东南大学《储能和虚拟电厂》_64页_13mb

储能与虚拟电厂总结

核心内容

• 双碳目标：中国提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”，推动能源结构向清洁低碳转型。
• 虚拟电厂（VPP）：是一种通过通信与控制技术，将分布式能源资源（如分布式电源、储能、可控负荷）聚合起来，参与电力市场和电网运行的新型能源管理方式。
• 储能设备：是虚拟电厂的重要组成部分，包括物理储能、电磁储能、化学储能等类型，如电池储能、电转气（P2G）技术、蓄冷蓄热系统等。
• 储能商业模式：包括储能配套新能源、储能参与微电网、云储能等模式，各有不同的盈利方式与适用场景。
• 虚拟电厂参与电力交易：涉及中长期、现货、辅助服务等市场，包括直接交易、替代发电、调峰调频等机制。

主要观点

1. 双碳目标对电力系统的影响

• 全球碳排放现状：中国、美国、印度是碳排放前三的国家，中国碳排放占全球27.9%，需加快能源结构调整。
• 挑战：包括能源结构转型困难、产业结构调整受限、发展制约多等方面。
• 机遇：推动电力系统向清洁、低碳、安全、高效的新型电力系统发展，为科技进步和绿色转型提供机遇。

2. 虚拟电厂的建立与运行

• 建立原因：需求侧资源分散且利用率低，缺乏统一调度机制。
• 定义：虚拟电厂是通过聚合和通信技术，整合多种分布式资源的协调控制系统，具备灵活互动和辅助服务的能力。
• 特点：
  • 聚合性：整合分布式资源形成整体调度能力；
  • 可调控性：具备一定协调控制能力，可参与电力市场；
  • 规模化：需具备一定规模才能有效参与电力系统调度。

3. 虚拟电厂中的储能设备

• 储能类型：
  • 物理储能：如抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能等；
  • 化学储能：如铅酸电池、锂电池、钠硫电池、液流电池等；
  • 电转气（P2G）：通过电解水和二氧化碳合成甲烷，实现大规模电能存储。
• 储能设备优势：
  • 电池储能：建设周期短、运营成本低、适合分布式应用；
  • P2G技术：可实现电能的灵活存储和多系统耦合运行；
  • 蓄冷/热系统：具备一定的储能容量，适合大规模调度；
  • 可中断/转移负荷：如空调、热水器、干衣机等，具有灵活的响应能力。

4. 储能典型商业模式

• 储能配套新能源：如美国的光储设备租赁、德国的“光储所有权”模式；
• 储能参与微电网：通过微电网运营实现能源服务的多样化；
• 云储能：共享式储能模式，用户可按需使用集中式或分布式的储能资源。

5. 虚拟电厂参与电力交易机制

• 交易类型：包括中长期电量交易、现货市场交易、辅助服务交易等；
• 交易方式：
  • 直接交易：虚拟电厂与电力用户直接交易，以年度交易为主；
  • 替代发电交易：通过发电权出让，实现电力资源的优化配置；
  • 调峰调频交易：通过市场机制，实现调峰资源的合理分配与利用；
• 政策支持：国家发改委、国家能源局等机构已发布多项支持虚拟电厂和储能发展的政策文件。

关键信息

• 双碳目标：是推动能源结构转型和实现高质量发展的核心任务，涉及能源、经济、社会、环境等多个方面。
• 虚拟电厂：是实现多能互补和灵活互动的重要手段，具备聚合、通信和调度能力。
• 储能设备：在虚拟电厂中起关键作用，包括电池、P2G、蓄冷蓄热等，各有其特点和适用场景。
• 商业模式：根据应用场景不同，储能可采用多种商业模式，如设备买断、租赁、PPA等。
• 电力交易机制：虚拟电厂可参与多种电力市场交易，提升电力系统的灵活性和市场效率。

结构与机制

• 虚拟电厂的运行机制：聚合分布式资源，参与电力市场和电网运行。
• 储能的运行机制：在不同场景下，如用户侧、电网侧，实现电力的灵活调度和存储。
• 电力交易框架：包括中长期、现货、辅助服务市场，以及直接交易和替代发电等机制。

总结

• 双碳目标是电力系统转型的核心驱动力，对能源结构和电力系统提出了更高要求。
• 虚拟电厂通过聚合和通信技术，实现分布式资源的协同运行，为电力系统提供灵活、高效的调节能力。
• 储能设备是虚拟电厂的重要组成部分，其形式多样，需根据应用场景统筹规划。
• 储能商业模式因应用领域不同而异，需结合政策、电价、运营主体等因素进行设计。
• 虚拟电厂参与电力交易是实现电力系统市场化的重要方式，有助于优化资源配置和提升系统运行效率。