虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用

虛擬電(dian)廠中(zhong)儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用

安(an)科瑞(rui)電(dian)氣(qi)股(gu)份有限(xian)公司(si) 上(shang)海嘉定(ding) 201801

【摘(zhai)要(yao)】虛(xu)擬電(dian)廠利(li)用*進(jin)的通(tong)信技術(shu)，將分(fen)布式(shi)電(dian)源(yuan)、儲能裝置(zhi)和(he)可控負荷(he)等資(zi)源(yuan)廣(guang)泛(fan)連接(jie)，並(bing)采用特定(ding)的控(kong)制(zhi)策(ce)略進(jin)行資(zi)源(yuan)的協同聚合(he)和智能(neng)管理，從(cong)而(er)具備(bei)與(yu)電(dian)網能量(liang)互(hu)動的能(neng)力(li)。在虛(xu)擬電(dian)廠的運(yun)作(zuo)中(zhong)，儲能設(she)備(bei)不僅可以(yi)有效(xiao)儲存可再生(sheng)能(neng)源(yuan)的過剩電(dian)力(li)，還能(neng)在(zai)需(xu)要時釋(shi)放能(neng)源(yuan)，以(yi)滿(man)足可控負荷(he)的需(xu)求(qiu)響(xiang)應(ying)和分(fen)布式(shi)能源(yuan)的要(yao)求(qiu)，從(cong)而(er)能夠(gou)更加(jia)靈(ling)活(huo)地(di)管理能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)，提(ti)高(gao)電(dian)網的穩定(ding)性(xing)和(he)可靠性(xing)。本(ben)文(wen)針對(dui)虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用展開研究(jiu)，對(dui)虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)儲能技(ji)術(shu)發(fa)展、清(qing)潔能源(yuan)的大(da)規(gui)模應(ying)用進(jin)行了展望。

【關(guan)鍵(jian)詞(ci)】虛(xu)擬電(dian)廠；儲能技(ji)術(shu)；應(ying)用

0.引(yin)言(yan)

在(zai)當(dang)今(jin)社(she)會的迅(xun)猛(meng)發展下(xia)，我(wo)們不可避(bi)免(mian)地面(mian)臨與(yu)日俱(ju)增(zeng)的能(neng)源(yuan)需(xu)求、嚴(yan)重的環(huan)境汙染(ran)問題以(yi)及日益緊缺(que)的自(zi)然資(zi)源(yuan)帶(dai)來的挑戰(zhan)，這(zhe)些(xie)挑戰(zhan)需(xu)要(yao)我(wo)們尋找創新的解(jie)決(jue)方(fang)案，以(yi)確保(bao)社(she)會的可持(chi)續(xu)發展。近年來，可再生(sheng)能(neng)源(yuan)成為了壹個(ge)備(bei)受關(guan)註(zhu)的話(hua)題，與(yu)此同時(shi)分(fen)布式(shi)能源(yuan)也(ye)逐(zhu)漸(jian)嶄露(lu)頭角(jiao)。可再生(sheng)能(neng)源(yuan)如太(tai)陽(yang)能(neng)和(he)風(feng)能(neng)等具有巨大(da)的潛(qian)力(li)，它(ta)們(men)可以(yi)為社(she)會提供(gong)清(qing)潔的電(dian)力(li)，減(jian)少人(ren)類對(dui)有(you)限(xian)自(zi)然資(zi)源(yuan)的依(yi)賴(lai)，並(bing)降(jiang)低能(neng)源(yuan)生(sheng)產帶(dai)來(lai)的環(huan)境汙染(ran)。然而(er)，可再生(sheng)能(neng)源(yuan)的波(bo)動性(xing)和不確定(ding)性(xing)問(wen)題壹直(zhi)是困擾電(dian)力(li)系(xi)統(tong)的挑戰(zhan)之(zhi)壹。在這(zhe)個(ge)背(bei)景(jing)下(xia)，虛(xu)擬電(dian)廠的概(gai)念(nian)應(ying)運而(er)生。

虛(xu)擬電(dian)廠是壹種*進(jin)的電(dian)力(li)系(xi)統(tong)管理方(fang)法，它(ta)可以(yi)協調控制(zhi)分(fen)布式(shi)電(dian)源(yuan)（如太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池和(he)風力(li)發電(dian)機(ji)等(deng)），並(bing)有效(xiao)地管理能(neng)量(liang)流向(xiang)，以(yi)支持(chi)電(dian)網的穩定(ding)運(yun)行。虛擬電(dian)廠的關(guan)鍵(jian)之(zhi)壹是儲能裝置(zhi)。這(zhe)些(xie)裝置(zhi)可以(yi)儲存多(duo)余(yu)的能(neng)源(yuan)，以(yi)便在(zai)需(xu)要(yao)時釋(shi)放，從(cong)而(er)彌補可再生(sheng)能(neng)源(yuan)的波(bo)動性(xing)。這不僅可以(yi)提高(gao)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)的可靠性(xing)，還(hai)可以(yi)降(jiang)低對(dui)傳統(tong)發電(dian)方式(shi)的依(yi)賴(lai)，減(jian)少環(huan)境汙染(ran)。此外(wai)，儲能裝置(zhi)還(hai)可以(yi)提高(gao)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)的經(jing)濟性，因(yin)為它(ta)們(men)可以(yi)在高(gao)峰時(shi)段釋(shi)放儲存的能(neng)量(liang)，從而(er)減(jian)少高(gao)成本的峰(feng)值(zhi)電(dian)力(li)需求(qiu)。

