宜工作(zuò)溫度，降低(dī)電池組(zǔ)中(zhōng)電池間(jiān)的溫度(dù)差異以及對(duì)有害(hài)的(dí)氣體(tǐ)及(jí)時通風等,以(yǐ)提高係(xì)統(tǒng)的運(yùn)行(háng)效率(shuài)，安全(quán)性能(néng)。其(qí)中,冷(lěng)卻方式的選(xuǎn)擇對電池(chí)溫(wēn)升和溫(wēn)差(chà)具(jù)有較大影(yǐng)響,目前(qián)儲能係(xì)統(tǒng)常用冷(lěng)卻技術(shù)主要有風冷，液冷以及特殊(shū)應(yīng)用場景(jǐng)下的(dí)相變材(cái)料冷(lěng)卻(què)等(děng)。

風冷(lěng)結(jié)構簡(jiǎn)單，成本低(dī)及(jí)易於(yú)維(wéi)護,是目前(qián)應(yīng)用(yòng)廣泛(fàn)的冷卻方法,但(dàn)存(cún)在(zài)效(xiào)率較低，噪聲較大等問(wèn)題(tí)。隨(suí)著電(diàn)池(chí)係統向高能(néng)量(liáng)密(mì)度方向(xiàng)發(fā)展,電池(chí)組(zǔ)內電池間距越來越小(xiǎo),風(fēng)冷的弊端(duān)越來(lái)越明(míng)顯(xiǎn)。相較(jiào)於(yú)風(fēng)冷,液冷具(jù)有(yǒu)更(gēng)高的冷(lěng)卻效(xiào)率,可以有效(xiào)降(jiàng)低電池的高(gāo)溫(wēn)度(dù),改(gǎi)善電池組溫(wēn)度的一(yī)致性(xìng)。而液(yè)冷成(chéng)本較(jiào)高，功耗較(jiào)大,目前(qián)在動力電池領(lǐng)域(yù)應(yīng)用(yòng)較多。

相變材料(liào)冷(lěng)卻可以很好地(dì)控製電池(chí)係(xì)統(tǒng)溫度場(cháng)的(dí)均一性(xìng),但目前還處於(yú)實驗室驗(yàn)證(zhèng)階段,大(dà)規模工業化應(yīng)用體(tǐ)係尚不(bù)成熟。

從技(jì)術成(chéng)熟(shú)度(dù)，安全性，Pack防(fáng)護(hù)等(děng)級，電池(chí)溫(wēn)差，電(diàn)池(chí)一(yī)致性，輔助運(yùn)行功(gōng)耗，運行效率(shuài)，能(néng)量(liáng)密(mì)度(dù)，維(wéi)護(hù)難度(dù)，經濟性(xìng)等角度(dù)對電池係統熱(rè)管(guǎn)理(lǐ)方式進行(háng)對(duì)比分析。風(fēng)冷(lěng)係統應用時間長(cháng)，案(àn)列多(duō),並且在安全性(xìng)，單體(tǐ)電(diàn)池(chí)溫度分布(bù)以(yǐ)及電(diàn)池電場分(fēn)布(bù)方(fāng)麵具有優勢(shì),但是(shì)液冷方案在(zài)電(diàn)池(chí)一致性(xìng)，輔助(zhù)運行(háng)功(gōng)耗(hào)，運(yùn)行效率(shuài)，能量密(mì)度(dù)等(děng)方(fāng)麵具(jù)有優(yōu)勢(shì),同時(shí)液冷方案(àn)也是儲能(néng)的未(wèi)來(lái)發展趨勢之一。綜合(hé)考慮(lǜ)項目的經(jīng)濟性，安全性以(yǐ)及科技示(shì)範性(xìng),液(yè)冷方案(àn)具(jù)有(yǒu)一定(dìng)的(dí)技(jì)術優勢(shì)。

2.2.3廠(chǎng)站結構(gòu)

為保障(zhàng)儲能係統良(liáng)好(hǎo)的運行環(huán)境(jìng)和維護(hù)條(tiáo)件(jiàn),國內(nèi)外(wài)電(diàn)化學(xué)儲(chǔ)能電站建(jiàn)設(shè)主(zhǔ)要采(cǎi)用(yòng)廠房(fáng)式或預製(zhì)艙式(shì)兩(liǎng)種(zhǒng)形(xíng)式(shì)。廠(chǎng)房式集(jí)成存在建(jiàn)設(shè)周期長(cháng)，地(dì)理位(wèi)置不(bù)靈(líng)活，建(jiàn)設所(suǒ)需基礎(chǔ)設施(shī)較多(duō)等(děng)問(wèn)題,在(zài)新建儲能電站中的應(yīng)用越(yuè)來(lái)較少(shǎo),因此一般(bān)采用預製艙式集(jí)成(chéng)。

