一、两者的概念
1.1、虚拟电厂概念
在传统电网物理架构上,依托互联网和现代信息通讯技术,聚合分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类资源,进行协同优化运行控制和市场交易,实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动,为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。
1.2、微电网概念
微电网是由分布式电源、储能装置、控制系统、相关负荷等汇集而成的小型发配电系统,可为区域内负荷供冷、热和电,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,是智能电网的重要组成部分,是输电网、配电网之后的第三级电网。
二、两者的差别
2.1、组成架构上的差别
虚拟电厂的架构一般由大型发电系统、分布式能源、储能设备、可控负载、通讯系统、逻辑算法控制平台、交易平台、输配电设施、用电负载等组成。
微电网是指由分布式能源、储能设备、用电负载、检测设备、能量管理系统、检测设备、保护装置等汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可与外部电网并网运行,也可以孤立运行。
2.2、运行逻辑的差别
2.2.1、虚拟电厂运行逻辑
接受国家、政府的调度,起到电网辅助工作:调频、调峰等功能;
在电力现货交易市场上,随现货交易情况进行调度;
虚拟电厂不存在离网运行模式,必须依托电网运行。
2.2.2、微电网运行逻辑
微电网的运行方式有两种:并网运行、孤岛运行(也叫离网运行)
微电网的运行策略可分为两种:节能的控制策略、经济控制策
2.3、参与者的差别
虚拟电厂的参与者:发电商、政府机关单位、电力交易中心、电网公司(调度中心)、电能使用者、聚合服务商等。
微电网的参与者:电站拥有者
2.4、规模上的差别
虚拟电厂的规模较大,一般为多个家庭、多个园区,同时可跨区进行调控。
微电网的规模一般为一个家庭、一个厂区或一个园区,其规模较小,且必须在同一个区域内。
三、两者的核心技术点分别是什么
3.1、虚拟电厂核心技术
3.1.1、电价结算算法技术
作为电力交易中心,必须有一套完善的电价结算算法技术,以保证交易的公平公正,维持电力交易市场的平稳发展。
3.1.2、发电、负荷、电价预测技术
作为聚合服务商,参与电力现货交易,对未来电价预测的精准度是实现营收的核心因素。如何能做到电价的预测,则需对发电量、负荷用电量做一个精确的把握,推测市场对电量的供需关系,实现电价的精准测算。
3.1.2、精准的群观群控技术
群观群控技术是指集中采集多个虚拟电厂的信息,集中协调控制各个虚拟电厂的运行状态,从而实现虚拟电厂群的协调优化、能量互济等功能。同时还需要实现对虚拟电厂进行潮流方向的控制。
3.1.4、高精度的计量计费技术
不过是传统的电力系统还是虚拟电厂中,高精度的计量计费技术均为一个关键技术。是实现双方交易公平公正的一个度量平衡技术。
3.1.5、数字化配网技术
数字化技术泛指以计算机技术为首的人工智能、深度学习、强化学习技术以及信息通信技术为基础的云边协同、数据驱动等技术。数字化技术为电力系统处理复杂场景中的海量多源异构数据提供了解决方案,凭借其优良的抗干扰能力、高精度、强保密、多通用的特点,可解决微电网的资产管理、电能质量管理、分布式发电管理、智能表计以及储能负荷的协调控制问题。
3.1.5、现代化通信技术
现代的主要通信技术有数字通信技术,程控交换技术,信息传输技术,通信网络技术,数据通信与数据网,ISDN与ATM技术,宽带IP技术,接入网与接入技术等。
现代化通信技术是实现设备、虚拟电厂、交易平台、人之间的信息交互的核心技术。
3.2、微电网核心技术
3.2.1、算法调度技术
电网的优化设计通常是在满足微电网系统的稳定运行和所辖负荷需求的条件下,通过优化选择系统结构及电源配置(电源的种类、数量、选型及容量配置),实现和满足微电网系统在规划期间的安全稳定运行和最小化的系统投资成本目标。
微电网的运行控制与传统电力系统有着显著的不同,主要是与系统内分布式电源的种类、渗透深度、功率输出特性、控制策略和方法、不同负荷特性(可中断负荷和不可中断负荷)、系统的运行模式和结构模式、能量管理要求以及电能质量、经济性、安全性、可靠性等有关。这使得传统的控制方法已经不适应于微电网的运行控制,因此微电网需要有一套全新的、科学有效的运行控制方法和机制对系统内各分布式单元进行协调控制,能够根据特定要求来满足微电网分别在孤网运行、并网运行,以及两种运行方式间切换时的不同运行要求,实现并保证整个系统的安全稳定运行。
3.2.2、数字化配网技术
数字化配网技术不管是在虚拟电厂还是微电网都是一个非常重要的技术难点。
3.2.3、电能质量控制技术
微电网作为一个相对独立自治的区域,面临着与配电系统类似的动态稳定性问题。尤其是在电力电子装备大量接入、引起微电网等效惯量及阻尼降低的情况下,微网抵御功率冲击、维持频率电压动态稳定能力急剧下降。
3.2.4、保护及故障定位技术
微电网的保护,是指当微电网发生故障时,能够快速识别及定位故障、切除故障并恢复微电网安全稳定运行的一种关键技术。
四、展望
微电网方向:在“碳中和、碳达峰”的背景下,新能源的发展越来越迅猛,新能源汽车、分布式能源的发展对电网系统造成的不可忽视的冲击性。特别是新能源汽车的增速,导致原有的电力系统负荷不足,用电负荷不断增加、输电容量逐渐增大是目前电网比较头疼的问题。大容量集中式发电、远距离高电压传输的互联大电网运营成本高、运行难度大、调节能力弱的问题日益凸显。微电网的发展与崛起已成为一个必然性。
虚拟电厂方向:目前,国内虚拟电厂仍处于初级阶段,以试点示范为主。在我国,主要以需求响应为主流,而虚拟电厂侧重点在于增加供给,产生逆向潮流现象。虚拟电厂的发展可分为三个阶段:邀约型、市场型以及跨空间自主调度型虚拟电厂。当前,我国虚拟电厂正处于邀约型向市场型过渡阶段。在未来的5-10年内,虚拟电厂必将走向市场型。在10-20年内,最终完成自主调度型转换。

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