1.虛(xu)擬電(dian)廠概述

虛(xu)擬電(dian)廠是壹種創新性(xing)的電(dian)力(li)管理概(gai)念(nian)，它(ta)在(zai)分(fen)布式(shi)電(dian)力(li)管理系(xi)統(tong)的支持(chi)下(xia)，通(tong)過整合分(fen)散(san)的分(fen)布式(shi)電(dian)源(yuan)、可控制電(dian)源(yuan)和(he)儲能裝置(zhi)等(deng)資(zi)源(yuan)，形(xing)成壹個(ge)龐大(da)的虛(xu)擬性可控制信息(xi)集(ji)合體(ti)。這個(ge)概(gai)念(nian)的出現對(dui)電(dian)網運行和調度(du)產生(sheng)了深遠(yuan)的影(ying)響(xiang)，特別(bie)是在智能(neng)電(dian)網和分(fen)布式(shi)電(dian)網的應(ying)用沖(chong)突(tu)方(fang)面(mian)提供了解(jie)決(jue)方(fang)案。

虛(xu)擬電(dian)廠的核(he)心(xin)思想(xiang)是(shi)將分(fen)布式(shi)電(dian)源(yuan)（包(bao)括(kuo)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)、風能(neng)、小(xiao)型燃氣(qi)發(fa)電(dian)機(ji)等(deng)）以(yi)及各(ge)種可控制電(dian)源(yuan)（如電(dian)動汽(qi)車充電(dian)樁(zhuang)和(he)分(fen)布式(shi)儲能設(she)備(bei)等(deng)），有(you)效(xiao)地匯(hui)聚成壹個(ge)統(tong)壹的實(shi)體(ti)。這(zhe)個(ge)實(shi)體(ti)可以(yi)像傳統(tong)發電(dian)廠壹樣(yang)，直(zhi)接(jie)參(can)與(yu)電(dian)網的運(yun)行和調度(du)。這(zhe)種(zhong)整合有(you)助於(yu)提(ti)高(gao)電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)的可利(li)用性(xing)，減(jian)少能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)，降(jiang)低電(dian)網的負荷(he)壓力(li)，提高(gao)電(dian)網的可靠性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)。

此(ci)外(wai)，虛(xu)擬電(dian)廠的出現也有助於(yu)解(jie)決(jue)智能(neng)電(dian)網和分(fen)布式(shi)電(dian)網之(zhi)間(jian)的應(ying)用沖(chong)突(tu)。智能(neng)電(dian)網強調了數(shu)據(ju)分(fen)析和(he)遠(yuan)程(cheng)控制(zhi)，以(yi)提高(gao)電(dian)網的效(xiao)率和可管理性(xing)；而(er)分(fen)布式(shi)電(dian)網更強調本地(di)化能(neng)源(yuan)生(sheng)產和(he)消(xiao)費(fei)，希(xi)望減(jian)少電(dian)力(li)輸送(song)損(sun)耗(hao)和提高(gao)電(dian)網的彈(dan)性。虛(xu)擬電(dian)廠的構(gou)成模式(shi)具體如圖(tu)1所示。

2.儲能技(ji)術(shu)

2.1儲能技(ji)術(shu)的內涵(han)

電(dian)能儲存是(shi)儲能技(ji)術(shu)的核(he)心(xin)概念(nian)，它(ta)使(shi)得(de)能量(liang)可以(yi)在不同時(shi)刻(ke)之(zhi)間(jian)進行轉化和利(li)用。這(zhe)個(ge)過程(cheng)涉(she)及到(dao)將能量(liang)以(yi)不同形(xing)式(shi)儲存，這(zhe)可以(yi)通(tong)過介質(zhi)或特定(ding)設(she)備(bei)實(shi)現(xian)。儲能介(jie)質(zhi)可以(yi)是電(dian)池、*級(ji)電(dian)容器、壓縮(suo)空氣(qi)儲能、重(zhong)力(li)儲能等(deng)多(duo)種(zhong)形(xing)式(shi)，每種介(jie)質都有(you)其的特性和(he)適用場景。設(she)備(bei)則包(bao)括(kuo)能(neng)夠(gou)將能量(liang)儲存和(he)釋(shi)放的技(ji)術(shu)，如充(chong)電(dian)/放電(dian)系(xi)統(tong)、逆變(bian)器和控(kong)制系(xi)統(tong)等。

