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各国纷纷“出手”发展虚拟电厂稳定电力系统,中国也在其中

来源: 编辑: 时间:2019-10-22
导读: 中国储能网讯:多国电力市场改革方兴未艾,打破垂直一体化垄断格局、引入更多市场主体、建立竞争的市场机制是各国电改追求的共同目标。在这个大背景下,分布式能源作为受鼓......

中国储能网讯:多国电力市场改革方兴未艾,打破垂直一体化垄断格局、引入更多市场主体、建立竞争的市场机制是各国电改追求的共同目标。在这个大背景下,分布式能源作为受鼓励对象,成为市场的宠儿,取得了长足的发展。截止2010年,美国已有分布式能源站6000多座,总装机9200多万千瓦,发电量占比14%。

分布式发电可以实现局部的供需平衡,减少输配损耗、提高能源利用率,具有很多优点。但同时,其规模小、分布广、种类多的特点也给电网调度和稳定运行带来了一定的困扰。

虚拟电厂作为解决这一问题的有效手段,顺理成章地受到了各方的重视。自2001年起欧洲各国就开始开展以集成中小型分布式发电单元为主要目标的虚拟发电厂研究项目,参与的国家包括德国、英国、西班牙、法国、丹麦等。现已实施的虚拟电厂项目包括:德国卡塞尔大学太阳能供应技术研究所的试点项目、欧盟虚拟燃料电池电厂项目、欧盟FENIX项目等。

现在的情况相比以前,又有了很大的不同,能源结构调整、可再生能源消纳、减排压力成为世界范围的新问题、大课题。分布式电源形式也从当时的热电联产为主向以风电、光伏为代表的可再生能源转变。同时,储能、可控负荷、电动汽车也以“产消者”的新角色进入了电力市场,成为不可忽视的市场主体。新形势下的新问题,给电力系统调度和交易带来了新挑战,虚拟电厂必将发挥更大的作用。

日本就是即将加大投资虚拟电厂的国家之一。为解决电力供应稳定问题,日本政府及企业早已着手研究太阳能发电这一相对安全的可再生能源发电模式。现如今,为了因地制宜地解决不同地区发电量不均衡的问题,日本近期更加快了推广“光伏+储能”的脚步。

虚拟电厂(Virtual Power Plant,下称“VPP”)试验,是日本经济产业省(下称“经产省”)选择的方式之一。虚拟电厂就像是一个能源收集平台,将一定区域内的光伏电池板、蓄电池等电源系统结合起来统一管理,根据不同的电力需求供应相应的电力。虽然每个电力规模很小,但积少成多,收集起来就能够像一个发电站一样输出电力。

日本政府计划到2030年,将可再生能源比率从目前的16%,提高到22-24%,但受限于气候等不确定因素,可再生能源发电量无法确定。如果使用火力发电进行电力调配,设备利用率会下降,投资资金也无法回收。对于大型电力公司而言,虚拟电厂的优势是可降低对发电设备的初期投资金额,并提高日后灵活购买太阳能电力的能力。

京瓷、罗森等日本多个行业企业已纷纷“出手”投资虚拟电厂。根据日本经济产业省相关数据,可供虚拟电厂收集的太阳能电力等电力规模,预计将在30年内增加到37.7GW,相当于37个大型火力发电站的发电量,可见作为电力调配的虚拟电厂势必将有大发展。

储能时代已经开启,正像一位行业资深人士所说,日本的储能市场并不是最近“很火”而是已经火了很多年,而全球范围内的储能市场,正在迎接一场爆炸式的增长。此外,日本利用虚拟电厂进行电力协调与调配的先例,也值得国内电力市场借鉴一二。

现在,中国还正在进行新一轮电改,电力市场也在紧锣密鼓建设过程中。老问题叠加新问题,加上根深蒂固的垄断、计划思维模式,给中国的电改之路带来了太多的难度和不确定性。或许,虚拟电厂将会在未来发挥重要作用,为电力系统的安全运行和电力市场的高效运营保驾护航。

通过先进的人工智能方式和远程控制方式,建一个“虚拟电厂”,将周边楼宇中的充电桩的充电模式由快充变成慢充;在不影响人体舒适度的情况下,调节空调温度;在不影响楼宇安全的情况下,调节电梯的运行方式;调节楼宇中的储能设备、三联供机组等等,从通过虚拟电厂将闲散电能集中起来,从而缓解部分地区的用电紧张。而这些提供电能的楼宇,以出售电价的形式获得补偿。目前,现在上海有3000多栋类似的商业楼宇,如果将这些电能都集中起来,相当于上海新增了一个100千瓦的火电机组。这样一个商业建筑虚拟电厂,能够减少占地2000公顷,每年减少二氧化碳排放300吨,并可以减少电厂建设投资110亿元。

虚拟电厂在保障城市能源安全的基础上,打造能源价值共享新业态,构筑绿色发电新引擎,服务城市绿色低碳发展。目前,国网公司在上海市黄浦区商业建筑虚拟电厂的成果基础上,正紧锣密鼓开展下一阶段试点研发工作。

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