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    淺談虛擬儲能系統(tǒng)與分布式光伏儲能協(xié)同優(yōu)化策略

    來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司   2025年07月24日 08:44  

    摘要:隨著全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化、智能化轉(zhuǎn)型,分布式光伏發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)與機遇。本文深入探討了虛擬儲能系統(tǒng)(Virtual Energy Storage System,VESS)與分布式光伏儲能的協(xié)同優(yōu)化策略,分析了其在提升新能源消納率、降低電網(wǎng)運行成本、增強系統(tǒng)靈活性等方面的關(guān)鍵作用。通過理論模型構(gòu)建、技術(shù)方案比較和實際案例分析,本文系統(tǒng)闡述了虛擬儲能與物理儲能的互補機制,并提出了面向不同應用場景的協(xié)同優(yōu)化方法。研究結(jié)果表明,虛擬儲能與分布式光伏儲能的協(xié)同運行能夠顯著提高能源利用效率,降低碳排放,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供重要技術(shù)支撐。

    關(guān)鍵詞:虛擬儲能系統(tǒng);分布式光伏;儲能協(xié)同優(yōu)化;微電網(wǎng);虛擬電廠

    引言:能源轉(zhuǎn)型的新機遇

    在“雙碳"目標的推動下,可再生能源的快速發(fā)展為能源系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)與機遇。分布式光伏的普及使得電力供應更加清潔,但其波動性和間歇性也給電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來了壓力。如何利用分布式光伏與儲能系統(tǒng),實現(xiàn)能源的靈活調(diào)度與優(yōu)化管理?虛擬儲能系統(tǒng)(Virtual Energy Storage System, VESS)與分布式光伏儲能的協(xié)同優(yōu)化,正成為行業(yè)關(guān)注的焦點。

    1.什么是虛擬儲能系統(tǒng)?

    虛擬儲能系統(tǒng)(VESS)是一種通過智能算法和需求側(cè)管理技術(shù),將分散的、可調(diào)節(jié)的電力負荷(如空調(diào)、電動汽車、工業(yè)設(shè)備等)聚合起來,模擬傳統(tǒng)儲能電池的充放電行為,從而提供靈活的電力調(diào)節(jié)能力。相較于物理儲能,VESS具有投資成本低、響應速度快、資源利用率高等優(yōu)勢。

    2.分布式光伏+儲能的挑戰(zhàn)與機遇

    分布式光伏發(fā)電受天氣影響較大,容易出現(xiàn)供需不匹配的情況。傳統(tǒng)解決方案是搭配物理儲能(如鋰電池),但高昂的初始投資和有限的壽命制約了其大規(guī)模應用。而虛擬儲能系統(tǒng)的引入,可以與物理儲能形成互補,通過需求側(cè)響應、負荷轉(zhuǎn)移等方式,提升系統(tǒng)的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。

    協(xié)同優(yōu)化的核心價值

    提高光伏消納率:通過VESS的動態(tài)調(diào)節(jié),減少棄光現(xiàn)象,利用可再生能源。

    降低儲能投資成本:減少對物理儲能的依賴,優(yōu)化資源配置,提高整體經(jīng)濟性。

    增強電網(wǎng)靈活性:快速響應電網(wǎng)需求,參與調(diào)峰填谷、頻率調(diào)節(jié)等輔助服務。

    提升用戶收益:通過峰谷電價套利、需求響應補貼等方式,降低用電成本。

    3.應用場景與案例

    3.1工業(yè)園區(qū)能源管理

    在工業(yè)園區(qū),分布式光伏+儲能+VESS的協(xié)同模式可以優(yōu)化生產(chǎn)用電,降低峰值負荷,減少電費支出。例如,某工業(yè)園區(qū)通過虛擬儲能調(diào)度空調(diào)、水泵等柔性負荷,年節(jié)省電費超20%。

    3.2微電網(wǎng)與智能社區(qū)

    在微電網(wǎng)中,虛擬儲能可以與戶用光伏、家用儲能電池協(xié)同運行,實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)能源的自給自足和優(yōu)化交易。