這(zhe)種能(neng)量(liang)存儲的靈(ling)活(huo)性(xing)使(shi)得(de)儲能技(ji)術(shu)在(zai)多個(ge)領(ling)域(yu)中(zhong)發(fa)揮(hui)著關(guan)鍵(jian)作用。首(shou)先，儲存的能(neng)量(liang)可以(yi)作為應(ying)急(ji)能源(yuan)，以(yi)滿(man)足突(tu)發(fa)事(shi)件(jian)或電(dian)力(li)中(zhong)斷(duan)時(shi)的能(neng)源(yuan)需(xu)求。這(zhe)對(dui)於(yu)維護(hu)基礎設(she)施運行、醫(yi)療設(she)備(bei)供(gong)電(dian)以(yi)及保(bao)障公共安(an)全至(zhi)關(guan)重(zhong)要。此外，儲能技(ji)術(shu)還(hai)可以(yi)用來(lai)支持(chi)電(dian)網運行。電(dian)網負荷(he)通(tong)常(chang)會出現波動，而(er)儲能系(xi)統(tong)可以(yi)在負荷(he)較(jiao)低(di)時(shi)存(cun)儲多余(yu)的能(neng)量(liang)，然後(hou)在(zai)高(gao)負荷(he)時釋(shi)放，以(yi)平衡(heng)電(dian)力(li)供需(xu)，減(jian)輕(qing)電(dian)網波動。這(zhe)壹過程(cheng)有時(shi)被(bei)稱為"削(xue)峰(feng)填谷"，它(ta)有(you)助於(yu)提(ti)高(gao)電(dian)網的穩定(ding)性(xing)和(he)可靠性(xing)，同(tong)時(shi)也促進(jin)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)的大(da)規(gui)模集(ji)成。

2.2儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用方(fang)向(xiang)

（1）電(dian)化學儲能

電(dian)化學儲能技(ji)術(shu)在(zai)當今電(dian)力(li)領(ling)域(yu)具備(bei)顯著(zhu)的優(you)勢(shi)，這些(xie)優(you)勢(shi)包括(kuo)其廣(guang)泛(fan)的適(shi)用性(xing)、*效(xiao)的能(neng)量(liang)轉化(hua)效率、長期的使(shi)用壽(shou)命(ming)、靈(ling)活(huo)的充(chong)放電(dian)性能、相(xiang)對(dui)較(jiao)輕(qing)的重(zhong)量(liang)以(yi)及*色(se)的便(bian)攜(xie)性(xing)等。

電(dian)化學儲能技(ji)術(shu)的特點(dian)使(shi)其在電(dian)力(li)系(xi)統(tong)中(zhong)扮(ban)演(yan)著重要(yao)的角(jiao)色(se)，並(bing)且在(zai)多個(ge)領(ling)域(yu)都表(biao)現(xian)出*越的性(xing)能(neng)。首(shou)先，電(dian)化學儲能技(ji)術(shu)的廣(guang)泛(fan)適用性(xing)使(shi)其能夠(gou)滿(man)足各種(zhong)電(dian)力(li)需求(qiu)，無論是(shi)用於(yu)家(jia)庭、商業還是(shi)工(gong)業(ye)應(ying)用，電(dian)化學儲能系(xi)統(tong)都可以(yi)根據(ju)需(xu)求(qiu)進行定(ding)制(zhi)和(he)擴(kuo)展，這種靈(ling)活性使(shi)得(de)儲能技(ji)術(shu)能(neng)夠在不同場景中(zhong)提(ti)供(gong)可靠的能(neng)源(yuan)支持(chi)。其次(ci)，電(dian)化學儲能技(ji)術(shu)以(yi)其*效的能(neng)量(liang)轉化(hua)效率而(er)聞(wen)名(ming)，當(dang)電(dian)能儲存在(zai)儲能系(xi)統(tong)中(zhong)時(shi)，其損失(shi)非常(chang)小(xiao)，從而(er)確保(bao)了電(dian)能的有(you)效(xiao)利(li)用。同(tong)時(shi)，電(dian)化學儲能技(ji)術(shu)具有*越的使(shi)用壽(shou)命(ming)，這(zhe)些(xie)系(xi)統(tong)通(tong)常(chang)能(neng)夠持(chi)續(xu)數(shu)年甚(shen)至(zhi)更長(chang)時間的運(yun)行，而(er)且其性能(neng)不會明顯下(xia)降(jiang)。此外(wai)，電(dian)化學儲能技(ji)術(shu)在(zai)充放電(dian)方面(mian)表現*色(se)，可以(yi)迅(xun)速(su)響(xiang)應(ying)電(dian)力(li)需求(qiu)的變(bian)化(hua)，無論是(shi)快(kuai)速(su)放電(dian)以(yi)提供(gong)輔助服(fu)務(wu)，還是(shi)緩慢充電(dian)以(yi)儲存電(dian)能供日後(hou)使(shi)用。

（2）機(ji)械儲能

機(ji)械儲能是(shi)壹項(xiang)關(guan)鍵(jian)的電(dian)力(li)儲能技(ji)術(shu)，旨(zhi)在將電(dian)能轉化(hua)為機(ji)械能(neng)，以(yi)便在(zai)需(xu)要(yao)時將其重新轉(zhuan)化為電(dian)能。其中(zhong)壹種主(zhu)要的機(ji)械儲能技(ji)術(shu)是(shi)抽水(shui)蓄能(neng)，它(ta)利(li)用了勢(shi)能和(he)動能(neng)的原(yuan)理，抽水(shui)蓄能(neng)的核(he)心(xin)概念(nian)是(shi)將多余的電(dian)能轉化(hua)為勢(shi)能，通(tong)過將水(shui)資(zi)源(yuan)從(cong)下(xia)水(shui)庫抽升到地上(shang)水(shui)庫的方(fang)式(shi)來實現(xian)。這個(ge)過程(cheng)類似於(yu)充(chong)電(dian)的過程(cheng)，其中(zhong)下(xia)水(shui)庫充(chong)當電(dian)池，而(er)地上(shang)水(shui)庫則充(chong)當能量(liang)存儲器。當電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)供(gong)過於求(qiu)時，通(tong)過電(dian)能轉化(hua)為機(ji)械能(neng)的方(fang)式(shi)，水(shui)被抽升到地上(shang)水(shui)庫，從(cong)而(er)將電(dian)能儲存為潛在(zai)的勢(shi)能。而(er)當電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)需(xu)求增(zeng)加(jia)時(shi)，可以(yi)釋(shi)放存(cun)儲的水(shui)，通(tong)過水(shui)力(li)發電(dian)的方(fang)式(shi)將勢(shi)能轉(zhuan)化為電(dian)能，滿(man)足電(dian)力(li)負荷(he)的需(xu)求(qiu)。

