安科瑞 呂夢怡

187+0616=2527

摘要：虛擬電廠利用通信技術，將分布式電源、儲能裝置和可控負荷等資源廣泛連接，并采用特定的控制策略進行資源的協同聚合和智能管理，從而具備與電網能量互動的能力。在虛擬電廠的運作中，儲能設備不僅可以有效儲存可再生能源的過剩電力，還能在需要時釋放能源，以滿足可控負荷的需求響應和分布式能源的要求，從而能夠更加靈活地管理能源資源，提高電網的穩定性和可靠性。本文針對虛擬電廠中儲能技術的應用展開研究，對虛擬電廠中儲能技術發展、清潔能源的大規模應用進行了展望。

關鍵詞：虛擬電廠；儲能技術；應用

1.引言

虛擬電廠作為利用區域性多能源聚合模式將可再生能源接入大規模電網的重要發電模式，目前已經受到了電力領域的關注和應用。由于目前可再生能源發電所采用的分布式能源運行存在較為明顯的波動，其實際應用時很容易導致電網安全性、穩定性和可靠性受到影響，而虛擬電廠的應用則能夠加強對分布式電源的協調以及能量管理，以確保電網運行能夠更加穩定。

2.研究背景

近幾年我國對于虛擬電廠的研究非常重視，雖然目前諸多學者對虛擬電廠展開了一定的研究，不過目前學術界對于虛擬電廠并沒有統一的定義。部分學者認為虛擬電廠要利用信息通信技術將分布式電源等電力儲能設備和可控負荷等設備進行優化聚合并且作為整體接入電網；或是將小型分布式電源整合為整體參與到電網運行當中；或是利用通信技術將發電機組進行整合等。

實際上這些理論都是對虛擬電廠實際應用效果的總結，而結合諸多研究人員的研究，本文對虛擬電廠提出了以下定義：虛擬電廠是以信息通信技術為主，融合了數據分析和優化預測等算法，將分布式電源、儲能裝置和可控負荷進行融合而形成的虛擬載體，以便于能夠對電網進行有效控制、參與內部供電和外部供電并且滿足供電運營需求。

整個虛擬電廠包含有通信系統、可控負荷系統、儲能設備以及分布式發電系統，其各個系統不會直接受到電網調度控制，而是以虛擬電廠控制為核心利用信息通信系統來控制虛擬電廠的各個子系統，并且以虛構的整體為核心參與到電網運行調度當中，以確保電網的經濟效益和環保效益能夠得到有效提升。

3.虛擬電廠中儲能技術的應用

（一）提高能源利用率

虛擬電廠的應用能夠有效提高可再生能源發電的應用效率和穩定性，畢竟當前可再生能源發電存在著諸多問題，尤其容易受到環境等外界因素的影響，其應用存在非常顯著的隨機性和不穩定性，進而導致由應用效果并不能滿足社會對于電力穩定性的需求。而隨著現代儲能技術在虛擬電廠中的廣泛應用，則能夠有效消除可再生能源發電應用的局限性，確保可再生能源發電并網運行能力能夠得到有效提升。

（二）提高虛擬電廠供電質量

虛擬電廠中所采用的分布式能源雖然能夠有效滿足節能環保、低能源消耗的需求，不過由于在使用過程中會產生大規模的諧波問題，因此很容易對系統的穩定運行帶來非常嚴重的干擾。而儲能技術和設備的應用則能夠有效利用設備的逆變器輸出與諧波相反的電流，并且利用補償操作提高虛擬電廠和電網供電的質量以及穩定性。

4.儲能技術在虛擬電廠中的發展趨勢

儲能技術在虛擬電廠中的廣泛應用是新能源時代的重要趨勢，尤其是在新能源技術的突破和智能電網技術普及的大背景下，虛擬電廠成為新能源發電產業的重要控制模式。與此同時，儲能技術也得到了廣泛的關注，尤其是在當前我國對新能源產業不斷關注的今天，儲能技術對于虛擬電廠應用所帶來的幫助也有目共睹，并且獲得了國家的支持。尤其是隨著儲能技術不斷變革的今天，儲能技術的充放電效率得到了不斷提升，虛擬電廠的安全性能、儲能設備的能量密集度也顯著提升。

5.Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統

5.1系統概述

安科瑞儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專門針對工商業儲能柜、儲能集裝箱研發的一款儲能EMS，具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在*級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

5.2系統結構

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。系統結構如下：

5.3系統功能

5.3.1實時監測

系統人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態，實時監測PCS、BMS以及環境參數信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關故障、告警、收益等信息。

5.3.2設備監控

系統能夠實時監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態及運行模式。PCS監控：滿足儲能變流器的參數與限值設置；運行模式設置；實現儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與展示；實現PCS通訊狀態、啟停狀態、開關狀態、異常告警等狀態監測

BMS監控：滿足電池管理系統的參數與限值設置；實現儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監測；實現電池充放電狀態、電壓、電流及溫度異常狀態的告警

空調監控：滿足環境溫度的監測，可根據設置的閾值進行空調溫度的聯動調節，并實時監測空調的運行狀態及溫濕度數據，以曲線形式進行展示。

UPS監控：滿足UPS的運行狀態及相關電參量監測。

5.3.3曲線報表

系統能夠對PCS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。

5.3.4策略配置

滿足儲能系統設備參數的配置、電價參數與時段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

5.3.5實時報警

儲能能量管理系統具有實時告警功能，系統能夠對儲能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發出告警。

5.3.6事件查詢統計

儲能能量管理系統能夠對遙信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

5.3.7遙控操作

可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控制器、照明等設備進行相應的控制，但是當設備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態。

5.3.8用戶權限管理

儲能能量管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

6.平臺部署硬件選型清單

7.結語

雖然可再生能源在電力系統中的應用能夠在為社會提供大量電能的同時還能緩解環境污染和資源短缺的問題，不過由于可再生能源的應用穩定性相對較低，因此要采用虛擬電廠來提高電網供電的穩定性。其中儲能技術作為虛擬電廠應用的重要技術之一，隨著現代技術的不斷發展和變革，新技術的應用以及儲能技術在發電產業當中的普及，讓儲能技術必將進一步發揮虛擬電廠以及可再生能源發電的優勢，以確保可再生能源發電能設備夠更加安全、穩定地運行。

審核編輯 黃宇