虚拟储能技术在电厂中的应用

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第 13 卷 第 11 期 2024 年 11 月 Vol.13 No.11 Nov. 2024 储 能 科 学 与 技 术 Energy Storage Science and Technology 虚拟储能技术在电厂中的应用 吕 倩 （山东华宇工学院，山东 德州 253000） 摘 要：随着可再生能源与分布式电源技术的不断革新，电力系统迎来了新一轮的升级变革。虚拟储能技术作为 一种新型的能量管理技术，为电厂的能量平衡和稳定运行提供了新的解决方案。本文综述了虚拟储能技术在现 代发电厂日常工作中的应用，包括虚拟储能技术的理论研究、技术发展进程，以及虚拟技术对电厂各类工作的 优化作用。事实证明，通过引入虚拟储能技术，可以有效提高能源利用率和电能质量，未来相关产业技术势必 还会迎来更广泛的应用和研究。 关键词：虚拟储能技术；电厂；可再生能源；电能质量；供电可靠性 doi： 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1021 中图分类号：TM 912 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2024）11-4059-03 Research on the application of virtual energy storage technology in power plants LYU Qian (Shandong Huayu University of Technology, Dezhou 253000, Shandong, China) Abstract: With the continuous innovation of renewable energy and distributed power generation technology, the power system has ushered in a new round of upgrading and transformation. Virtual energy storage technology, as a new type of energy management technology, provides a new solution for energy balance and stable operation of power plants. This article reviews the application of virtual energy storage technology in the daily work of modern power plants, including the theoretical research and technological development process of virtual energy storage technology, as well as the optimization effect of virtual technology on various types of work in power plants. It has been proven that by introducing virtual energy storage technology, energy utilization efficiency and power quality can be effectively improved. In the future, related industry technologies are bound to be more widely applied and researched. Keywords: virtual energy storage technology; power plants; renewable energy; electricity quality; power supply reliability 能源和环境问题让可再生能源开发工作的重要 性不断提高。然而大多数可再生能源均具有较大波 动性，给稳定运行的电力系统带来了挑战。同时， 分布式电源的广泛接入也加剧了电力系统的复杂 性。