一個案例讀懂虛擬電廠
虛擬電廠是一種可以響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令，將分布式發(fā)電、需求側(cè)響應(yīng)和儲能資源進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制的特殊電廠，在調(diào)節(jié)電網(wǎng)供需平衡、促進新能源消納等方面作用顯著。隨著能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮來襲，我國出臺多個規(guī)劃文件將虛擬電廠作為電力系統(tǒng)重要的技術(shù)研究和項目建設(shè)方向。車網(wǎng)互動作為虛擬電廠的主要模式之一，對于健全虛擬電廠生態(tài)具有重要意義。
何為車網(wǎng)互動
電動汽車行業(yè)的快速發(fā)展，為智能電網(wǎng)帶來機遇和挑戰(zhàn)。專家通過對北京某小區(qū)進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)大部分車主選擇在晚間下班后對電動汽車進行充電，充電高峰期集中在晚間20：00——22：00，這一時段正好為居民用電高峰期。
根據(jù)我國電力行業(yè)相關(guān)規(guī)定，一套120平米的房子，平均配電容量約為8kW，一臺電動汽車的充電功率是7kW左右，對于一個普通社區(qū)而言，每增加1輛電動汽車充電，就等于社區(qū)又增加了一戶新的居民，當眾多電動汽車都在用電高峰期進行充電時，無疑會給電網(wǎng)帶來巨大壓力。
為解決以上問題，我們可以通過技術(shù)手段來調(diào)整充電的時間和功率。比如說通過充電樁調(diào)節(jié)充電功率，在前半夜用電高峰期降低電動汽車充電功率，在后半夜用電低谷期增大充電功率。如此一來，既不影響用戶出行，也減輕了電網(wǎng)的壓力，對于車主而言在用電低谷期充電還可以享受到更低的電價。
這種結(jié)合用戶需求和充電樁、電池的物理約束，考慮用戶的充電價格，通過目標函數(shù)結(jié)合約束條件，實現(xiàn)用戶有序充電的技術(shù)是車網(wǎng)互動最常見的模式之一，也通常被稱之為車網(wǎng)互動。（另外兩種常見模式為雙向互動V2G、換電模式）
從車網(wǎng)互動看虛擬電廠
在無序充電狀態(tài)下，用戶下班回家，充電樁即插即充，充電負荷和居民用電負荷幾乎重合。而通過車網(wǎng)互動技術(shù)，可以在用電高峰時段進行小功率的充電，當整體的用電負荷下降之后，再提升用戶的充電功率，從而將用電高峰期時段的充電量平移至夜間用電低谷時段。
實施有序充電后居民區(qū)負荷曲線對比圖 圖源：建筑電氣雜志
據(jù)國網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司相關(guān)專家介紹，在無序充電狀態(tài)下，同樣的小區(qū)可能只能同時支撐33個無控制的充電樁，整體的負荷情況就已經(jīng)逼近100%了，在有序充電狀態(tài)下，可以同時支撐85個充電樁的充電，滿足所有用戶的充電需求，并且在這個時候峰谷差降低了30%，整體的負荷情況只是逼近80%。當1000個甚至更多有序充電的用戶聚合在一起，可以在午夜前半段顯著緩解電網(wǎng)壓力，在午夜后半段消納風(fēng)力等清潔能源發(fā)電。
這種把每個設(shè)備作為一個底層原件，通過信息化通信網(wǎng)絡(luò)，把
綜上，虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)DG（即distributed generator，分布式電源）、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等DER（即Distributed Energy Resource，分布式能源資源）的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。而電動汽車有序充放電則是虛擬電廠的重要組成部分，通過聚合具有可調(diào)性、充放電特性的電動汽車負荷資源，可以為虛擬電廠方案的進一步實施提供基礎(chǔ)條件。
圖源：國網(wǎng)上海經(jīng)研院
虛擬電廠的重要作用
2022年1月29日，國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，提出大力推進電源側(cè)儲能發(fā)展，合理配置儲能規(guī)模，改善新能源場站出力特性，支持分布式新能源合理配置儲能系統(tǒng)，開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷、樓宇空調(diào)負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側(cè)儲能、 新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）能量互動（車網(wǎng)互動）等各類資源聚合的虛擬電廠示范。虛擬電廠作為智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)中重要的能源聚合形式，被稱為能源調(diào)度的管家，可以大大緩解高峰用電的緊張，起到削峰填谷，平衡電網(wǎng)供需的作用。
比如，在電力供應(yīng)緊張時段，虛擬電廠平臺可直接調(diào)度海量分散的充電樁、空調(diào)、電動汽車等用電資源，降低用電功率。而在冬季夜間，整個電網(wǎng)正值負荷低谷期，卻恰恰是風(fēng)電大發(fā)期。如果這個時候，虛擬電廠平臺能夠聚合各類型分布式資源，實時跟蹤電網(wǎng)調(diào)峰需求及調(diào)度指令，有效拉升電網(wǎng)低谷負荷，實現(xiàn)“荷隨風(fēng)動、荷隨源動”，這將有效緩解由于調(diào)峰困難引起的棄風(fēng)限電，實現(xiàn)風(fēng)電的多發(fā)增發(fā)，也是對電網(wǎng)原有火電等調(diào)峰資源的有益補充和擴展。
隨著電力體制改革不斷深化，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建強調(diào)以新能源為主體，提升光伏、風(fēng)電等清潔能源的消納，能源轉(zhuǎn)型催生儲能需求和更加數(shù)字化、智能化的電力系統(tǒng)。虛擬電廠作為協(xié)調(diào)分布式資源參與電力交易市場和需求響應(yīng)的能源數(shù)字化平臺，在產(chǎn)業(yè)政策和市場需求不斷加碼的現(xiàn)期，將發(fā)揮重要作用。