抽水(shui)蓄被(bei)認為是電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)轉(zhuan)換和(he)電(dian)力(li)發送(song)功(gong)能的理(li)想(xiang)選擇之(zhi)壹，其成熟(shu)度(du)很高(gao)，已在許(xu)多(duo)地方得到(dao)成功(gong)應(ying)用。這(zhe)壹技術(shu)的性(xing)在(zai)於(yu)它(ta)可以(yi)迅(xun)速(su)響(xiang)應(ying)電(dian)力(li)需求(qiu)的波(bo)動，有(you)助於(yu)維(wei)持(chi)電(dian)網的穩定(ding)性(xing)。然而(er)，抽水(shui)蓄能(neng)也存在壹些(xie)挑戰(zhan)和(he)限(xian)制(zhi)，其中(zhong)之(zhi)壹是廠址選擇的復(fu)雜(za)性(xing)。此(ci)外(wai)，建(jian)設(she)壹個(ge)抽水(shui)蓄能(neng)系(xi)統(tong)通(tong)常(chang)需(xu)要相(xiang)當大(da)的投資(zi)，涉(she)及到(dao)水(shui)庫建(jian)設(she)、水(shui)泵(beng)和(he)發電(dian)機(ji)等(deng)設(she)備(bei)的購(gou)置(zhi)，這(zhe)可能對(dui)財政構(gou)成壹定(ding)壓(ya)力(li)。施工(gong)工(gong)期(qi)也(ye)相(xiang)對(dui)較(jiao)長(chang)，需(xu)要(yao)耐(nai)心(xin)等待(dai)系(xi)統(tong)的建(jian)成和投入(ru)運(yun)行。

（3）電(dian)磁(ci)儲能

電(dian)磁(ci)儲能是(shi)壹種重(zhong)要的能(neng)源(yuan)儲存方(fang)式(shi)，它(ta)包(bao)括(kuo)兩(liang)種(zhong)主(zhu)要形(xing)式(shi)：超(chao)導磁(ci)儲能和(he)*級(ji)電(dian)容器儲能。這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)在(zai)能源(yuan)儲存和(he)轉(zhuan)換(huan)方(fang)面(mian)都具有巨大(da)的潛(qian)力(li)，可以(yi)在許(xu)多(duo)應(ying)用領(ling)域(yu)中(zhong)發(fa)揮(hui)關(guan)鍵(jian)作用。

超(chao)導磁(ci)儲能利(li)用超(chao)導材(cai)料制(zhi)作(zuo)超(chao)導線(xian)圈，通(tong)過將電(dian)能轉變(bian)為電(dian)磁(ci)能來實現(xian)能(neng)量(liang)的存(cun)儲。這個(ge)過程(cheng)具有許(xu)多(duo)優勢(shi)。首先，超(chao)導線(xian)圈能(neng)夠快(kuai)速(su)反應(ying)，這意味著它(ta)們(men)可以(yi)在瞬(shun)間之(zhi)間(jian)轉換能量(liang)狀(zhuang)態(tai)。其次(ci)，超(chao)導磁(ci)儲能系(xi)統(tong)具有高(gao)功(gong)率密(mi)度(du)，這(zhe)意味著它(ta)們(men)可以(yi)處(chu)理大(da)量(liang)的能(neng)量(liang)，並(bing)且在(zai)短時間(jian)內釋(shi)放出來。此外，這種(zhong)技(ji)術(shu)的能(neng)量(liang)消耗(hao)非常(chang)低(di)，因(yin)此在儲能周(zhou)期(qi)內能夠*效地(di)保(bao)留(liu)能(neng)量(liang)。*重要(yao)的是(shi)，超(chao)導磁(ci)儲能系(xi)統(tong)具有高(gao)充放電(dian)效率，這意味著在能(neng)量(liang)轉換(huan)過程(cheng)中(zhong)幾乎(hu)沒(mei)有(you)能(neng)量(liang)損失(shi)，因(yin)此非常(chang)節能。

與(yu)超(chao)導磁(ci)儲能不同，*級(ji)電(dian)容器儲能是(shi)另壹種重(zhong)要的電(dian)磁(ci)儲能技(ji)術(shu)。它(ta)分(fen)為兩種(zhong)類型：雙電(dian)層電(dian)容器儲能和(he)*級(ji)電(dian)容器儲能。這(zhe)兩(liang)種(zhong)技(ji)術(shu)都(dou)以(yi)其的特點(dian)而(er)聞(wen)名(ming)。首(shou)先，它(ta)們(men)都(dou)具備(bei)快(kuai)速(su)充(chong)放電(dian)反應(ying)的特點(dian)，能(neng)夠(gou)在(zai)瞬(shun)間之(zhi)間(jian)存儲或釋(shi)放大(da)量(liang)電(dian)能。其次(ci)，*級(ji)電(dian)容器儲能具有高(gao)功(gong)率密(mi)度(du)，這(zhe)使(shi)它(ta)們(men)能(neng)夠(gou)在短(duan)時間(jian)內提供大(da)量(liang)電(dian)能。此外(wai)，*級(ji)電(dian)容器儲能效(xiao)率非常(chang)高(gao)，幾乎(hu)沒(mei)有(you)能(neng)量(liang)損失(shi)。*後(hou)，*級(ji)電(dian)容器儲能技(ji)術(shu)非(fei)常(chang)安(an)全穩定(ding)，不容易(yi)發生(sheng)過熱或其他危(wei)險情況。

