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淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):246更新時(shí)間:2024-08-15

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:本文深入探討了虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用,包括其在能源管理優(yōu)化、電網(wǎng)穩(wěn)定性提升、經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)等方面的重要作用。詳細(xì)分析了儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、采集手段以及面臨的挑戰(zhàn),并通過實(shí)際案例展現(xiàn)其應(yīng)用成效,對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

一、引言
隨著能源領(lǐng)域的快速發(fā)展和電力系統(tǒng)的日益復(fù)雜,虛擬電廠作為一種創(chuàng)新性的能源管理模式應(yīng)運(yùn)而生。在虛擬電廠中,儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用成為實(shí)現(xiàn)高效能源利用和優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
二、虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

(一)海量性

虛擬電廠整合了眾多分布式能源資源和儲(chǔ)能設(shè)備,產(chǎn)生了大規(guī)模的數(shù)據(jù)量。

(二)多源性

數(shù)據(jù)來源廣泛,涵蓋了不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備、發(fā)電設(shè)施以及用戶側(cè)的用電信息。

(三)動(dòng)態(tài)性

儲(chǔ)能設(shè)備的充放電狀態(tài)、能量存儲(chǔ)水平等數(shù)據(jù)時(shí)刻在變化,具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)特征。
三、虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的采集

(一)智能傳感器

安裝在儲(chǔ)能設(shè)備上,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流、電壓、溫度等關(guān)鍵參數(shù)。
例如,通過電流傳感器準(zhǔn)確測(cè)量充放電電流,為能量計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(二)遠(yuǎn)程通信技術(shù)

利用無線通信(如 4G/5G)或有線通信(如以太網(wǎng))將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。

(三)數(shù)據(jù)聚合與預(yù)處理

在數(shù)據(jù)采集端或邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理,去除噪聲和異常值,減少數(shù)據(jù)傳輸量。
四、虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(一)優(yōu)化電力調(diào)度

依據(jù)儲(chǔ)能數(shù)據(jù),準(zhǔn)確預(yù)測(cè)不同時(shí)段的電力供需情況,實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的電力調(diào)度。
比如,在用電低谷時(shí),將多余電能存儲(chǔ)起來;在高峰時(shí),釋放儲(chǔ)存的電能,從而平衡電網(wǎng)負(fù)荷,減少峰谷差。

(二)增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性

當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障或受到?jīng)_擊時(shí),儲(chǔ)能數(shù)據(jù)能迅速反饋,控制儲(chǔ)能設(shè)備快速輸出功率,支撐電網(wǎng)電壓和頻率,保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

(三)提升能源交易效益

基于儲(chǔ)能數(shù)據(jù),虛擬電廠能夠參與電力市場(chǎng)交易,制定合理的購售電策略,提高經(jīng)濟(jì)效益。
例如,在電價(jià)低谷時(shí)買入電能存儲(chǔ),在電價(jià)高峰時(shí)賣出,獲取差價(jià)收益。

(四)促進(jìn)可再生能源消納

結(jié)合可再生能源的發(fā)電數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能數(shù)據(jù),有效解決其波動(dòng)性和間歇性問題。
如在風(fēng)力發(fā)電過剩時(shí)存儲(chǔ)電能,在無風(fēng)時(shí)釋放,提高可再生能源的利用效率。
五、面臨的挑戰(zhàn)

(一)數(shù)據(jù)質(zhì)量與可靠性

部分?jǐn)?shù)據(jù)采集設(shè)備可能存在精度不足、數(shù)據(jù)丟失等問題,影響數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

(二)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)

儲(chǔ)能數(shù)據(jù)涉及到用戶和能源企業(yè)的敏感信息,需要防范數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊。

(三)數(shù)據(jù)分析能力

復(fù)雜的儲(chǔ)能數(shù)據(jù)需要高效的分析算法和強(qiáng)大的計(jì)算能力,以提取有價(jià)值的信息。
六、未來發(fā)展趨勢(shì)

(一)融合人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)

實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的儲(chǔ)能狀態(tài)預(yù)測(cè)、電力需求預(yù)測(cè)和優(yōu)化調(diào)度策略。

(二)跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)融合

與氣象數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等融合,為虛擬電廠的運(yùn)行提供更全面的決策依據(jù)。

(三)完善數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

促進(jìn)不同虛擬電廠之間的數(shù)據(jù)交互和共享,推動(dòng)行業(yè)的協(xié)同發(fā)展。

七、安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

(一)概述

Acrel-2000MG儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理,支持多種控制策略選擇,包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)下級(jí)各儲(chǔ)能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理,還可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)通訊與交互,既能接受上級(jí)調(diào)度指令,又可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維,確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

(二)應(yīng)用場(chǎng)景

適用于工商業(yè)儲(chǔ)能電站、新能源配儲(chǔ)電站。

(三)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(四)系統(tǒng)功能

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)管

對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管,包含市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及用電負(fù)荷,同時(shí)也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(2)智能監(jiān)控

對(duì)系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機(jī)、儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器、用電設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(3)功率預(yù)測(cè)

對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè),并展示合格率及誤差分析。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(4)電能質(zhì)量

實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示,并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(5)可視化運(yùn)行

實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對(duì)重要負(fù)荷與設(shè)備進(jìn)行不間斷監(jiān)控。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(6)優(yōu)化控制

通過分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對(duì)負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測(cè),并結(jié)合分布式電源出力與儲(chǔ)能狀態(tài),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度,以降低尖峰或者高峰時(shí)刻的用電量,降低企業(yè)綜合用電成本。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(7)收益分析

用戶可以查看光伏、儲(chǔ)能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù),同時(shí)可以切換年報(bào)查看每個(gè)月的電量和收益。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(8)能源分析

通過分析光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率,用于評(píng)估設(shè)備性能與狀態(tài)。

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(9)策略配置

微電網(wǎng)配置主要對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行策略及統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行設(shè)置。其中策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

八、硬件及其配套產(chǎn)品

淺聊虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用

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九、結(jié)論

虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)的應(yīng)用為能源領(lǐng)域帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過充分挖掘和有效利用這些數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行、提高能源利用效率、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性和促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模消納。面對(duì)當(dāng)前存在的問題和未來的發(fā)展趨勢(shì),我們需要不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和管理措施,以推動(dòng)虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)據(jù)應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展和完善,為構(gòu)建更加智能、高效、綠色的能源體系做出積極貢獻(xiàn)。

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