“虛擬電廠”和“微電網(wǎng)”一直是電力負(fù)荷側(cè)的火熱名詞，各類文件和標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)這兩個(gè)詞有詳細(xì)的解釋，但少見一個(gè)統(tǒng)一的概念。

其實(shí)也無(wú)需對(duì)這兩個(gè)詞究竟是指代什么進(jìn)行咬文嚼字般的拆解，大家所了解的大差不差，可能在一些細(xì)節(jié)方面有所區(qū)別。

我對(duì)這兩個(gè)詞的理解一直是“硬幣的兩面”，不過(guò)是建立在負(fù)荷側(cè)的角度上說(shuō)，如果放到整個(gè)電力系統(tǒng)來(lái)看，二者或許會(huì)有更加廣泛的含義。

那么我們先由網(wǎng)及廠，由小及大，泛泛地聊下這兩個(gè)詞兒，作為今年文章寫作主題的開端。

曹華偉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

Tel:137/7441/3253（V同號(hào)）

微電網(wǎng)

微電網(wǎng)的微字用來(lái)對(duì)應(yīng)大電網(wǎng)的大字，用比較標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)句來(lái)定義微電網(wǎng)的話，其既能夠和大電網(wǎng)互聯(lián)運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行。

這就是微電網(wǎng)的兩種運(yùn)行狀態(tài)，一種是并網(wǎng)狀態(tài)，并的網(wǎng)就是大電網(wǎng)，微電網(wǎng)和大電網(wǎng)一同給本地負(fù)荷供電，或者微電網(wǎng)供電有余還可以將余量電上網(wǎng)。另一種是離網(wǎng)狀態(tài)，微電網(wǎng)自己形成孤島，獨(dú)立供電給本地負(fù)荷。

既然可以離網(wǎng)運(yùn)行，可以在不和大電網(wǎng)互聯(lián)時(shí)也能夠給本地的負(fù)荷供給電力，那么也就意味著微電網(wǎng)的內(nèi)部必然會(huì)有電源。

我們習(xí)慣稱呼火電、水電、核電、風(fēng)電和光伏發(fā)電都是電源，但細(xì)分一下，這些電源向電網(wǎng)注入電能的方式還是有所不同的。

火電和核電的原理都是“燒熱水”，靠高溫高壓的氣體推動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。水電的原理也類似，不過(guò)是依靠水流來(lái)提供動(dòng)能，再轉(zhuǎn)化成電能。這些電源是電壓源，意思就是以標(biāo)準(zhǔn)且統(tǒng)一的電壓幅值、頻率和相角來(lái)輸出交流電，共同支撐整個(gè)大電網(wǎng)。所以這類電源之間有個(gè)詞叫“同步”，意思是說(shuō)我們要以同一個(gè)步伐前進(jìn)，誰(shuí)也不能亂來(lái)。而風(fēng)電和光伏雖然也是電源，但接網(wǎng)的方式并非是發(fā)電機(jī)直掛，而是通過(guò)電力電子變流器接網(wǎng)。以電力電子設(shè)備接網(wǎng)的方式也可能是電壓源，不過(guò)相比于火水核一次能源的可穩(wěn)定供應(yīng)，風(fēng)和光的一次能源供給就有點(diǎn)不靠譜，如果以風(fēng)光變流器為電壓源構(gòu)建電力系統(tǒng)電壓三要素，那非常不可行。電壓就是要穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)?，所以大部分風(fēng)光變流器充當(dāng)?shù)氖?a target="_blank">電流源。而電流源就不像電壓源那樣可以建立起電力系統(tǒng)的電壓三要素，反而是當(dāng)電力系統(tǒng)有三要素的時(shí)候，這些電流源才可以起作用，否則便不會(huì)產(chǎn)生任何電力。也就是說(shuō)一個(gè)電力系統(tǒng)中，電流源可以起作用的前提是電壓源的存在。既然微電網(wǎng)要求可以孤島獨(dú)立運(yùn)行，那么也就意味著其內(nèi)部必然要有能夠成為“電壓源”的設(shè)備?？紤]到微電網(wǎng)一般位于負(fù)荷側(cè)，小而散，不太可能有類似水火電這樣的機(jī)組，所以這個(gè)電壓源就要靠?jī)?chǔ)能來(lái)充當(dāng)，畢竟相比風(fēng)光的直流側(cè)，儲(chǔ)能電池組的剩余電池電量至少是短期內(nèi)可見的。

綜上，一個(gè)微電網(wǎng)就是一個(gè)迷你的小型電力系統(tǒng)，其內(nèi)有分布式的電源，主要是光伏，充當(dāng)微電網(wǎng)的主力電源；還要有儲(chǔ)能，并網(wǎng)運(yùn)行下的調(diào)節(jié)角色和離網(wǎng)運(yùn)行下的電壓源角色，當(dāng)然還要有對(duì)應(yīng)的電力負(fù)荷。

而連接這些要素的就是小型電網(wǎng)，電壓等級(jí)基本也在配網(wǎng)這個(gè)范疇，放在用戶側(cè)就是10kV或者更低的380V。

可見，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”全了，其實(shí)在我的理解里微電網(wǎng)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化那就是一個(gè)意思，還有一個(gè)類似的概念叫做“主動(dòng)配電網(wǎng)”，因?yàn)檫@個(gè)配網(wǎng)不再是被動(dòng)受電的負(fù)荷群，還加入了可以主動(dòng)操控的分布式電源以及儲(chǔ)能設(shè)備。

