中國儲能網(wǎng)訊：7月24日，第二屆中國新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨第二屆全國虛擬電廠技術(shù)高層研討會召開，聚焦新型儲能行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)問題，為新型儲能高質(zhì)量規(guī)模化發(fā)展賦能助力。
在論壇現(xiàn)場，東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所所長高賜威發(fā)表了《基于儲能應(yīng)用的虛擬電廠資源優(yōu)化配置》的主題演講。
高賜威：非常高興有這樣的機(jī)會跟大家分享我們在虛擬電廠里面的工作和認(rèn)知，我匯報(bào)的題目是基于儲能應(yīng)用的虛擬電廠優(yōu)化配置，這個(gè)是近7-8年一直從事有關(guān)虛擬電廠相關(guān)的研究，包括比較深度的參與了上海虛擬電廠，目前也有廣州的虛擬電廠，還有一部分在深圳的應(yīng)用，另外我們在標(biāo)準(zhǔn)化這一側(cè)也做了比較多工作，包括有兩項(xiàng)國標(biāo)和一項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
虛擬電廠建設(shè)的背景是由于新能源大幅度接入電廠，造成了供需實(shí)時(shí)的平衡困難，因此須向系統(tǒng)提供更多靈活性，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程當(dāng)中需求側(cè)也呈現(xiàn)出新的形態(tài)，如整縣光伏的開發(fā)超過1億千瓦，這個(gè)對配網(wǎng)潮流產(chǎn)生重大的影響，對電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行造成一些困擾。
另外一方面由于前年底國家推進(jìn)分時(shí)電價(jià)改革，進(jìn)一步拉大峰谷價(jià)差，現(xiàn)在最小的都不會低于3：1了，有的地方會超過4：1，這樣就給儲能的發(fā)展有一個(gè)比較好的條件。今年以來在部分省份，如浙江或者是廣東，分布式儲能發(fā)展快速。
從概念來說，虛擬電廠是一個(gè)交易的載體，可以通過聚合和通信實(shí)現(xiàn)對于分布式資源的管理和運(yùn)行控制，對外呈現(xiàn)出電廠的形態(tài)或者特性，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的多能互補(bǔ)和負(fù)荷側(cè)的靈活互動，對電網(wǎng)提供電能或調(diào)峰調(diào)頻備用等輔助服務(wù)。目前更多的是提供系統(tǒng)的靈活性，向系統(tǒng)提供電能的角度這個(gè)很少。
目前對虛擬電廠的模型大家認(rèn)知是有偏差的，目前有兩種模型，一種是調(diào)整量模型，實(shí)際上就是在高峰的時(shí)候削減負(fù)荷，就好像在負(fù)荷側(cè)裝了一個(gè)電源，平衡掉一部分負(fù)荷，這個(gè)電源即為虛擬出來的電廠，目前我們國內(nèi)說這個(gè)虛擬電廠主要是做需求響應(yīng)，實(shí)際上就指這樣的一種模型。
另一鐘模型是絕對量模型，所有這些分布式的發(fā)電機(jī)組，負(fù)荷、儲能都聚合形成的曲線就是發(fā)電曲線，不存在調(diào)整量的概念，這個(gè)里面包含了分布式發(fā)電機(jī)組，包含了負(fù)荷，或者是儲能，里面的負(fù)荷就是廠用電，如果對外呈現(xiàn)出來的是負(fù)荷的狀態(tài)，就是負(fù)發(fā)電。