預製艙(cāng)式集(jí)成分為(wéi)步(bù)入(rù)式(shì)和(hé)非步入式兩(liǎng)種。步(bù)入(rù)式方(fāng)案(àn)采用雙列(liè)麵(miàn)對麵方式(shì)布置(zhì)電(diàn)池簇(cù),預留(liú)人(rén)員通(tōng)道,人員(yuán)可(kě)進入(rù)預製艙內部(bù)進行(háng)日常運(yùn)維巡檢(jiǎn)。預製艙係(xì)統整體的(dí)防水防(fáng)腐(fǔ)性(xìng)能(néng)較好,日常(cháng)運維時環境(jìng)對(duì)設(shè)備的安(ān)全(quán)性影(yǐng)響(xiǎng)較(jiào)小(xiǎo);但人員(yuán)通道占(zhān)用(yòng)艙(cāng)內(nèi)空(kōng)間,係統能量密度(dù)較低(dī)。非步入式(shì)方案采(cǎi)用(yòng)雙列(liè)背(bèi)靠背的(dí)方(fāng)式布置電池(chí)簇(cù),預(yù)製艙體側(cè)牆(qiáng)板采取對外(wài)開(kāi)門的方式,人員在(zài)箱體(tǐ)外部(bù)進行(háng)維護工(gōng)作。運維(wéi)人員(yuán)安全風險低(dī)但由於(yú)采用(yòng)多門設(shè)計,艙(cāng)體密閉性不(bù)好,且外(wài)部(bù)維(wéi)修通道較(jiào)艙內(nèi)通道占地增(zēng)加,整站空(kōng)間(jiān)利(lì)用(yòng)率降(jiàng)低。

在分析站址地形，地(dì)址，廠區麵積，施工(gōng)周期(qī)的情況(kuàng)下(xià),綜合(hé)考慮儲能(néng)能(néng)量密度和整站空間利(lì)用率(shuài),對廠(chǎng)站結構進行設計。本項(xiàng)目的集中式(shì)儲能采(cǎi)用非步(bù)入式預(yù)製(zhì)艙方案具有(yǒu)一(yī)定的(dí)優(yōu)勢。

2.2.4小(xiǎo)結

儲能(néng)係(xì)統的(dí)集(jí)成(chéng)設計關(guān)係到儲能係統的(dí)安全穩定運行(háng)。虛擬電廠中(zhōng)的集中式(shì)儲能具有規模(mó)大(dà)，輔助服務(wù)要(yào)求(qiú)高(gāo)，調節頻繁的(dí)特點,在(zài)儲(chǔ)能係統(tǒng)集(jí)成設計時應根(gēn)據(jù)項(xiàng)目情況對(duì)電壓等級，熱(rè)管(guǎn)理方式(shì)以及(jí)場站(zhàn)結構(gòu)等方麵進行(háng)技術(shù)分(fēn)析(xī),選擇具(jù)有(yǒu)優勢的方(fāng)案(àn)。綜合(hé)考慮(lǜ)本(běn)項目場(cháng)地條件(jiàn)及經濟性需求(qiú),建議項(xiàng)目(mù)選擇(zé)效率更高，能量(liáng)密度更(gēng)大的高(gāo)壓液冷係統非(fēi)步(bù)入(rù)式預製艙(cāng)集成(chéng)。

3安科(kē)瑞Acrel-2000MG微(wēi)電網能量(liáng)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)

