虚拟电厂的建设目标

基于云计算、物联网及先进的ICT技术,虚拟电厂是整合管理分布式能源的一种有效模式。对于分布式能源来说,虚拟电厂既可以是中间商,也可以是聚合商。虚拟电厂既可以应用在用户侧,包括居民用户、工商业用户等不同类型,也可以应用在发电侧,包括冷热电联产、小型风场、小型水电站等。从外侧来看,虚拟电厂既可以像一个单独的发电设施或受控负荷,从远程站点进行优化,并发布运行计划,也可以像一个自平衡细胞,通过合理调度管理,实现内部能量平衡。从内部来看,虚拟电厂可以利用复杂的规划、调度及竞价将丰富多样的自治资源整合进电网。与微电网以就地应用为控制目标不同,虚拟电厂赋予分布式电源更多的灵活性。分布式电源规模小、数量多,且发电特性差异大,直接参与电力交易的难度较大,不管是从整个电力系统安全经济运行的角度,还是分布式电源参与市场交易的角度,虚拟电厂都是一种有效的解决方案。

对能源互联网建设来说,虚拟电厂是连接零售市场与批发市场的智能化网络,首要目标是以最低的经济和环境成本保证电网平衡,同时帮助分布式能源所有商实现利润最大化。虚拟电厂利用现有电网为用户、效用公司及电网运营商提供供需服务,帮助终端用户(或资产所有商)及配电网实现价值最大化。依托于能量云(或云能量管理系统),虚拟电厂支持分布式电源的分布式能源即插即用、能源交易与消费的高度灵活。虚拟电厂在给用户带来更大价值(更低的成本和额外的收入来源)的同时,也为配电效用公司带来效益(避免了对电网设施及调峰电厂的投资成本),更可以为输电网运营商提供网络备用服务。

作为能量云(energy cloud)的终端范例,虚拟电厂提供的服务包括调节服务、电压管理、需求侧响应、紧急备用、峰值负荷管理及可再生能源平抑等。

虚拟电厂的四个关键特征是预测优化、分布式资源管理、资源控制调度、市场互动。
(1)动态竞价的市场接口:可提供市场预测、竞价和运行网络信息。
(2)评估市场参与机会及网络服务需求。
(3)实时量度、验证和评价能量.
(4)支持网络服务接口。

虚拟电厂借助于资产优化及预测技术,颗粒化聚合及控制灵活分布式资源,无缝集成到批发能源市场和其他市场平台。虚拟电厂利用交互式能量(transactiveenergy, TE)交换,帮助聚合商、效用公司、电力零售商、可再生能源开放发商等获取更多价值,帮助能源互联网的智能化发展。虚拟电厂试图给资产所有商及电网运营商带来更大的价值,并加强他们的合作关系。由于用户获取成本较高,所以在虚拟电厂开发方面,效用公司比小型供应商更加具有竞争力。

其应用趋势包括以下几方面。
(1)支持所有分布式资产的接入,包括储能、需求侧现有、分布式电源等,允许能源服务提供商从一个集成的统一自动化平台聚合优化其内部成员。
(2)支持本地资源、区域分布式资源,及辅助服务的联合优化。
(3)支持多个批发市场的连通.
(4)利用先进的大数据分析及机器学习等技术,提供可靠及高度优化的规划调度方案。

虚拟电厂的终极目标之一是,作为网络资源的协同共享体,能源服务提供者可以从这些资源中获取更多的价值,提高投资回报同时降低资产成本，虚拟电厂有望和交互式能量平稳并行发展,利用先进的大数据技术分析海量数据,创建新的商业模式。虚拟电厂所传达的价值在于智能化管理多样分布式电源,是一种分散复杂(systems of systems, Sos)系统,即多个分散自治系统组成更大、更复杂的系统,其组成要素相互作用、相互关联、相互依赖,形成了一个复杂统一的整体。针对虚拟发电厂角色的考虑,在电力体制一体化的模式下,可以通过配电公司参与到电力系统整体运行调度之中。电力批发市场竞争模式下,虚拟电厂可以作为负荷聚合商,且当负荷聚合商达到一定规模的时候可以作为独立的辅助服务提供商。电力市场零售竞争模式下,虚拟电厂可以作为零售商和负荷聚合商参与到电力零售市场中[

能源行业正朝着更加动态多变的方向发展,配电网络中的自产自消(self-consumption)及微交易(mircro-trading)逐渐成为常态。作为交互式能源的先导模式,虚拟电厂以合理的价格向用户提供高质量的电能,这将为用户创造更大的价值,同时也为配电网络中的效用公司和输电运营商带来更大效益。