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新型经营主体概念
虚拟电厂是运用数字化、智能化等先进技术,聚合分布式电源和可调节负荷等,协同参与系统运行和市场交易的电力运行组织模式。
负荷聚合商是整合分散电力负荷资源,借助先进技术与管理手段,代表这些资源参与电力市场交易和需求响应的机构或企业,主要负责整合用户侧的负荷资源,将分散的可调节负荷聚集起来,是虚拟电厂资源整合的关键环节之一。
智能微电网是以新能源为主要电源、具备一定智能调节和自平衡能力、可独立运行也可与大电网联网运行的小型发配用电系统。配电环节具备相应特征的源网荷储一体化项目可视作智能微电网。
聚合资源对比
虚拟电厂依据其聚合的资源特性,可归纳为负荷型、电源型、储能型、混合型四种主要类型,分别可聚合可调节负荷(楼宇温控、电动汽车、工业产线),新能源发电(分布式光伏、风电)、调节型发电(生物质发电、煤电/气电),储能资源(工商业储能、家庭储能),电源负荷储能多种灵活性资源等。
负荷聚合商主要以电力用户的可调节负荷为核心资源,如大型工业企业的生产设备负荷、商业建筑的中央空调负荷、居民用户的热水器和电动汽车充电负荷等,通常较少直接涉及发电资源和储能资源的整合。
智能微电网包含多种分布式电源,如小型风力发电机、光伏板、微型燃气轮机等,同时配备一定容量的储能装置,如蓄电池、超级电容器等,以及本地的各类电力负荷,形成一个相对独立且完整的电力供需系统。
1.聚合资源的范围
作为一种虚拟的电力运行组织形式,虚拟电厂所包含的分布式负荷、电源、储能等资源的范围更广,地域限制较小,可“发电”也可“用电”;负荷聚合商更偏向“用电”;而智能微电网一般要求分布式能源处于同一区域内,就近进行组合。
2.聚合资源并网形式
虚拟电厂可通过多个公共连接点连接配电网;智能微电网一般在某一特定的公共连接点接入配电网侧。
虚拟电厂(含负荷聚合商)通过联测、通信等技术聚合,不改变聚合的分布式能源的并网形式;智能微电网在聚合分布式能源时需要对电网进行拓展,改变电网的物理结构。
功能特性差异
虚拟电厂通过网络通信和数字化智能化技术聚合各类发电、用电、储能等资源,协调优化为系统提供调峰、调频、调压、备用、需求响应等服务。
负荷聚合商主要功能是集中管理、优化分配客户侧的用电负荷,以实现更高效的电力运营和利用。
智能微电网通过电力网络聚合网内各类发电、用电、储能等资源,实现一定程度的自平衡,并与公共电网进行电力交互。智能微电网是“智能电网”与“微电网”的结合。
“智能电网”是一个自动化的供电网路,能够通过传感器来对供电与用电设备起到实时监控与收集整合,由控制系统来对电力系统起到优化管理的作用。“微电网”是指由分布式能源、储能装置、能量转换装置、相关负荷及监控组合而成的小型发电配电系统。
1.功能侧重点
负荷聚合商主要功能重点在于需求侧管理;虚拟电厂除了参与需求侧响应外,还具备发电功能,能向电网提供电力,并且还能提供多种辅助服务;同时两者侧重于实现主体利益最大化。
而智能微电网是实现内部电力电量基本平衡的小型供用电系统,侧重于小型发配电系统的自治和灵活运行,可自给自足,也可“互通有无”。这是其区别于虚拟电厂和负荷聚合商的重要功能特性。
2.功能运行方式
虚拟电厂(含负荷聚合商)主要是与大电网紧密互动,通过调整资源和负荷来辅助大电网的稳定运行,自身不具备孤岛运行的主要功能;智能微电网通常具有一定的孤岛运行能力,在与外部电网故障或特殊情况下能够独立运行,保障内部供电可靠性。
3.功能灵活性
虚拟电厂(含负荷聚合商)能够迅速响应电网的需求变化,通过智能调度系统实时调整各分布式能源的输出功率;智能微电网依托于自身对电网的拓展,有独立的物理结构,灵活性相对较低。
获利方式区别
虚拟电厂:通过辅助服务交易、需求侧响应、现货交易与能效优化获取收益。
例如在辅助服务交易中,虚拟电厂根据电网调度要求,实时调整自身资源出力,提供调频服务时,按照电网公司设定的调频补偿标准,根据调频效果获得相应收益;在现货交易中,依据实时的电力供需情况和市场价格,出售或购入电力,通过合理的资源配置实现差价盈利。
负荷聚合商:作为能源市场的“中介”,主要通过与电力用户建立合作关系,代理用户参与电网的需求响应等项目获取经济补偿,并与用户进行分成。
负荷聚合商通过价格激励用户积极参与需求响应,其收益来自用户缴纳电费与聚合商购入电能的成本差值,并以自身收益最大化为目标。
智能微电网:运营模式包括自主发电、自主供电、余电上网销售以及参与电力市场交易等多种方式,通过优化内部的能源配置和运行管理,实现经济效益和社会效益的最大化;与外部电网并网运行,利用峰谷价差获利。
总的来说,虚拟电厂与负荷聚合商都通过提供灵活性资源和辅助服务获取收益,智能微电网的获利方式较为局限。
总结
虚拟电厂与负荷聚合商都需要通过先进的信息通信技术实现对大量分散资源的实时监测和控制,都要与电网进行频繁的交互,根据电网需求调整资源的出力或负荷的大小,同时也都需要参与电力市场交易,通过提供灵活性资源和辅助服务获取收益。
智能微电网可以作为虚拟电厂的资源单元之一,为虚拟电厂提供分布式电源和本地负荷等资源;虚拟电厂(负荷聚合商)则可以通过整合多个智能微电网的资源,扩大资源调节范围,提高电网整体的灵活性和稳定性。
虚拟电厂、负荷聚合商和智能微电网作为电力领域新型经营主体的重要组成部分,各自凭借其独特的功能特性、资源整合方式和运营模式等,在不同的层面共同推动着电力行业朝着更加高效、稳定、智能和可持续的方向迈进,以满足日益增长的能源需求以及应对能源转型带来的挑战,为电力系统的现代化和智能化发展贡献力量。
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