3.1概述

Acrel-2000MG儲能能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統是安科瑞專門針(zhēn)對(duì)工(gōng)商業(yè)儲能電(diàn)站(zhàn)研(yán)製(zhì)的(dí)本地化(huà)能量(liáng)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)，可(kě)實(shí)現了儲能電(diàn)站(zhàn)的數(shù)據(jù)采(cǎi)集，數據(jù)處(chǔ)理，數(shù)據存儲，數(shù)據(jù)查詢(xún)與分析(xī)，可(kě)視(shì)化(huà)監(jiān)控(kòng)，報警(jǐng)管理(lǐ)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表(biǎo)，策略管(guǎn)理(lǐ)，歷史曲(qū)綫(xiàn)等(děng)功(gōng)能(néng)。其(qí)中策略(lüè)管理(lǐ)，支持多種控製策(cè)略(lüè)選擇，包(bāo)含計劃曲綫，削(xiāo)峰填穀(gǔ)，需(xū)量控製(zhì)，防逆(nì)流(liú)等。該(gāi)係統(tǒng)不僅可(kě)以實(shí)現下級(jí)各儲能單(dān)元的統一(yī)監控(kòng)和管理，還可以實現與(yǔ)上(shàng)級調度係統(tǒng)和雲平台的(dí)數據通訊(xùn)與交互，既能接(jiē)受上級調度指令，又(yòu)可以(yǐ)滿(mǎn)足(zú)遠程(chéng)監控(kòng)與運維，確保(bǎo)儲能係(xì)統安全，穩定，可靠(kào)，經(jīng)濟運(yùn)行(háng)。

3.2應用(yòng)場景

適用於工(gōng)商業儲(chǔ)能電站(zhàn)，新能源(yuán)配(pèi)儲(chǔ)電(diàn)站(zhàn)。

3.3係統(tǒng)結構

3.4係(xì)統(tǒng)功能(néng)

3.4.1實時監管

對微電網(wǎng)的運(yùn)行(háng)進(jìn)行實時監(jiān)管(guǎn)，包(bāo)含(hán)市電，光(guāng)伏，風電(diàn)，儲(chǔ)能(néng)，充電(diàn)樁(zhuāng)及(jí)用電(diàn)負荷(hé)，同(tóng)時(shí)也包(bāo)括(kuò)收(shōu)益數據(jù)，天(tiān)氣狀況(kuàng)，節能(néng)減(jiǎn)排(pái)等信息(xī)。

3.4.2優化控製(zhì)

通過分析(xī)歷史(shǐ)用(yòng)電數據，天氣條件對負荷進行功率(shuài)預測，並結合(hé)分布(bù)式電(diàn)源(yuán)出(chū)力(lì)與儲能(néng)狀(zhuàng)態，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟優化(huà)調(tiáo)度(dù)，以(yǐ)降(jiàng)低尖峰或者高峰(fēng)時刻的(dí)用電量，降低(dī)企業(yè)綜合用(yòng)電(diàn)成本(běn)。

3.4.3收益(yì)分析(xī)

用戶可以查(chá)看光伏，儲能，充電(diàn)樁(zhuāng)三(sān)部分的每天電(diàn)量和收(shōu)益數據(jù)，同時(shí)可以(yǐ)切換年報查(chá)看(kàn)每(měi)個月的電量和收益。

3.4.4能源(yuán)分(fēn)析

通(tōng)過分(fēn)析(xī)光伏(fú)，風(fēng)電(diàn)，儲能設(shè)備的(dí)發(fā)電(diàn)效率，轉(zhuǎn)化效率，用於(yú)評估設(shè)備性(xìng)能與狀(zhuàng)態。

3.4.5策略配(pèi)置

微電網配(pèi)置主(zhǔ)要對(duì)微電網(wǎng)係(xì)統組成(chéng)，基礎參數(shù)，運行(háng)策(cè)略(lüè)及(jí)統計值進行設(shè)置。其中(zhōng)策(cè)略(lüè)包(bāo)含計劃(huá)曲綫，削峰填穀(gǔ)，需量(liáng)控製，新能(néng)源消(xiāo)納，逆(nì)功率(shuài)控製等。

4硬件(jiàn)及(jí)其配套(tào)產(chǎn)品(pǐn)

