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“看不见”的电厂究竟是什么?

2019.04.16 能源
本文看点
  • 供需关系平衡——实现稳定电力供应的关键因素!
  • VPP是解决发电侧与需求侧课题的重要方案。
  • 预计将在2021年建立新能源服务型市场。

在进入数字化时代后,“虚拟”这个词可谓是大行其道。像是亲身体验虚拟空间的“虚拟现实技术(VR)”,又或是比特币等“虚拟货币”,这些都已是大众耳熟能详的词汇了。事实上,在能源的世界里,“虚拟”这个词汇早已广泛应用。而所谓的“虚拟电厂(VPP)”(以虚拟形式存在的发电厂),也日益受到人们的关注。

那么,我们不由得要问,虚拟电厂究竟是什么呢?

一、何谓虚拟电厂(VPP)?

我们知道,就电力的性质而言,我们必须始终确保发电量与用电量的平衡,即同时同量原则。因此,为实现电力的稳定供应,供电企业(电力公司)需要根据用电量对发电量进行瞬时调节,以确保电力供需平衡。一旦供需失衡,就会出现电力供应不稳定等情况,有时还会导致停电等故障。

VPP就是上文提及的“虚拟电厂”的英文缩写。它是一种新能源服务方案,用以确保电力供需平衡。提到电厂,大家可能第一时间会联想到火电厂和核电站等大型发电设施。而在这里,我们要讲的VPP却是由一系列的小型发电设备聚合而成的。

近年来,越来越多的办公场所和住宅区开始安装小型发电设备,诸如太阳能发电设备等。随着电动汽车、蓄电池、热泵的不断普及,存储能源的设备呈现出多点分布的趋势。以前,企业和家庭是需求侧,仅需要使用电力。但如今,它们也变成了和电力公司一样的发电侧,可以自己利用设备进行发电了。

“虚拟电厂(VPP)”,顾名思义就是利用先进的物联网能源管理技术,将数量众多的小型发电设备聚合在一起,进行管理的“电厂”,它具有调节电力供需平衡的功能 。

VPP的优势之一就是存储和控制“负瓦特”电量。那么,什么是“负瓦特”呢?它是通过各种手段节省下来的用电量,与发电量具有同样的价值,并且可以另做他用。

VPP可根据不断变化的电力供需情况,对众多发电设备进行实时精细的控制。构建VPP需要几个关键的要素,包括:远程控制分布式设备的优秀物联网技术、更精确地预测电力需求量和太阳能发电量的技术等等。我们知道,可再生能源受天气因素影响较大,其发电量波动也相对较大。如果我们能够有效地利用VPP进行精细的电力调节,那么,我们就能毫无浪费地使用可再生能源产生的电力。这无疑将加快无碳社会的前进脚步。

东日本大地震以后,日本政府开始重新审视大型电厂这一传统能源供应模式。以此为契机,太阳能发电、风力发电等可再生能源及分布式电源也越来越普及。但是可再生能源受天气因素影响较大,其发电量易产生波动。随着可再生能源技术的普及,电力供应不稳定的问题也就自然而然地出现了。

正是在这一背景下,VPP应运而生。它能够在大型发电设施与分布式电源之间进行协调与控制,调节电力的供需平衡。尤其是VPP特有的“调节功能”,能够有效调节发电量的波动情况,当可再生能源供应过剩时,VPP可以存储过剩的电力;当电力不足时,它可以供应存储的电力。所以说,VPP是解决发电侧与需求侧课题的重要方案

二、2021年,新型VPP市场将正式建立

日本国内的VPP建设事业才刚刚开始。“负瓦特交易”则于2017年开始启动,有效地帮助企业与家庭节约电力,以应对高峰期的电力需求

那么“负瓦特交易”的交易机制是怎样的呢?原来,当电力供应紧张时,为确保工厂等用电大客户的正常运营,负荷集成商会与供电企业进行合作,向签订了合同的用户发出节电请求,通过负瓦特节电手段,减少用电量,保证电力供需平衡。而这些响应了节电请求的用户,事后也能获得相应的奖励与报酬。

预计在2021年,在日本国内将出现由经济产业省主导建立的“供需调节市场”。到目前为止,电力公司主要利用自己公司(包括集团公司)的发电设施进行电力供需调节。当供需调节市场开放后,电力公司就可以通过市场获得多种电源产生的电力,如用户通过自行安装的成本低廉的发电设施产生的电力等等。

到21世纪20年代,这种新型能源供应市场将会进一步发展,广泛使用分布式电源的VPP也将会越来越普及。包括与电动汽车的合作方案,这些广泛分布于家庭、办公场所、工厂的小型电源与发电设备的发展潜力不可估量。对于实现理想中的未来无碳社会,VPP不可或缺

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