如何解决电网峰谷差大、局部电力供应紧张等问题

安科瑞虞佳豪

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今年以来，多份政策文件相继出台，支持虚拟电厂、新型储能项目建设。

7月11日，中央深改委会议审议通过《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》，强调要深化电力体制改革，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，更好推动能源生产和消费革命，保障国家能源安全。

7月13日，国家能源局召开2023年电力调度交易与市场秩序厂网联席会议要求，切实做好迎峰度夏电力供应保障，加快推进全国统一电力市场体系建设，进一步加强厂网信息沟通交流。

5月19日，国家发展改革委就《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》《电力负荷管理办法（征求意见稿）》向社会公开征求意见，提出到2025年各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%至5%；逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡，提高电力系统的灵活性。

从地方层面看，6月以来，多地出台针对新型储能发展的政策。河南省发布《关于加快新型储能发展的实施意见》，江苏省发改委印发新型储能项目高质量发展的若干措施（征求意见稿），均提出了新型储能项目发展规模目标。

助力构建新型能源体系

作为电力稳定供应的重要一环，虚拟电厂建设受到政策支持。

7月15日，深圳市发布多个虚拟电厂运行指导性文件，包括《深圳市虚拟电厂精准响应管理办法》《深圳市虚拟电厂精准响应实施细则》《深圳市虚拟电厂精准响应承诺书》等。

根据规定，深圳实时精准响应价格固定为5元/千瓦时，大约是深圳市居民用电价格的8倍，有助于激发虚拟电厂运营商提升技术水平，达到电网实时调控的目标。虚拟电厂运营商在完成准入资料审核、系统联调对接、响应能力测试、安装加密网关设备后即可完成接入并参与响应。

南方电网深圳供电局、南网科研院积极推动深圳虚拟电厂建设发展。深圳供电局、南网科研院表示，下一步将继续完善技术标准，持续扩大虚拟电厂接入规模，实现虚拟电厂商业化应用，推动打造虚拟电厂上下游产业链，助力构建新型能源体系。

“十三五”以来，我国已在广东、浙江、安徽等省份建立多个虚拟电厂试点项目。2022年5月，浙江省发布2022年新型电力系统试点项目计划，包含3个虚拟电厂项目，并计划在“十四五”期间推进10个左右虚拟电厂试点项目；2022年6月，山西省能源局发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，明确了负荷类和源网荷储一体化两类虚拟电厂，以及并网运行技术和管理规范。

近日，国家能源集团首个虚拟电厂主体工程“国能浙江梅屿100MW/200MWh新型电化学储能电站”进入全面建设阶段。项目建成后预计每年可提高清洁能源消纳4.8亿千瓦时，减少碳排放38万吨，同时可为浙江电网提供快速灵活的调频、调峰、备用、黑启动、需求响应等多种电力辅助服务，对优化浙江电源电网结构、建设新型电力系统具有积极意义。

虚拟电厂本质上是运用能源互联网技术，把数以千计的企业微电网分散的可控负荷、充电桩、分布式光伏、分布式储能等整合起来，变成具有一定规模、可调节的负荷资源和发电容量，通过这个看不见的“电厂”来配合大电网的需求响应，解决电网峰谷差大、局部电力供应紧张等问题的同时从中获利，这对电网和用电企业是双赢的。今年以来，虚拟电厂频获政策支持，在行业内掀起发展热潮，主要原因在于我国电力峰谷差矛盾日益突出，未来在缓解供需矛盾，提高电网稳定性和灵活性上，虚拟电厂可以发挥出关键作用。

2怎么建立企业微电网数字化

企业的能源管理意识决定了企业电网的数字化水平，专家预测接下来会有进一步的政策（比如需求响应、能源双控、碳排放约束）和价格激励机制去推动企业建立微电网数字化，为虚拟电厂的推广和发展做好基础设施的建设，同时也提高企业的能源管理意识，并通过数字化的能源管理对企业产生价值。那企业怎么建立适用于自身的微电网数字化呢？

企业微电网的数字化系统(EMS)包含安装于现场的传感器、智能网关和微电网数字化软件。传感器用于监测和控制企业内部的负荷设备和分布式发电设备(系统)，现场传感器的数据接入边缘计算智能网关，每个智能网关可以看做是一个区域指挥部，采集所接传感器数据进行协议转换后上传EMS和转发第三方系统，网关可以根据预设阈值或自动学习来执行逻辑计算，并执行EMS的指令。EMS可以看做是企业微电网的指挥部，根据智能网关上传的数据生成各类图表、控制策略和分析结论，并按照设置的权限响应虚拟电厂的调度指令，这样数量众多的EMS就构成了虚拟电厂的基础，系统架构图如图1所示。

图1 企业微电网数字化系统(EMS)网络架构

AcrelEMS企业微电网数字化系统融合企业负荷侧的电力监控、能耗统计、电能质量分析及治理、智能照明控制、主要用能设备监控、充电桩运营管理、分布式光伏监控、储能管理等功能，用户通过一个平台即可全局、整体的对企业微电网进行进行集中监控、统一调度、统一运维，同时满足企业用电可靠、安全、节约、有序用电要求。

3微电网数字化系统功能

3.1 电力监控

对企业35kV变电站至0.4kV配电涉及的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制，监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理，对故障及时处理并发出告警信息，提高企业供电可靠性。

图2 企业微电网数字化系统(EMS)电力监控

3.2 能耗分析

采集企业电、水、燃气等能源消耗，进行分类分项能耗统计，计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势，对标主要用能设备能效进行能效诊断，计算企业碳排放，为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。

图3 企业微电网数字化系统(EMS)能耗分析

3.3 照明控制

智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、集中控制、调光控制等，并结合红外传感器、超声波传感器，实现人来灯亮、人走灯灭，为企业节约照明用电。

图4 企业微电网数字化系统(EMS)照明控制

3.4 分布式光伏监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

图5 企业微电网数字化系统(EMS)光伏发电监测

3.5 储能管理

监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，根据企业峰谷特点和电价波动设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电模式，实现削峰填谷，降低企业用电成本，见图6。

图6 储能管理

3.6 充电桩运营管理

监测企业微电网充电桩的运行状态，提供充电桩收费管理和状态监测功能，并根据企业负荷率变化和虚拟电厂的调度指令调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定安全运行。

图7 充电桩管理

3.7 需求响应

根据企业负荷波动数据，再结合虚拟电厂的调度指令，决定以何种方式参与电网需求响应，平台可通过给储能系统下发控制策略，调整充发电时间。平台在需求响应时间段调整可控负荷功率，停止给可中断负荷供电。并且可以根据企业可控负荷数据制定需求响应控制策略，实现一键响应。

图8 企业微电网数字化系统需求响应示意图

4微电网数字化系统硬件设备

安科瑞针对企业微电网数字化系统除了软件外，还具备现场传感器、智能网关等设备，还包括了高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网数字化提供一站式服务能力。

5结束语

如文章所说“负荷侧数字化，本质是管理意识提升”，企业微电网数字化建设是大势所趋，是虚拟电厂发展的必要条件，也是企业自身提高能源管理水平的必要手段。随着双碳政策和电改政策的推进，要提高能源利用效率，解决电网峰谷差大的问题，必然会有越来越多的政策工具走上台面，包括加大电价浮动、拉大峰谷电价差、能耗双控等等，在这种情况下仅依赖人工的管理是无法适应政策和电价变化的。而提前建立和适应了能源数字化管理的企业将会更快获得用电成本的优势，切实享受电改政策红利。