3儲能技(ji)術(shu)在(zai)虛擬電(dian)廠中(zhong)的應(ying)用

3.1在(zai)儲能技(ji)術(shu)的作(zuo)用下(xia)提(ti)高(gao)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)利(li)用率

儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用可以(yi)通(tong)過多種(zhong)方式(shi)提高(gao)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)的發(fa)電(dian)能力(li)，它(ta)在(zai)虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)的應(ying)用為提高(gao)可再生(sheng)資(zi)源(yuan)的利(li)用率提供了強大(da)的支持(chi)。在(zai)虛擬電(dian)廠的運(yun)營(ying)中(zhong)，波(bo)動性(xing)和不確定(ding)性(xing)常(chang)常(chang)是(shi)壹個(ge)挑戰(zhan)。例(li)如，風(feng)力(li)發電(dian)和光伏(fu)發電(dian)的能(neng)源(yuan)產量(liang)會受到(dao)天氣(qi)條(tiao)件(jian)、季節和時(shi)間的影(ying)響(xiang)，導致(zhi)能源(yuan)生(sheng)產的波(bo)動。此(ci)外，這(zhe)些(xie)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)的產量(liang)是隨(sui)機(ji)的，很難(nan)提前預(yu)測。而(er)儲能技(ji)術(shu)可以(yi)充分(fen)發揮(hui)其作用來(lai)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)挑戰(zhan)，實(shi)現(xian)能源(yuan)系(xi)統(tong)的可持(chi)續(xu)性和穩定(ding)性(xing)，提(ti)高(gao)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)利(li)用率。

通(tong)過在虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)引(yin)入(ru)儲能設(she)備(bei)，我(wo)們可以(yi)有效(xiao)地(di)減(jian)少可再生(sheng)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)帶來的波(bo)動性(xing)和不確定(ding)性(xing)的影(ying)響(xiang)。當(dang)風(feng)力(li)或光(guang)伏(fu)系(xi)統(tong)產生(sheng)超(chao)出規(gui)定(ding)數(shu)值(zhi)的電(dian)力(li)時，多(duo)余(yu)的能(neng)量(liang)可以(yi)存儲在儲能設(she)備(bei)中(zhong)，從(cong)而(er)不被浪(lang)費(fei)；同(tong)時(shi)，存儲的能(neng)量(liang)可以(yi)在需(xu)要(yao)時(shi)釋(shi)放，以(yi)滿(man)足能源(yuan)需(xu)求。因(yin)此，即(ji)使(shi)在(zai)天氣(qi)等(deng)原(yuan)因(yin)導致(zhi)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)產量(liang)過剩或(huo)不足的狀(zhuang)況下(xia)，這(zhe)種(zhong)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)換和(he)使(shi)用的靈(ling)活(huo)性(xing)仍然可以(yi)確保(bao)虛(xu)擬電(dian)廠的穩定(ding)運(yun)行。

此外，作為壹項(xiang)關(guan)鍵(jian)的能(neng)源(yuan)創新，儲能技(ji)術(shu)還(hai)有助於(yu)解(jie)決(jue)可再生(sheng)資(zi)源(yuan)的不可預測性問(wen)題。通(tong)過監測和管理儲能設(she)備(bei)中(zhong)的能(neng)量(liang)存儲，虛擬電(dian)廠操作人(ren)員(yuan)可以(yi)更好(hao)地應(ying)對(dui)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)產量(liang)的變(bian)化(hua)。這(zhe)種實(shi)時的響(xiang)應(ying)能力(li)使(shi)虛(xu)擬電(dian)廠更加(jia)靈(ling)活(huo)，可以(yi)更好(hao)地適應(ying)不斷變(bian)化的能(neng)源(yuan)環(huan)境。

3.2在儲能技(ji)術(shu)的作(zuo)用下(xia)提(ti)升(sheng)虛(xu)擬電(dian)廠的電(dian)能質量(liang)

在虛(xu)擬電(dian)廠運行過程(cheng)中(zhong)常(chang)常(chang)會面(mian)臨壹些(xie)電(dian)能質量(liang)方面(mian)的挑戰(zhan)，其中(zhong)之(zhi)壹就是(shi)諧(xie)波(bo)問(wen)題。諧(xie)波(bo)是(shi)壹種非(fei)正弦電(dian)流或電(dian)壓波形(xing)，它(ta)們(men)會幹擾電(dian)力(li)系(xi)統(tong)的正常(chang)運(yun)行，損害與(yu)系(xi)統(tong)相關(guan)的設(she)備(bei)和(he)電(dian)能質量(liang)。

