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分布式光伏发电中虚拟电厂的运用

2019/09/25 阅读:

摘要:风电的远距离、大规模、难预测等对电力系统的建设发展和运行带来了较大的影响。针对电力系统调度模式下大规模电厂并网运行难度的加大,文章提出虚拟发电厂的基本构想,在阐述虚拟电厂内涵和结构功能的基础上,结合实际就虚拟电厂在分布式光伏发电中的运用问题进行探究,旨在能够更好地促进电网运行发展。

关键词:虚拟电厂;分布式光伏发电;应用

引言

在电力企业改革的日益发展完善下,电力市场也逐渐被打造,在电力市场的发展完善下销售电力的主体也随着配电网业务的发展朝着多样化、多元化的方向发展,国家相应地出台了一系列的政策来鼓励支持分布式电源和微电网作为独立的配售电市场主体,推动整个电力市场的长远发展。虚拟电厂作为一种新型的分布式电源市场运行模式,借助自身组织的灵活多样性能够更好地适应分布式电源市场发展需要,进而为分布式电源参与市场提供一种重要途径支持。

1虚拟电厂概述

1.1虚拟电厂的内涵

虚拟电厂主要是指分布式电力管理系统监督和优化一定数量的分布式电机和可控制负荷的有效集合,在发展过程中本质上是一种新型电厂管理运行模式,在具体运行过程中,虚拟电厂通过打造仿真数学模型能够将复杂的电源信息变得更简单,从而为相关人员管理电网提供重要的信息支持。在应用的过程中,虚拟电厂能够对用户需求、系统负荷情况、发电信息等进行科学的预测,利用预测的结果制定出科学合理的最优化发电计划,从而实现对电力系统运行的合理把控,不断优化光伏发电的调度难度,减少电力信息使用对整个配电网带来的冲击。

1.2虚拟电厂的特点

第1,可监控、方便管理的特点。虚拟电厂对内具备监控和管理分布式电源和负荷的功能,而想要实现这些功能,虚拟电厂在发展的过程中需要得到统一监控管理平台的支持。第二,可调度、可交易的特点。这种电厂需要是虚拟电厂在发展过程中对外部的功能,即在发展的过程中对外部具备电网调度运行和市场交易的多重功能,并在具体发展的过程中通过多功能互补的方式来降低可再生能源的使用波动,提升整个系统的电网运行水平,提升企业的市场发展效益。

1.3结构和功能

1.结构虚拟电厂在通信技术和中央协调控制系统的作用能够将分散的发电单元、用电单元等联合在一起。从实际发展情况来看,虚拟电厂内部单元是一种不可控的单元系统,但是在统一的监控调度管理下能够增强整个系统的运行功能,使虚拟电厂在发展的过程中能够更好地参与到电网的调度管理中。虚拟电厂的构成具体包含以下几个方面的内容:第一,采集、通信单元。在采集通信单元的作用下能够为系统运行收集广泛的信息,并将收集到的信息统一发送到控制单元。第二,中央控制单元。在具体发展的过程中中央控制单元运行要能够有效接收到发电单元的信息,并对这个信息进行汇总处理。在中央控制单元中能量管理系统是核心内容,在具体使用的过程中具备发电管理、负荷预测、电力信息采集管理的功能。第三,通信网络。在通信网络的作用下能够确保各个软硬件系统单元信息有效交互。2.功能虚拟电厂通过一系列的功能作用能够增强整个分布式电源、储能和负荷参与系统运行的基本能力。同时,从整个系统运行发展实际情况来看,虚拟电厂在运行的过程中能够有效预测大型光伏能源和混合新能源在整个发电厂中的发电量,从而实现对电力系统内部信息的有效平衡。另外,在市场交易的过程中,虚拟电厂还能够开展有效的交易。

2分布式光伏发电概述

光伏发电主要是指将太阳能直接转变为电能,这些转变材料都是由晶体硅和薄膜塑料等半导体材料组成的。光伏系统产生的直流电可以被存储到电池中,也可以通过逆变器转变为交流电,来为人们生活发展提供重要支持。光伏发电系统包含太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制,如果有交流负载需要并入到电网,则需要额外配置不同的逆变器。分布式发电主要是指发电功率在几千瓦或者十兆瓦的小型化、规模化、分散化的布置在用户周围的能够就地处理的发电单元。在国家发展的有关规定中将分布式发电概括为在用户周围的,装机量比较少的,且电能主要由用户自己使用和就地利用的可再生资源、资源综合利用发电设施或者具备电力输出能力的多联供系统。分布式发电根据用户所需要的一次能源具体可以分为基于化石能源的分布式发电技术和基于可再生资源的发电技术形式。分布式光伏发电的技术分类和具体应用领域如图1所示。分布式发电的核心是就地消纳,当时全球范围内有九成以上的电力负荷都是被集中统一管理的,具备大电网、高电压的特点,但是在人类社会的不断发展下,以往的供电系统不再能够满足负荷对供电质量和安全性的要求。大电网和分布式系统的结合不仅能够提升分布式光伏发电系统的灵活性和安全性,而且还能够在配电网运行发展中节省资源的消耗。分布式发电的优势具体表现在以下几个方面:第一,将分布式发电系统和建筑物建设结合在一起,可以将电力系统安装在墙面或者屋顶上,节省了资源的消耗。第二,能够实现对分散性可再生资源的合理利用,减少化石燃料燃烧对周围环境带来的污染。第三,分布式发电系统和大型发电系统相比具有节省资金消耗的特点。第四,分布式发电系统在使用的时候接近用户负荷,由此减少了电能的输送消耗。