    3.3電力市場輔助服務

    VESS可以聚合大量分布式資源,參與電力市場的調(diào)頻、備用等服務,為運營商創(chuàng)造額外收益。

    4.安科瑞虛擬儲能系統(tǒng)與分布式光伏儲能協(xié)同優(yōu)化解決方案

    4.1安科瑞智慧能源管理平臺

    AcrelEMS 智慧能源管理平臺是針對企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺,對企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負荷的運行狀態(tài)實時監(jiān)視、智能預測、動態(tài)調(diào)配,優(yōu)化策略,診斷告警,可調(diào)度源荷有序互動、能源全景分析,滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動態(tài)化、全景分析可視化的需求,完成不同策略下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟運行,為用戶降低能源成本,提高微電網(wǎng)運行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平臺可以接受虛擬電廠的調(diào)度指令和需求響應,是虛擬電廠平臺的企業(yè)級子系統(tǒng)。

    圖片1

    圖1 AcrelEMS 智慧能源管理平臺主界面

    4.2平臺結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲-充"各環(huán)節(jié),通過智能網(wǎng)關(guān)采集測控裝置、光伏、儲能、充電樁、常規(guī)負荷數(shù)據(jù),根據(jù)負荷變化和電網(wǎng)調(diào)度進行優(yōu)化控制,促進新能源消納的同時降低對電網(wǎng)的至大需量,使之運行安全。

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    圖2 AcrelEMS 智慧能源管理平臺結(jié)構(gòu)

    4.3平臺功能

    4.3.1.能源數(shù)字化展示

    通過展示大屏實時顯示市電、光伏、風電、儲能、充電樁以及其它負荷數(shù)據(jù),快速了解能源運行情況。

    圖片2

    4.3.2協(xié)調(diào)控制策略

    通過優(yōu)化控制儲能和可控負載提升實現(xiàn)新能源消納、需量控制、峰谷套利;平滑系統(tǒng)出力,并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對比等。

    4.3.3.智能預測

    結(jié)合氣象數(shù)據(jù),歷史數(shù)據(jù)對光伏、風力發(fā)電功率和負荷功率進行預測,并與實際功率進行對比分析,通過儲能系統(tǒng)和負荷控制實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度,降低需量和用電成本。

    圖片4

    4.3.4.能耗分析

    采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)消耗量,進行同環(huán)比比較,顯示能源流向,能耗對標,并折算標煤或碳排放等。

    圖片5

    4.3.5.有序充電

    系統(tǒng)支持接入交直流充電樁,并根據(jù)企業(yè)負荷和變壓器容量,并和變壓器負荷率進行聯(lián)動控制,引導用戶有序充電,保障企業(yè)微電網(wǎng)運行安全。

    圖片6

    4.3.6.運維巡檢

    系統(tǒng)支持任務管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理,并通過北斗定位跟蹤運維人員軌跡,實現(xiàn)運維流程閉環(huán)管理。

    圖片7

    4.4設(shè)備選型

    除了智慧能源管理平臺外,還具備現(xiàn)場傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備,組成了完整的“云-邊-端"能源數(shù)字化體系,具體包括高低壓配電綜合保護和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量治理、照明控制、充電樁、電氣消防類解決方案等,可以為虛擬電廠企業(yè)級的能源管理系統(tǒng)提供一站式服務能力。

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    5.結(jié)語

    虛擬儲能系統(tǒng)與分布式光伏儲能的協(xié)同優(yōu)化,不僅能夠提升能源利用效率,還能降低碳排放,推動綠色能源的高質(zhì)量發(fā)展。對于企業(yè)、園區(qū)、電網(wǎng)運營商而言,這是一次降本增效的機會;對于社會而言,這是邁向可持續(xù)未來的重要一步。

    參考文獻

    [1] 汪宇文,王金玉.一種基于網(wǎng)絡(luò)通信的有序充電控制系統(tǒng)及方法

    [2] 姚明明,張新,楊培宏,等 . 基于改進風光場景聚類聯(lián)合 虛擬儲能的源網(wǎng)荷儲低碳優(yōu)化調(diào)度

    [3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應用手冊.2022.05版

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