安科瑞徐赟杰18706165067

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(xié)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(wěn)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(fā)展、清潔能源的大規(guī)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(qū)域性多能源聚合模式將可再生能源接入大規(guī)模電網的重要發(fā)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(fā)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(wěn)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(xié)調以及能量管理，以確保電網運行能夠更加穩(wěn)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(tǒng)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(yōu)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(fā)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(shù)據分析和優(yōu)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(tǒng)、可控負荷系統(tǒng)、儲能設備以及分布式發(fā)電系統(tǒng)，其各個系統(tǒng)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(tǒng)來控制虛擬電廠的各個子系統(tǒng)，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(huán)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(fā)電的應用效率和穩(wěn)定性，畢竟當前可再生能源發(fā)電存在著諸多問題，尤其容易受到環(huán)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(wěn)定性，進而導致由應用效果并不能滿足社會對于電力穩(wěn)定性的需求。而隨著現(xiàn)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(fā)電應用的局限性，確?？稍偕茉窗l(fā)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(jié)能環(huán)保、低能源消耗的需求，不過由于在使用過程中會產生大規(guī)模的諧波問題，因此很容易對系統(tǒng)的穩(wěn)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(wěn)定性。

4儲能技術在虛擬電廠中的發(fā)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(fā)電產業(yè)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(yè)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。

5Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統(tǒng)

5.1系統(tǒng)概述

安科瑞儲能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能EMS，具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現(xiàn)了數(shù)據采集、數(shù)據處理、數(shù)據存儲、數(shù)據查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)。系統(tǒng)結構如下：

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)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(jiān)控

系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態(tài)及運行模式。

PCS監(jiān)控：滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設置；運行模式設置；實現(xiàn)儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。

BMS監(jiān)控：滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設置；實現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據設置的閾值進行空調溫度的聯(lián)動調節(jié)，并實時監(jiān)測空調的運行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據，以曲線形式進行展示。

UPS監(jiān)控：滿足UPS的運行狀態(tài)及相關電參量監(jiān)測。

5.3.3曲線報表

系統(tǒng)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(tǒng)設備參數(shù)的配置、電價參數(shù)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(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)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(fā)出告警。

5.3.6事件查詢統(tǒng)計

儲能能量管理系統(tǒng)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(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)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(tài)。

5.3.8用戶權限管理

儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)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(shù)據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)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(tǒng)中的應用能夠在為社會提供大量電能的同時還能緩解環(huán)境污染和資源短缺的問題，不過由于可再生能源的應用穩(wěn)定性相對較低，因此要采用虛擬電廠來提高電網供電的穩(wěn)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(xiàn)代技術的不斷發(fā)展和變革，新技術的應用以及儲能技術在發(fā)電產業(yè)當中的普及，讓儲能技術必將進一步發(fā)揮虛擬電廠以及可再生能源發(fā)電的優(yōu)勢，以確?？稍偕茉窗l(fā)電能設備夠更加安全、穩(wěn)定地運行。

審核編輯 黃宇