虚拟电厂工程实践：聚合分布式资源，赋能电网智能调度

虚拟电厂工程实践：聚合分布式资源，赋能电网智能调度

一、项目背景

近年来，在可再生能源替代发展战略背景下，发电侧接入了大量的可再生资源，火电机组调节能力接近饱和，整个电网也向数字化、智能化互联互动快速转型。随着我国大规模可调负荷、分布式电源、储能等灵活性资源在用户侧兴起，通过对其实现聚合管理，使他们具备参与电网调峰和调频的能力，在我国能源低碳转型的道路上，将作为支撑电力系统稳定运行的一个重要抓手。随着科学技术创新发展，虚拟电厂因其经济性和灵活性特点，成为新型电力系统发展的重要方向。虚拟电厂采用先进的信息通信和智能控制技术，利用分布式能源管理系统将分布式电源、可控负荷和储能装置等资源优化聚合，形成控制单元参与电网灵活性调节，实现负荷侧资源的商业运营。

目前鄂州对可调节负荷资源(分布式光伏、风电、储能)尚缺乏有效的管理、控制手段，以上资源调度不能按照常规电厂进行调节管理。为促进源网荷储协同互动发展，提升鄂州对可调节资源的管理水平，亟需提供以“虚拟电厂”为技术手段的资源聚管控平台，完成对可调节资源的监测、调控，提升可调节资源的管理水平。

二、项目概况

通过试点应用提供动态负载调度与优化。虚拟电厂利用智能化管理技术，对微型电网、分布式能源和储能设施等多种资源进行整合和协调。通过动态负载调度和优化，可以实现对电力系统负载的精准管理，使得电力系统的利用率得以提高。我司承担了湖北鄂州五个试点项目，其中包括某10kV分布式光伏，某380V分布式光伏，某铁塔信号基站分布式储能单元，移动储能车和某供电所光储充一体在内的五个试点项目。

三、项目实施

（一）现场调研

我司通过现场实际情况，将某10kV分布式光伏、某380V分布式光伏、某铁塔信号基站分布式储能单元、移动储能车和某供电所光储充一体划分为5个可调电源，使用我司EC-VPPBOX30聚合调控终端，终端具备无线通信、纵向加密、远动、数据采集、AGC控制等一体化功能。

图 1  EC-VPPBOX30产品应用场景示意图

EC-VPPBOX30 聚合调控终端主要功能包括:

l数据采集:聚合调控终端通过RS232/RS485/网口等硬件接口，采用Modbus、CDT、IEC101、102、103、104、61850、DL/T645 等通讯协议，采集数据;

l数据处理:聚合调控终端能够按照配置的规则，对所获取的数据和接收到的命令进行类型转换、数据汇总、数据加工、数据分析、新数据合成、数据存储等操作;

l数据转发:聚合调控终端通过 1M 加密模块，支持正C104、102 等通讯协议，与采集服务器进行交互，上送处理数据、接收控制指令;

l能源资源聚合:将分散的可再生能源发电设备(如光伏、风力发电等)、储能设备(如电池、水泵储能等)和柔性负荷(如电动汽车、智能家电等)整合在一起，形成一个统一的能源系统;能源调度优化:根据能源市场情况、电网负荷需求和能源资源供给等因素，对可控资源进行调度优化，提高能源利用效率，降低能源成本，实现源网荷储各类资源的灵活调配和系统的稳定运行。

l加密功能:通过硬件加密模块实现数据加密功能，满足电力二次安全防护要求。

l无线通讯:通过运营商 4G/5G 网络进行数据传输。

图 2  EC-VPPBOX30产品检测报告

（二）方案设计

图 3 虚拟电厂总体架构图

1、某380V分布式光伏方案设计

站点位于湖北省鄂州市华容区G316（福兰线），站点容量1.6MW，单台华为逆变器100kW,总计16台，为屋顶分布式光伏，电压等级为380V。现场使用智能边缘网关通过485通讯线采集逆变器数据。边缘网关支持5G专网，通过5G专网和EC-VPPBOX30聚合调控终端进行数据交互。

图 4 分布式光伏站控制流程图

图 5 分布式光伏站通讯架构图

2、鄂州铁塔无线基站储能

鄂州铁塔基站共计四个子站点，分别位于鄂州市鄂城区葛山大道，华容区永昌实业工业区，鄂城区周家墩，鄂城区瓜畦。每个站点约21.kW，试点容量总共86.4kW。

站点难点分析：

相邻站点距离远，有线通讯方式施工难，造价高，不易维护,对于微型储能常规控制方式无法做到完整的安全逻辑和AGC功能。

方案设计：

铁塔基站储能试点部署4台边缘网关和一台EC-VPPBOX30，边缘网关和储能EMS通过modbus通讯，进行数据采集和转发，边缘网关采用5G电力专网和EC-VPPBOX30聚合调控终端进行数据交互。

图 6 分散式储能控制流程图

图 7 分散式储能站点通讯架构图

四、项目总结

项目的建设整合了分布式光伏、储能等碎片化资源实现统一调度管理，将小微资源聚合成具备电网级调节能力的“虚拟电厂”，并利用5G专网、加密无线传输方式实现了对地理分散资源的低成本、高可靠的远程监控，规避有线部署难题。作为电网与用户侧资源的纽带，虚拟电厂接收电网调度指令，通过EC-VPPBOX30微电网功率控制系统分解至聚合资源，解决分布式新能源出力的随机性，稳定电网的频率，促进绿电消纳与电网安全协同。

虚拟电厂是新型电力系统的“智能调度中枢”，其核心价值在于‌通过数字化手段激活海量碎片化资源，以经济高效的方式替代传统硬件扩容，为高比例新能源接入下的电网安全、低碳转型与市场机制落地提供技术支撑。