微電網(wǎng)的并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運(yùn)行模式中，離網(wǎng)的少見，大部分時(shí)間內(nèi)都還是處于并網(wǎng)運(yùn)行的范疇，所以我也習(xí)慣把這些源荷儲(chǔ)元素放在一起進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)稱作“以電網(wǎng)形態(tài)運(yùn)行”。

而運(yùn)行的目的就是降低用電成本。

虛擬電廠

翻到硬幣的另一面，叫做“虛擬電廠”了，加了虛擬兩個(gè)字，意思是說(shuō)并非實(shí)際的發(fā)電廠，而是具有某種類似發(fā)電能力的電廠。而之所以叫電廠，我一直給予的理解是要參與電力市場(chǎng)進(jìn)行交易，這樣就把一個(gè)東西的兩種形態(tài)區(qū)分開了，叫電網(wǎng)的時(shí)候主內(nèi)部運(yùn)行，叫電廠的時(shí)候主外部交易。既然成為電廠，參與交易了，就要拿出你的交易標(biāo)的物。常規(guī)電廠的交易標(biāo)的物就是某個(gè)特定時(shí)段的發(fā)電量，而虛擬電廠是否存在真正意義上的發(fā)電量那要看這個(gè)電廠是以怎樣的方式向市場(chǎng)提供“發(fā)電量”的。如果只以負(fù)荷為出發(fā)點(diǎn)，該用電時(shí)少用電或者不用電，給整個(gè)電力系統(tǒng)騰出一定的空間，變相成為多發(fā)電，這是一種提供“發(fā)電量”的方式。其實(shí)這也是電力系統(tǒng)中“電源”和“負(fù)荷”的兩面性體現(xiàn)。發(fā)電不夠了，除了增加發(fā)電外還可以降低用電；發(fā)電發(fā)多了，除了調(diào)峰壓低發(fā)電外還可以號(hào)召增加用電，這就叫需求側(cè)響應(yīng)；

藍(lán)色-基準(zhǔn)曲線 ?橙色-實(shí)際曲線

而這種針對(duì)于負(fù)荷的多用還是少用比較難判定，所以單純負(fù)荷調(diào)增調(diào)減都會(huì)先有一個(gè)約定的標(biāo)準(zhǔn)，比如說(shuō)類似日同時(shí)段的已經(jīng)形成的負(fù)荷曲線，俗稱負(fù)荷基線。

這種方式的虛擬電廠可以稱為是負(fù)荷調(diào)節(jié)類虛擬電廠，可見因?yàn)榛€需要擬合，所以這類電廠不可能時(shí)時(shí)刻刻都會(huì)參與到市場(chǎng)交易中。

如果不僅把負(fù)荷包含進(jìn)來(lái)，而且把同在負(fù)荷側(cè)的分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備囊括進(jìn)來(lái)，那么就可以像常規(guī)電廠那樣提供真實(shí)的“發(fā)電量”，也就是從用戶側(cè)關(guān)口電表可計(jì)量到的上網(wǎng)電量。

這樣參與交易的標(biāo)的物也就是某個(gè)特定時(shí)段的發(fā)電量，虛擬電廠的發(fā)電量就是其“上網(wǎng)電量”，通過(guò)內(nèi)部總發(fā)電量和總用電量的剪刀差來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這種方式的虛擬電廠可以稱為是全電量類的虛擬電廠，無(wú)需基線，但要有計(jì)劃曲線。

這類電廠參與交易的方式與獨(dú)立儲(chǔ)能電站類似，只不過(guò)儲(chǔ)能的介質(zhì)并非是化學(xué)能，而是用戶的負(fù)荷用電需求。

總結(jié)

可見，單從一個(gè)具備源網(wǎng)荷儲(chǔ)的用戶側(cè)小電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，即可叫做微電網(wǎng)，也可以叫做虛擬電廠，不過(guò)從體量上看，虛擬電廠一般是要聚合若干用戶側(cè)資源的，那么也就可以說(shuō)一個(gè)虛擬電廠下會(huì)有若干包含源網(wǎng)荷儲(chǔ)的小型微電網(wǎng)。而呈現(xiàn)電網(wǎng)形態(tài)時(shí)，以并網(wǎng)運(yùn)行為主，在表后各自為戰(zhàn)，目的是為了省錢。而呈現(xiàn)電廠形態(tài)時(shí)，以參與交易為主，在表前聚合電量，目的是為了套利。省錢和套利，這都是收益的來(lái)源
而跳出負(fù)荷側(cè)，來(lái)到電源側(cè)，如果規(guī)則允許，可以把不同類型的電源聚合到一起，也就是把其曲線聚合到一起作為同一個(gè)整體參與到市場(chǎng)交易中，那也是一種虛擬電廠，叫做源側(cè)虛擬電廠。獨(dú)立的風(fēng)場(chǎng)、光伏電站還有儲(chǔ)能電站打捆在一起參與交易，其實(shí)就是站在更大的電網(wǎng)角度來(lái)看源網(wǎng)荷儲(chǔ)?？傊拔㈦娋W(wǎng)”，“虛擬電廠”，“主動(dòng)配電網(wǎng)”，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”等話題，因?yàn)榭蚨ㄔ诹擞脩糌?fù)荷側(cè)，所以我就不再區(qū)分這幾個(gè)名詞的概念了，在我這里權(quán)當(dāng)都是一個(gè)事兒。而這些話題，各種細(xì)節(jié)，差不多又可以寫上一年，不急，我們慢慢道來(lái)~

曹華偉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

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審核編輯 黃宇