如何理解虛擬電廠的概念，傳統(tǒng)的電廠我們說在發(fā)出電功率，能夠向系統(tǒng)提供能量所以是參加了能量市場。第二部分是功率可調(diào)，參加的是輔助服務(wù)市場向系統(tǒng)提供平衡能力的，這是兩種不同的場景，一般的電力用戶只能理解第一種，即能量，另一部分是輔助服務(wù)，支撐系統(tǒng)正常運(yùn)行服務(wù)，傳統(tǒng)來說也是電廠來提供的商品或者是產(chǎn)品。
虛擬電廠應(yīng)能夠提供電能量，或者提供功率可調(diào)。從虛擬電廠的構(gòu)建來說，其聚合的資源可以分成兩類，一類提供系統(tǒng)靈活性，另一類是向系統(tǒng)提供電能量。虛擬電廠一般情況下作為電廠來講應(yīng)該有兩方面的產(chǎn)品，一方面是電能量，一方面是向系統(tǒng)提供平衡能力，虛擬電廠之所以具備這些功能是因?yàn)橛羞@些資源，構(gòu)建出來的虛擬電廠就是可調(diào)度、輸出電功率，同時(shí)能夠參與到輔助服務(wù)市場，也能參與到能量市場。如果是極端的情況，系統(tǒng)中只有分布式光伏那可能就屬于純粹的電源型的虛擬電廠，不可調(diào)度。也有可能虛擬電廠內(nèi)部資源只有負(fù)荷，即負(fù)荷型的虛擬電廠，可調(diào)度，但不能發(fā)出電功率，屬于消耗電功率的，這部分是參加輔助服務(wù)市場提供功率平衡能力的，也可以參加需求響應(yīng)平臺。兩者都是極端情況，如果說是通用性的，或者是一般的，就是既配置的柔性可調(diào)能力，又配置電容量的就是通用意義上的虛擬電廠，一定程度可調(diào)度，并輸出電能量。
從規(guī)劃設(shè)計(jì)層面，虛擬電廠到底包括什么？在市場化的環(huán)境下，應(yīng)該是利益驅(qū)動的，能量市場中有價(jià)值，輔助市場當(dāng)中也有價(jià)格，就決定了虛擬電廠的構(gòu)建是以盈利作為目標(biāo)如何聚合不同類型和資源，而形成虛擬電廠的依據(jù)，形成這樣的聚合體怎么樣使收益最大化，配置應(yīng)該是什么。
這里資源的配置，包括類型、規(guī)模、電氣位置，因?yàn)橄到y(tǒng)的平衡也好，商品的供需也好跟它所屬的位置有關(guān)系，特別是地理和電氣位置，虛擬電廠在不同電氣的位置價(jià)格不一樣，配置什么電氣位置的資源有重要的意義。還有成本，比如說配儲能，要配多少，要看收益，最終的就是通過收益和成本來看虛擬電廠應(yīng)該是如何來構(gòu)建的。
整個(gè)這一套可以看到，市場機(jī)制是極端重要的，因?yàn)閮r(jià)格在市場當(dāng)中到底值什么樣的價(jià)值。是通過市場來確定的，市場缺什么應(yīng)該反應(yīng)到價(jià)格上，同時(shí)也決定了虛擬電廠的收入。 反過來我也決定了虛擬電廠應(yīng)該建成什么樣，里面應(yīng)該配置什么樣的資源。
虛擬電廠中儲能，儲能是比較優(yōu)質(zhì)的虛擬電廠的資源，能夠向系統(tǒng)提供很多的產(chǎn)品或者是提供一些能力，比如說調(diào)度靈活性的提升，可以吸收過剩的電力并將其儲存起來，以便在需要時(shí)候釋放，這個(gè)時(shí)候也可以提供供電的可靠性。第二個(gè)市場參與優(yōu)化，參與電力市場交易，這個(gè)也是儲能的作用，是做時(shí)間上的套利。第四電力系統(tǒng)支持，可調(diào)節(jié)能力可以在輔助服務(wù)市場當(dāng)中提供系統(tǒng)的靈活性，包括對于屏蔽的支撐，可以提供備用容量，可以參與不同形式的市場。
對于虛擬電廠儲能配置的技術(shù)內(nèi)容包括：
1、運(yùn)營模式的選擇，每個(gè)市場可能有獨(dú)特的市場的品種，或者是市場的環(huán)境，比如說現(xiàn)貨市場，我這個(gè)地方可能根據(jù)參與市場，我去配置虛擬電廠的時(shí)候就考慮市場穩(wěn)定，根據(jù)市場和政策的要求來選擇適合的運(yùn)營模式，可以參與市場的交易，提供用戶側(cè)能量管理服務(wù)等等。