虛擬電(dian)廠作為壹種集(ji)成分(fen)布式(shi)能源(yuan)資(zi)源(yuan)的智能(neng)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)，為了應(ying)對(dui)這(zhe)些(xie)諧(xie)波(bo)問(wen)題，實現(xian)節能環(huan)保(bao)和(he)系(xi)統(tong)穩定(ding)運(yun)行，儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用成為了壹個(ge)關(guan)鍵(jian)的解(jie)決(jue)方(fang)案。儲能技(ji)術(shu)通(tong)常(chang)包(bao)括(kuo)電(dian)池等(deng)設(she)備(bei)，它(ta)們(men)可以(yi)將多余的電(dian)能存儲起(qi)來(lai)，並(bing)在需(xu)要時(shi)釋(shi)放。其中(zhong)的逆(ni)變(bian)器是儲能系(xi)統(tong)中(zhong)的壹個(ge)關(guan)鍵(jian)組件(jian)，它(ta)能(neng)夠(gou)將儲存的電(dian)能轉換(huan)成可用的電(dian)流。在虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)，逆(ni)變(bian)器不僅可以(yi)用來(lai)提(ti)供(gong)電(dian)力(li)，還可以(yi)用來(lai)改(gai)善電(dian)能質量(liang)。儲能技(ji)術(shu)可以(yi)通(tong)過逆變(bian)器輸出和諧(xie)波(bo)相(xiang)反的電(dian)流來補(bu)償虛擬電(dian)廠中(zhong)產生(sheng)的諧(xie)波(bo)。當(dang)虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)的分(fen)布式(shi)能源(yuan)資(zi)源(yuan)產生(sheng)諧(xie)波(bo)時(shi)，逆(ni)變器可以(yi)生成與(yu)諧(xie)波(bo)相(xiang)反方(fang)向(xiang)的電(dian)流波形(xing)，從而(er)抵消(xiao)諧(xie)波(bo)的影(ying)響(xiang)。這(zhe)種(zhong)補償作(zuo)用有(you)助於(yu)提(ti)升(sheng)電(dian)能質量(liang)，確保(bao)系(xi)統(tong)中(zhong)的電(dian)壓和電(dian)流波形(xing)是接(jie)近(jin)正弦的，減(jian)少了諧(xie)波(bo)對(dui)設(she)備(bei)和(he)系(xi)統(tong)的損(sun)害。

此(ci)外(wai)，儲能技(ji)術(shu)還(hai)可以(yi)在系(xi)統(tong)供給(gei)和負荷(he)不平衡(heng)的情況下(xia)發(fa)揮(hui)重(zhong)要(yao)作用。當(dang)系(xi)統(tong)中(zhong)發(fa)電(dian)側的供(gong)給(gei)和(he)負荷(he)需求不平衡(heng)時，可能會導致(zhi)系(xi)統(tong)頻率偏(pian)差(cha)。此時(shi)儲能技(ji)術(shu)可以(yi)通(tong)過釋(shi)放或(huo)吸(xi)收(shou)電(dian)能來平(ping)衡頻率偏(pian)差(cha)，確保(bao)系(xi)統(tong)供電(dian)平衡，並(bing)降(jiang)低偏(pian)差(cha)對(dui)系(xi)統(tong)的影(ying)響(xiang)。這(zhe)有(you)助於(yu)維(wei)持(chi)系(xi)統(tong)的穩定(ding)運(yun)行，防止頻繁的停(ting)電(dian)或電(dian)力(li)波動。

3.3在(zai)儲能技(ji)術(shu)的作(zuo)用下(xia)提(ti)升(sheng)虛(xu)擬電(dian)廠供電(dian)可靠性(xing)

由(you)於(yu)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)（如太(tai)陽(yang)能(neng)和(he)風(feng)能(neng)等）受外(wai)界(jie)環(huan)境因(yin)素的影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)，因(yin)此其發電(dian)能力(li)可能會受到(dao)天氣(qi)條(tiao)件(jian)的限(xian)制(zhi)。此(ci)外(wai)，電(dian)網故(gu)障也(ye)是壹個(ge)不可避(bi)免(mian)的問(wen)題，可能導致(zhi)電(dian)力(li)供應(ying)中(zhong)斷(duan)，給(gei)用戶(hu)用電(dian)帶來不便。而(er)儲能技(ji)術(shu)可以(yi)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)問(wen)題，確保(bao)虛(xu)擬電(dian)廠能夠為用戶(hu)提(ti)供持(chi)續(xu)的供(gong)電(dian)支持(chi)，從(cong)而(er)顯著(zhu)提升(sheng)供(gong)電(dian)可靠性(xing)。在(zai)虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)，儲能設(she)備(bei)起(qi)到(dao)了至(zhi)關(guan)重(zhong)要的作(zuo)用。