虚拟储能技术可以通过控制其他电力输出装置 以及对应的调度策略，提高系统运行的可靠性和供 􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀦄 􀤄􀤄􀤄􀤄􀦄 􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀤄􀦄 􀤄􀤄􀤄􀤄􀦄 储能系统与工程 收稿日期：2024-09-22；修改稿日期：2024-10-31。 作者简介：吕倩（1982—），女，硕士，副教授，研究方向为数字媒体技术、环境设计，E-mail：15965348922@163.com。 引用本文：吕倩. 虚拟储能技术在电厂中的应用[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(11): 4059-4061. Citation： LYU Qian. Research on the application of virtual energy storage technology in power plants[J]. Energy Storage Science and Technology, 2024, 13(11): 4059-4061. 2024 年第 13 卷 储 能 科 学 与 技 术 电质量，从而缓解上述问题，降低可再生能源供电 技术开发压力。本文旨在探讨虚拟储能技术在电厂 中的应用，以期为电厂的能源管理和运行优化提供 参考 [1]。 1 虚拟储能技术理论研究综述 1.1 虚拟储能技术概论 虚拟储能技术可以有效及时地转移各类电源， 通过不同的能量状态变化，有效调节供电路径，从 而平衡不同供电用电装置的调度，最后达到提高供 电系统可靠性，改善电厂经济效益的目的。虚拟储 能技术不依赖于实际的储能设备，而是通过软件算 法和调度策略来实现能量的存储和释放。其核心特 征如下： （1）灵活性：虚拟储能技术不依赖于实际的储 能设备，可以根据电网的实际情况灵活调整调度策 略，满足不同场景下的能量管理需求。 （2）高效性：通过优化调度策略，虚拟储能技 术可以实现对电网能量的高效利用和节约，提高电 力系统的运行效率和经济性。 （3）环保性：虚拟储能技术可以减少对传统化 石能源的依赖，降低环境污染和温室气体排放，促 进可持续发展。 （4）可扩展性：虚拟储能技术可以与现有的电 网调度系统进行集成和协调，实现对电网资源的统 一管理和优化调度。随着相关产业技术的不断优 化，虚拟储能技术的功能和应用范围还可以进一步 加强 [2]。 1.2 虚拟储能技术研究进展 （1）基于大数据和人工智能的虚拟储能技术 随着大数据和人工智能的快速发展，虚拟储能 技术在不断创新和进步。通过收集和分析电网运行 数据、负荷数据、气象数据等，利用人工智能算法 进行数据挖掘和分析，可以实现更加精准和高效的 虚拟储能调度策略。例如，基于深度学习的预测模 型可以实现对电网负荷和可再生能源出力的准确预 测，为虚拟储能技术的优化调度提供有力支持。 （2）分布式虚拟储能技术 分布式虚拟储能技术是指将虚拟储能技术与分 布式电源、储能设备等资源相结合，实现对电网的 分布式能量管理和优化调度。这种技术可以充分利 用分布式电源和储能设备的灵活性和多样性，提高 电网的可靠性和经济性。分布式虚拟储能技术还可 以与智能电网和能源互联网等技术相结合，实现更 加智能、高效、环保的能源管理和运行优化。 （3）基于电力市场的虚拟储能技术 随着电力市场的丰富与完善，电力市场与储能 技术的结合也得到了更深入的研究。基于电力市场 的虚拟技术可以通过参与电力市场交易、提供辅助 服务等方式，实现虚拟储能技术的经济效益和社会 价值。例如，在电力市场中，虚拟储能技术可以参 与电力需求响应、电力辅助服务市场等交易，为电 网提供稳定可靠的电力供应和优质的电力服务。 2 虚拟储能技术对电厂建设的作用 虚拟储能技术作为一种新型的能量管理技术， 在电厂的能源管理和运行优化中具有广泛的应用 前景。 2.1 提高可再生能源利用率改善电能质量 可再生能源的波动性一直是电厂供电管理的重 要问题。虚拟储能技术可以通过优化调度策略，将 可再生能源的出力与电网需求进行匹配，有效减少 可再生能源的弃电率，提高可再生能源的利用率。 例如，在风力发电和光伏发电等可再生能源发电出 力充足时，虚拟储能技术可以将多余的电能进行存 储；在出力不足时，可以释放存储的电能以补充电 网需求，从而确保可再生能源的稳定性。电能质量 是电力系统运行的重要指标之一。虚拟储能技术可 以通过优化调度策略，实现对电网电压、频率等参 数的稳定控制，有效改善电能质量。在电网电压波 动较大时，虚拟储能技术可以通过调整可控负荷的 功率或改变分布式电源的出力来稳定电网电压；在 电网频率波动较大时，可以通过调整储能设备的充 放电来稳定电网频率。