2、充放電策略，充放電的設(shè)備根據(jù)市場的價(jià)格，負(fù)荷的需求，市場價(jià)格如果說有的是非市場化的情況這個(gè)價(jià)格是固定的，市場化的情況這個(gè)是預(yù)測的，基本去看市場價(jià)格的形態(tài)和變化，這個(gè)還是可以做一些預(yù)測的。
3、儲能技術(shù)選擇。儲能技術(shù)的選擇，要根據(jù)前面所說的這些需求還有花的預(yù)算，到底有多少錢辦多少事，比如說等離子電池等等，每一種技術(shù)都有適用場景，綜合考慮效率。
4、儲能容量確定。根據(jù)虛擬電廠的另外一個(gè)需求和運(yùn)營策略來確定能系統(tǒng)的大小，取決于市場的裝機(jī)容量，負(fù)荷特性，市場容量等等。
5、運(yùn)營和控制系統(tǒng)。因?yàn)樘摂M電廠上下游兩個(gè)市場做對接，一個(gè)是用戶側(cè)的還有一個(gè)是交易系統(tǒng)。
澳大利亞的虛擬電廠也沒有幾年，大概2018年才開始做，因?yàn)槭袌鱿鄬Ρ容^完善一些，所以虛擬電廠的形態(tài)基本上是光伏+儲能電池，這個(gè)是南澳某個(gè)虛擬電廠的案例，虛擬電廠就是剛剛說的風(fēng)能，太陽能發(fā)電，儲能的配置是在15MWh。
1、調(diào)度靈活性提升，可以在數(shù)分鐘內(nèi)提供全額功率輸出，應(yīng)用的時(shí)候效果是可以通過快速充電和放電，在高負(fù)荷時(shí)段釋放電力，平滑負(fù)荷曲線。
2、頻率調(diào)節(jié)和電力系統(tǒng)支持。2019年底有3個(gè)月的運(yùn)行，應(yīng)用效果可以根據(jù)電力系統(tǒng)頻率變化，參與頻率調(diào)節(jié)服務(wù)，通過儲能系統(tǒng)的參與，承擔(dān)了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性支持責(zé)任，提高了電力系統(tǒng)的可靠性和響應(yīng)能力。
3、市場參與優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)效益。我們看到在2019年的4季度創(chuàng)造了800萬澳元的收入，虛擬電廠的儲能系統(tǒng)可以根據(jù)市場價(jià)格實(shí)現(xiàn)充放電的設(shè)備，在調(diào)節(jié)充放電策略的時(shí)候是以市場價(jià)格作為依據(jù)最大化經(jīng)濟(jì)效益，從能量的角度也可以通過在不同時(shí)段的價(jià)格上進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。
這個(gè)是國內(nèi)虛擬電廠目前正在發(fā)展當(dāng)中，比如說集中型儲能站，國家能源集團(tuán)浙江溫州梅嶼100兆瓦時(shí)電化學(xué)儲能電站。還有電動汽車充換電站，這個(gè)是目前發(fā)展相對比較多的，只要是做虛擬電廠都會把充換電站納入考慮，現(xiàn)在階段主要是幾支力量：一個(gè)是兩網(wǎng)的電動汽車的公司，包括國網(wǎng)電動他們做電動汽車這一塊的業(yè)務(wù)，這個(gè)都是他們的重中之重，怎么來建設(shè)電動汽車的虛擬電廠。還有就是有很多的市場化的電動汽車的充電業(yè)務(wù)，以及蔚來充換電站。第三部分就是分布式儲能聚合，今年以來在部分省份是大爆發(fā)的，實(shí)際上這一塊也有比較大的發(fā)展的潛力或者是空間，但是實(shí)際上虛擬電廠能夠發(fā)展成什么樣，就像前面提到的關(guān)鍵還是要看市場，儲能其實(shí)我感覺是已經(jīng)準(zhǔn)備好，實(shí)際上看這個(gè)市場到底什么時(shí)候才能真正做的起來，8月初山西的虛擬電廠應(yīng)該會入市交易，我們期待著虛擬電廠的應(yīng)用能夠迎來一個(gè)新的高峰，謝謝大家！