當(dang)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)設(she)備(bei)的力(li)量(liang)為零(ling)或(huo)外界(jie)環(huan)境因(yin)素影(ying)響(xiang)了其發電(dian)能力(li)時，儲能技(ji)術(shu)可以(yi)存儲多余(yu)的電(dian)能。這意味著即(ji)使(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池板(ban)因(yin)雲層遮(zhe)擋或風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)因(yin)風速(su)不足而(er)停止(zhi)發電(dian)，用戶(hu)仍(reng)然可以(yi)依賴(lai)儲能系(xi)統(tong)獲得(de)所需的電(dian)力(li)。這種(zhong)無縫切(qie)換和持(chi)續(xu)供電(dian)支持(chi)對(dui)於(yu)維持(chi)用戶(hu)的正常(chang)用電(dian)是至(zhi)關(guan)重(zhong)要的。此(ci)外(wai)，當(dang)電(dian)網發生(sheng)故(gu)障時(shi)，虛擬電(dian)廠可以(yi)通(tong)過儲能技(ji)術(shu)提(ti)供備(bei)用電(dian)力(li)，以(yi)確保(bao)用戶(hu)不會受到(dao)電(dian)力(li)中(zhong)斷(duan)的影(ying)響(xiang)。這(zhe)種(zhong)供電(dian)可靠性(xing)的提(ti)高(gao)對(dui)於(yu)各種(zhong)行業和領(ling)域(yu)都具有重(zhong)要(yao)意義，特別(bie)是對(dui)於(yu)關(guan)鍵(jian)設(she)施和醫(yi)療機(ji)構(gou)。

4.Acrel-2000ES儲能櫃(gui)能(neng)量(liang)管理系(xi)統(tong)

4.1系(xi)統(tong)概述(shu)

安(an)科瑞(rui)儲能能(neng)量(liang)管理系(xi)統(tong)Acrel-2000ES，專(zhuan)門(men)針對(dui)工(gong)商業儲能櫃(gui)、儲能集(ji)裝箱(xiang)研發(fa)的壹款儲能EMS，具有完善的儲能監控(kong)與(yu)管理功(gong)能,涵(han)蓋(gai)了儲能系(xi)統(tong)設(she)備(bei)(PCS、BMS、電(dian)表、消防(fang)、空調等)的詳細信息(xi),實現(xian)了數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)、數(shu)據(ju)處(chu)理、數(shu)據(ju)存(cun)儲、數(shu)據(ju)查(zha)詢(xun)與(yu)分(fen)析、可視化(hua)監控(kong)、報(bao)警管理、統(tong)計報(bao)表等(deng)功(gong)能。在(zai)*級(ji)應(ying)用上(shang)支持(chi)能(neng)量(liang)調度(du),具備(bei)計劃曲(qu)線(xian)、削(xue)峰(feng)填谷、需量(liang)控制(zhi)、防逆流等控制(zhi)功(gong)能。

4.2系(xi)統(tong)結構(gou)

Acrel-2000ES，可通(tong)過直(zhi)采或者通(tong)過通(tong)訊(xun)管理或(huo)串(chuan)口服務(wu)器將儲能櫃(gui)或(huo)者(zhe)儲能集(ji)裝箱(xiang)內部(bu)的設(she)備(bei)接(jie)入(ru)系(xi)統(tong)。系(xi)統(tong)結構(gou)如下(xia)：

4.3系(xi)統(tong)功(gong)能

4.3.1實(shi)時監測

系(xi)統(tong)人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)友(you)好，能(neng)夠(gou)顯示儲能櫃(gui)的運(yun)行狀(zhuang)態(tai)，實(shi)時(shi)監測PCS、BMS以(yi)及環(huan)境參(can)數(shu)信息(xi)，如電(dian)參(can)量(liang)、溫度(du)、濕度(du)等(deng)。實(shi)時(shi)顯示有關(guan)故(gu)障、告(gao)警、收(shou)益等信息(xi)。

4.3.2設(she)備(bei)監控(kong)

系(xi)統(tong)能夠(gou)實時(shi)監測PCS、BMS、電(dian)表、空調(tiao)、消防、除濕機(ji)等(deng)設(she)備(bei)的運(yun)行狀(zhuang)態(tai)及運(yun)行模式(shi)。

PCS監控(kong)：滿(man)足儲能變(bian)流(liu)器的參(can)數(shu)與(yu)限(xian)值(zhi)設(she)置；運(yun)行模式(shi)設(she)置；實(shi)現儲能變(bian)流(liu)器交直(zhi)流側電(dian)壓、電(dian)流、功(gong)率及充(chong)放電(dian)量(liang)參(can)數(shu)的采(cai)集(ji)與(yu)展示；實現(xian)PCS通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)、啟停狀(zhuang)態(tai)、開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)、異(yi)常(chang)告(gao)警等(deng)狀(zhuang)態(tai)監測。

BMS監控(kong)：滿(man)足電(dian)池管理系(xi)統(tong)的參(can)數(shu)與(yu)限(xian)值(zhi)設(she)置；實(shi)現儲能電(dian)池的電(dian)芯、電(dian)池簇(cu)的溫度(du)、電(dian)壓、電(dian)流的監測；實現(xian)電(dian)池充(chong)放電(dian)狀(zhuang)態(tai)、電(dian)壓、電(dian)流及溫度(du)異(yi)常(chang)狀(zhuang)態(tai)的告(gao)警(jing)。

空(kong)調(tiao)監控(kong)：滿(man)足環(huan)境溫度(du)的監測，可根據設(she)置的閾(yu)值(zhi)進(jin)行空調溫度(du)的聯(lian)動調(tiao)節，並(bing)實時(shi)監測空調(tiao)的運(yun)行狀(zhuang)態(tai)及溫濕度(du)數(shu)據(ju)，以(yi)曲線(xian)形(xing)式(shi)進行展示。

UPS監控(kong)：滿(man)足UPS的運(yun)行狀(zhuang)態(tai)及相(xiang)關(guan)電(dian)參(can)量(liang)監測。