3虚拟电厂在分布式光伏发电中的运

3.1虚拟电厂在光伏示范区域的应用前景

虚拟电厂在分布式光伏发电中的应用为整个示范区的运作提供了一种经营模式的创新方案,为虚拟电厂的运行发展提供了一个重要的探索平台。从实际应用情况来看,虚拟电厂的设置符合分布式光伏发电应用示范区模式的要求。在电力企业内部经营发展推动力的要求下,虚拟电厂模式运作对投融资发展模式、专业化服务模式创新等提出了更高的要求。同时,在经营管理需求方面,示范区域范围内分布式光伏发电的规模不断扩大,在这个过程中会出现局部光伏渗透过高等问题,由此对分布式光伏的监控和运行管理也提出了更高的发展要求,结合这种要求在未来发展的过程中需要打造和高渗透率光伏接人配电网适应的监控管理平台。虚拟电厂和分布式光伏发电应用示范区域范围内经营发展模式需求存在较多的相似点,具体表现在以下几个方面:第一,虚拟电厂在运行的过程中具备分布式电源的监控管理功能,在使用的过程中能够满足示范区对高渗透率分布光伏的基本管理需求。虚拟电厂在运行的时候拥有统一的管理平台,能够实现分布式光伏管理系统的标准化发展,提升整个分布式光伏发电的管理水平。第二,虚拟电厂在发展的过程中注重经营管理理念,能够实现对数量众多、容量较小、独立分散电源的有效管理。第三,虚拟电厂在市场机制的作用下能够更好地激发出分布式光伏发电的基本商品属性,从而更好的促进分布式光伏发电稳定、长远、可持续发展。第四,虚拟电厂能够积极探索出未来高渗透率分布式光伏发电路径,从而更好地推进各项负荷侧技术发展。第五,分布式光伏发电示范区的打造为虚拟电厂提供了一个理想化的发展平台。从当前发展实际情况来看,虚拟电厂在我国发展不够成熟,在具体发展的过程中缺乏与之配套的管理模式、电力市场、产业设备等。在缺乏稳定市场机制的影响下分布式电源参与电网运行电机制,分布式电源业主参与虚拟电厂发展建设的积极性不强。分布式光伏发电示范区的条件和政策为虚拟电厂的发展提供了更为广阔的发展空间,同时,从国家政策方面也为分布式光伏发电的发展提供了政策的支持,开始允许分布式光伏发电项目为电力用户提供直接的电力支持,从而促进示范区管理发展。

3.2虚拟电厂在分布式光伏发电中的应用基础支持

虚拟电厂在运行发展的过程中具备资源互补和资源协调的特点,同时,分布式光伏发电在示范区的应用具备技术和市场两方面的发展支持。第一,在市场方面,虚拟电厂自身所具有的行业价值更好地吸引了分布式光伏示范区的参与发展,在灵活的市场机制作用下能够为虚拟电厂的稳定发展提供有力支持。虚拟电厂在分布式光伏发电中的应用还得到了政府部门的支持,使示范区的发电和用电效益得到有效优化。第二,在技术方面。虚拟电厂具备与之发展相协调的控制单元,能够对储能进行有效的管理,实现对分布式电源的统一调控,在专业系统的支持下能够为分布式电源运行情况和状态提供重要的支持。

4结束语

综上所述,虚拟电厂在分布式光伏发电中的应用为示范区发展提供了一种新型模拟经营方案,同时,示范区也为虚拟电厂的发展提供相应的探索发展平台。在虚拟电厂和分布式光伏发电系统的配合下拓展了虚拟电厂的发展前景和发展方向。在示范区发展规模的不断扩大和示范引领作用的日益凸显下,未来的配电网运行发展将面临更加复杂的发展方向和发展空间。在这种情况下需要相关人员重新明确虚拟电厂的发展条件和发展基本方向,不断为虚拟电厂在分布式光伏发电中的应用提供更加有力的支持。在未来,虚拟电厂在分布式光伏发电应用需要着重考虑好以下几个方面的问题,分别为:①主体准人条件问_。即在虚拟电厂发展的过程中需要进一步明确各个建设主体的发展方向和责任划分。②准人范围和发展责任问题。结合电力企业发展实际情况来合理定位虚拟电厂的发展范围和基本职能。

参考文献

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作者:熊文 危国恩 王莉 徐全 于力 姜臻 单位:广州供电局有限公司

分布式光伏发电中虚拟电厂的运用

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