当我国新能源转型的深化,装机量的不断上升,新能源发电的间歇性和波动性,给电网带来的挑战会越来越突出。
1.虚拟电厂应运而生,创造中国电力系统新形态!
对于能够实现“源-网-荷-储”电力电量平衡、储能管理、策略运营和优化协调运行等功能的虚拟电厂应运而生。将储能、光伏、微网和充电站组成了新型电力系统,虚拟电厂网络是解决清洁电力带来间歇性和波动性等挑战的关键要素。
虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)是将分布式发电机组、可控负荷和分布式储能设施有机结合,通过配套的调控技术、通信技术实现对各类分布式能源进行整合调控的载体,以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的协调管理系统。
虚拟电厂是基于互联网的能源高度聚合,以及以此为基础而可拓展出的多样化的衍生服务,其核心是“聚合”和“通信”。将资源进行聚合,最终目的还是要将接入的资源参与电网互动,互动内容包括需求响应、辅助服务、电力现货交易等。
采用虚拟电厂对新能源出力进行统一协调管理,不仅能够降低可再生能源的随机波动对电网造成的冲击,而且能够降低分布式发电调度的难度,使分布式发电更好地参与电网调度运营。
虚拟电厂是集合不同类型分布式发电、储能系统以及需求侧负荷管理,实行统一的发电和用电调度,优化配置从而参与电网运行辅助支持和电力市场交易以及调控的功能单位。
储能装置作为虚拟电厂中不可或缺的部分,发挥了极其重要的作用。
通过一定的储能装置,可以削峰填谷、提高分布式电源并网消纳量,进而提高虚拟电厂的经济性。一方面,大规模集中式的可再生能源发电出力具有很大间歇性和波动性,储能装置不但能够平抑可再生能源出力中存在的各种问题,还可以降低可再生能源不确定性对电力系统造成的冲击,提高供电可靠性。更重要的是,能够减少电力系统的备用容量,提高电力系统调度运行的经济性。另一方面,分布式的可再生能源电源也需要配备分散的储能装置,以满足用户存储和使用可再生能源所产生的过剩电能的需求。
2.能源革命,是机遇,更是一场挑战!
国内燃煤价格的放开,标志着电力市场将进一步得到完善,随时可能进入到上网电价放开的时代。同时,各个省相继出台完善的调频政策,以补全调频市场,因此对于调频响应的要求也越来越快。
近年来,快速频率响应(FFR)的概念已被提出,并应用于一次调频之前,为一次调频响应争取时间,使低惯性系统在一次调频响应前不至于到达系统低频减载的频率阈值。
低系统惯性挑战意味着推行FFR是必然趋势,而响应快速的储能在参与FFR上有优势。因此,以新能源为主体的新型电力系统中,储能系统和储能云平台需要对实时电价做出反映,响应虚拟电厂。
电价的放开,企业用电成本逐渐上升,越来越多用户将目光投向新能源,新能源装机量上升,从而带储能需求的上升。同时,峰谷价差也逐渐加大,储能可以进行峰谷套利,降低用电成本,并同时参加需求侧响应市场。
电价的开放后,峰谷价差变大,储能系统要实时接收电价信息并上传至平台。同时还需要能够对调频信号进行快速响应,需实时对买电电价与上网电价进行响应,以获得最大的收益,以英国为例需要储能能够在1s内响应。同时,还需有更强的稳定性和计算能力以适应高频的交易,并在可能情况下将一定计算功能放至边缘。
电价的放开,峰谷价差变大和碳市场的活跃与碳价上涨。云平台需开发需求侧响应投标功能,并和能量调频市场等综合考虑开发市场算法。需研究如何通过储能项目进行绿电、绿证交易和获取减排项目配合,并开发相应软件功能引导客户参与碳市场交易。
随着,电能量市场高频双向交易,需开发准确的15分钟级负荷、发电、电价等预测算法和合理的交易策略,与储能系统需实时对买电电价与上网电价进行响应,以获得最大的收益。
3.储能市场,如何掌握先机,顺势而上?
要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统,面临着极大的挑战:(功率+时间维度)*内卷。
随着“新能源+储能”的稳步推行,未来将成为稳定输出的高质量电力。储能需要针对风资源光、气象数据、功率预测、负荷预测、电力市场、物联网,碳交易等方面综合考虑,从这4个方面逐步攻克。
统一数据接入和管理:对风光资产发电能力评估、碳减排量定义计算管理、碳市场+电力市场数据分析、数据诊断与治理,多源数据接入和统一管理。
气象/功率/价格预测:针对气象预报,需从短临预报、短期预报、中期预报,进行风速/辐照订正;针对发用功率预测,需从超短期预测、短期预测、中期预测,进行统计分析;针对价格预测,需从电量价格预测、碳市场价格预测、进行效益分析。
电量交易与碳交易:对电量竞价辅助决策,偏差电量管理,储能频率调有功设置,综合收益目标最大化,碳减排量远期交易管理,进行统计分析。
数据共享和服务:需对交易数据实时交互,将气象、预测、价格数据可视化,将电力市场与碳市场收益耦合展示,将温室气体监测和分析,最终指令下达和提高系统高可用性。
4.化整为零,聚沙成塔!
大环境催动着虚拟电厂应运而生并提供各种相关的主动服务:不仅可以用来集合分布式电站统一调控上网,技术端还可以通过组合不同电站和储能设备来提高调频容量。要知道在不远的将来,如果新能源比例超过50%,对电网调峰调频的要求只可能来自新能源本身去解决,因此这种组合型的能源服务公司的上升空间还非常大。
虚拟电厂的本质就是要让新能源运营者手中的牌越来越多,很快就会是调控风能光伏生物电站的有功无功出力。下一步就是接入储能并且安排储能余量随时适应动态电力市场,参与一次二次三次调频;再下一步就需求侧响应调控智能家居、智慧建筑、电动汽车直至工业4.0,最终到灵活P2P电力交易的人人都是售电公司的转变。
其最终目的,遵循的实际上就是整个能源转型的内在逻辑:化整为零,聚沙成塔。物理上的减法使得人们有更多的游戏空间,经济上的加法又带来更多的商业模式和可持续发展动力。而这些所有商业模式的背后都是同一种逻辑:可以随时最优的真实的数字化生活。
未来,我国能源产业的发展势必以绿色低碳循环发展作为主基调,实现双碳目标作为主旋律,大力发展清洁能源作为主渠道,升级能源产业链作为主阵地。
沃太能源将在储能技术上日臻完善,在发电侧、输电侧、配电侧、用电侧,不断地深入探索和研发并整合现有资源,不断地提高清洁能源的使用效率,推动我国绿色清洁能源发展迈上新台阶,让清洁能源最大化地惠及全世界的每一个人!