5結語

以(yǐ)集(jí)中式儲能(néng)為主體,聚合周邊分(fēn)布式資(zī)源(yuán)形成的(dí)虛擬電廠,通過資源(yuán)的整合和調(tiáo)控(kòng),促(cù)進(jìn)電(diàn)網從(cóng)“源(yuán)隨(suí)荷動(dòng)”轉化為(wéi)“源荷(hé)互(hù)動”。以(yǐ)集(jí)中(zhōng)式儲(chǔ)能為(wéi)主(zhǔ)體(tǐ)的(dí)虛擬電(diàn)廠(chǎng)可(kě)以直(zhí)接(jiē)接收電網(wǎng)調(tiáo)度或者作為(wéi)三(sān)方獨立主(zhǔ)體(tǐ)參(cān)與(yǔ)輔(fǔ)助服務(wù)。大規模儲能(néng)可(kě)以提(tí)供大量實時可調的(dí)平(píng)穩出力,有(yǒu)效(xiào)緩(huǎn)解電(diàn)力供應(yīng)短缺問題(tí),提(tí)供電(diàn)網調(tiáo)峰，調頻(pín)，緊(jǐn)急(jí)功(gōng)率支撐(chēng)等(děng)服(fú)務,並增(zēng)強(qiáng)新(xīn)能(néng)源消(xiāo)納能力(lì),為(wéi)高比例新能源的(dí)接入(rù)提(tí)供安全保障,為(wéi)實現(xiàn)“碳(tàn)達(dá)峰·碳中和”戰略目(mù)標(biāo)提(tí)供支(zhī)撐(chēng)。針對(duì)虛擬(nǐ)電(diàn)廠集中(zhōng)式儲(chǔ)能電(diàn)站的集(jí)成設計,可以(yǐ)通(tōng)過綜(zōng)合(hé)分(fēn)析(xī),選(xuǎn)擇(zé)交直(zhí)流(liú)電(diàn)壓等(děng)級(jí)，電池係統(tǒng)熱管理方式(shì)和廠站結(jié)構,使得(dé)儲能(néng)係統集成設計滿足項(xiàng)目定位(wèi)和應(yīng)用(yòng)場(cháng)景(jǐng)要求。

參(cān)考文(wén)獻：

[1]王(wáng)天(tiān)旺(wàng),高贇(yūn),姜孟(mèng),等(děng).虛(xū)擬電(diàn)廠(chǎng)下計(jì)及(jí)分布(bù)式(shì)風電(diàn)與(yǔ)儲能係(xì)統的電(diàn)力係統(tǒng)優(yōu)化(huà)調度[J].電力建(jiàn)設,2016,37(11):108-114.

[2]孫晶琪(qí)4,王願,郭(guō)曉慧(huì),等(děng).考慮(lǜ)環境(jìng)外(wài)部性和風光出力(lì)不確(què)定性的(dí)虛(xū)擬(nǐ)電廠運(yùn)行優化[J].電(diàn)力係統自(zì)動(dòng)化,2022,46(8):50-59.

[3]應飛(fēi)祥(xiáng),徐天(tiān)奇(qí),李琰(yǎn),等.含電動(dòng)汽車充電站商(shāng)業型(xíng)虛擬電(diàn)廠的(dí)日前(qián)調度(dù)優(yōu)化(huà)策(cè)略研(yán)究(jiū)

[J].電力(lì)係(xì)統(tǒng)保護與控製(zhì),2020,48(21):92-100.

[4]韋立坤(kūn),趙波,吳紅(hóng)斌,等.虛擬電廠(chǎng)下(xià)計及(jí)大(dà)規模(mó)分(fēn)布式(shì)光伏的儲(chǔ)能係統配(pèi)置(zhì)優(yōu)化模型

[J].電(diàn)力係(xì)統自動(dòng)化(huà),2015,39(23):66-74.

[5]袁桂麗(lì),蘇偉芳(fāng).計及(jí)電動(dòng)汽(qì)車不確(què)定性(xìng)的(dí)虛(xū)擬電廠(chǎng)參(cān)與AGC調(tiáo)頻服(fú)務(wù)研(yán)究[J].電(diàn)網技術,2020,44(7):2538-2548.

[6]閆(yán)濤,渠(qú)展(zhǎn)展,惠東(dōng),等(děng).含(hán)規模(mó)化電池儲(chǔ)能(néng)係(xì)統的(dí)商業型虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)性(xìng)分(fēn)析[J].電力(lì)係統自動(dòng)化(huà),2014(17):98-104.

[7]呂一農，基(jī)於虛擬電(diàn)廠(chǎng)的(dí)儲(chǔ)能電站(zhàn)設計研究(jiū)。

[8]安科瑞企(qǐ)業(yè)微(wēi)電網設(shè)計與(yǔ)應用手冊.2022年(nián)05版

[9]安(ān)科瑞Acrel2000ES儲能(néng)能(néng)量管理係統(tǒng)選型手冊.2024年(nián)04版

[10]安(ān)科(kē)瑞(ruì)光儲充(chōng)微(wēi)電網係統(tǒng)解(jiě)決(jué)方案.2024年04版