4.3.3曲線(xian)報(bao)表

系(xi)統(tong)能夠(gou)對(dui)PCS充(chong)放電(dian)功(gong)率曲線、SOC變(bian)換(huan)曲(qu)線(xian)、及電(dian)壓、電(dian)流、溫度(du)等(deng)歷(li)史(shi)曲(qu)線的查(zha)詢(xun)與(yu)展示。

4.3.4策略配置(zhi)

滿(man)足儲能系(xi)統(tong)設(she)備(bei)參(can)數(shu)的配置(zhi)、電(dian)價參(can)數(shu)與(yu)時段的設(she)置、控(kong)制策略的選擇。目(mu)前支持(chi)的控(kong)制(zhi)策(ce)略包(bao)含計劃曲(qu)線(xian)、削(xue)峰(feng)填谷、需量(liang)控制(zhi)等。

4.3.5實時報(bao)警

儲能能(neng)量(liang)管理系(xi)統(tong)具有實(shi)時(shi)告警功(gong)能，系(xi)統(tong)能夠(gou)對(dui)儲能充(chong)放電(dian)越限(xian)、溫度(du)越限(xian)、設(she)備(bei)故(gu)障或(huo)通(tong)信故(gu)障等(deng)事(shi)件(jian)發出告警。

4.3.6事(shi)件(jian)查詢(xun)統(tong)計

儲能能(neng)量(liang)管理系(xi)統(tong)能夠(gou)對(dui)遙(yao)信變位，溫濕度(du)、電(dian)壓越限(xian)等(deng)事(shi)件(jian)記錄(lu)進(jin)行存儲和管理，方(fang)便(bian)用戶(hu)對(dui)系(xi)統(tong)事(shi)件(jian)和報(bao)警進(jin)行歷史(shi)追(zhui)溯(su)，查詢(xun)統(tong)計、事(shi)故(gu)分(fen)析。

4.3.7遙(yao)控(kong)操作

可以(yi)通(tong)過每個(ge)設(she)備(bei)下(xia)面(mian)的紅(hong)色(se)按鈕(niu)對(dui)PCS、風(feng)機(ji)、除(chu)濕機(ji)、空(kong)調控制器、照明等(deng)設(she)備(bei)進(jin)行相應(ying)的控(kong)制(zhi)，但是(shi)當(dang)設(she)備(bei)未通(tong)信上(shang)時，控(kong)制(zhi)按(an)鈕(niu)會顯示無效狀(zhuang)態(tai)。

4.3.8用戶(hu)權(quan)限(xian)管理

儲能能(neng)量(liang)管理系(xi)統(tong)為保(bao)障系(xi)統(tong)安(an)全穩定(ding)運(yun)行，設(she)置了用戶(hu)權(quan)限(xian)管理功(gong)能。通(tong)過用戶(hu)權(quan)限(xian)管理能(neng)夠(gou)防(fang)止未經(jing)授(shou)權(quan)的操(cao)作(zuo)（如遙(yao)控的操(cao)作(zuo)，數(shu)據(ju)庫(ku)修(xiu)改等）。可以(yi)定(ding)義(yi)不同級(ji)別(bie)用戶(hu)的登(deng)錄(lu)名(ming)、密(mi)碼及操(cao)作權(quan)限(xian)，為系(xi)統(tong)運行、維護(hu)、管理提(ti)供(gong)可靠的安(an)全保(bao)障。

5.相(xiang)關(guan)平(ping)臺部(bu)署硬(ying)件(jian)選型清(qing)單

6.結束語

綜上(shang)所述，可再生(sheng)資(zi)源(yuan)在(zai)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)中(zhong)具有巨大(da)的潛(qian)力(li)，但要(yao)實(shi)現這(zhe)壹潛力(li)，需要(yao)克(ke)服(fu)波動性(xing)和不確定(ding)性(xing)等(deng)挑戰(zhan)。通(tong)過儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用，我(wo)們可以(yi)降(jiang)低虛(xu)擬電(dian)廠能源(yuan)利(li)用的波(bo)動和(he)不確定(ding)性(xing)，從(cong)而(er)提高(gao)資(zi)源(yuan)能(neng)源(yuan)的利(li)用率，並(bing)改善電(dian)能質量(liang)。這些(xie)技(ji)術(shu)將有助於(yu)推(tui)動清(qing)潔能源(yuan)的廣(guang)泛(fan)應(ying)用，促(cu)進(jin)可持(chi)續(xu)能源(yuan)發(fa)展。

參(can)考文(wen)獻(xian)

[1]鄧永(yong)生(sheng),張勁(jin)松,李鐸等.虛擬電(dian)廠中(zhong)儲能技(ji)術(shu)的應(ying)用與(yu)研究(jiu)[J].電(dian)氣(qi)技(ji)術(shu)與(yu)經(jing)濟，2019(4):10-12.

[2]孫甲(jia).面(mian)向(xiang)虛擬電(dian)廠優化運(yun)行的多(duo)類型儲能系(xi)統(tong)容量(liang)配置(zhi)研究(jiu)[D].沈陽(yang):沈陽(yang)工(gong)業(ye)大(da)學,2019.

[3]潘(pan)華(hua),梁(liang)作放,薛強中(zhong)等(deng).虛(xu)擬電(dian)廠中(zhong)的儲能技(ji)術(shu)及其作用[J].山(shan)東電(dian)力(li)技術(shu),2018,45(7):55-61.

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