这种稳定控制能够确保电网 的稳定运行，提高供电质量。 2.2 提高供电可靠性优化配置资源 供电可靠性是电力系统运行的重要要求之一。 虚拟储能技术可以通过优化调度策略，实现对电网 故障的快速响应和恢复。在电网发生故障时，虚拟 储能技术可以迅速调整可控负荷的功率或改变分布 式电源的出力来平衡电网能量；同时，可以利用储 能设备对电网进行紧急支援，确保重要负荷的供电 不受影响。这种快速响应和恢复能力能够显著降低 停电事故的发生率，提高供电可靠性。 4060 第 11 期 吕 倩：虚拟储能技术在电厂中的应用 2.3 促进清洁能源发展提高经济效益 虚拟储能技术能够与清洁能源相结合，推动清 洁能源的广泛应用和发展。通过参与虚拟电厂的建 设和运行，清洁能源资源可以得到更好的整合和利 用，提高清洁能源的利用率和稳定性。同时，虚拟 储能技术还可以为清洁能源提供稳定的电力支持， 促进清洁能源的可持续发展。虚拟储能技术的应用 还可以为电厂带来显著的经济效益。通过优化调度 策略，虚拟储能技术能够降低电厂的运营成本，提 高能源利用效率。同时，它还可以参与电力市场交 易和提供辅助服务，为电厂创造更多的经济收益。 这种经济效益的提升有助于增强电厂的竞争力，推 动电力行业的可持续发展。 3 虚拟储能技术所面临的挑战与展望 3.1 虚拟储能技术面临的挑战 3.1.1 技术挑战 （1）数据安全和隐私保护：随着云计算在储能 技术中的广泛应用，数据安全和隐私保护问题日益 突出。如何有效地保护相关数据，以及相关平台的 访问控制，权限安全性和合法性，也是虚拟储能技 术所面临的问题。 （2）预测和调度算法的准确性：虚拟储能技术 的核心在于通过预测和调度算法实现对电网资源的 优化管理。然而，由于电力市场的复杂性和不确定 性，预测和调度算法的准确性难以保证。 3.1.2 经济挑战 （1）成本与投入产出比问题：虽然虚拟储能技 术具有诸多优势，但其成本和投入产出比问题也不 容忽视。企业在应用虚拟储能技术时，需要充分考 虑其成本效益，选择适合自身需求的解决方案。同 时，应加强虚拟储能技术的研发和创新，降低成 本，提高投入产出比。 （2）市场接受度和投资回报周期：由于虚拟储 能技术相对较新，市场接受度和投资回报周期存在 一定的不确定性。这可能导致企业在投资虚拟储能 技术时持谨慎态度，影响技术的推广和应用。 3.1.3 政策挑战 （1）政策法规与监管问题：随着虚拟储能技术 的广泛应用，相关的政策法规和监管问题也逐渐凸 显出来。应加强政策法规的制定和实施工作，明确 各方的权利和义务，规范行业的发展秩序。同时， 应建立健全的监管机制，确保虚拟储能技术的应用 合法合规。 （2）政策导向和市场机制的不完善：目前，政 策导向和市场机制对虚拟储能技术的支持还不够完 善。需要政府加强政策引导和市场培育，推动虚拟 储能技术的广泛应用和发展。 4 虚拟储能技术的未来发展 4.1 技术创新与发展 随着人工智能、大数据等技术的不断发展，预 测和调度算法的准确性将得到进一步提升。这将有 助于实现更加精准和高效的电网能量管理。未来， 虚拟储能技术将向多源储能系统的集成与优化方向 发展。通过整合不同类型的储能资源，实现资源的 优化配置和高效利用。虚拟储能技术将与可再生能 源、智能电网等技术深度融合，共同推动电力系统 的智能化和绿色化发展。 4.2 经济效益的提升 随着技术的不断创新和市场应用的拓展，虚拟 储能技术的成本将逐渐降低，经济效益将得到提 升。这将有助于推动虚拟储能技术的广泛应用和普 及。未来，虚拟储能技术将探索新的商业模式和盈 利模式，如参与电力市场交易、提供辅助服务等， 为企业创造更多的经济收益。 4.3 政策环境的优化 政府将加强对虚拟储能技术的政策法规制定和 完善工作，为技术的应用和发展提供更加良好的政 策环境。政府将推动电力市场的深化改革，建立健 全的市场机制，为虚拟储能技术的应用和发展提供 更加广阔的市场空间。 5 结 语 虚拟储能技术作为一种新型的能量管理技术， 在电厂的能源管理和运行优化中具有广泛的应用前 景。未来，随着智能电网和能源互联网的发展，虚 拟储能技术将迎来更广阔的发展空间。 参 考 文 献 [1] 邓永生, 张劲松, 李铎, 等. 虚拟电厂中储能技术的应用与研究[J]. 电 气 技 术 与 经 济 , 2019(4): 10-12. DOI: 10.3969/j. issn. 1673- 8845.2019.04.002. [2] 陈炜 . 面向主动配电网的虚拟发电厂优化运行与控制技术研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2015. 4061