虛擬變電站是什么樣的？它不用占地?cái)?shù)畝，更無須動(dòng)輒數(shù)千萬元的建設(shè)資金，只需要利用現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在分支線路交會(huì)處建立開閉所，結(jié)合分布式電源、儲(chǔ)能裝置及通信控制裝置將其虛擬成一座變電站，便可向周邊負(fù)荷供電。

在能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的加持下，6月19日，河北省首座以消納光伏扶貧和提高山區(qū)供電的虛擬變電站——平山縣營里虛擬變電站正式投運(yùn)。自此，不僅可以提高當(dāng)?shù)胤植际诫娫蠢眯r(shí)數(shù)，增加農(nóng)民收入，提高農(nóng)網(wǎng)供電可靠性，還可大大減少電網(wǎng)投入，為末端電網(wǎng)輕資產(chǎn)發(fā)展邁出了探索實(shí)踐的一步。

為什么要建設(shè)這樣一座虛擬變電站？它是怎樣開展工作的，有哪些技術(shù)亮點(diǎn)，又能帶給農(nóng)戶怎樣的便利？近日，記者在該變電站投運(yùn)前實(shí)地探訪，對(duì)此進(jìn)行深入了解。

智能儲(chǔ)電 平穩(wěn)發(fā)電

站在平山縣營里鄉(xiāng)桃元村邊的山坡上，一排排錯(cuò)落有致的藍(lán)色光伏板在陽光下熠熠生輝，正源源不斷地將光能轉(zhuǎn)化成電能。

利用當(dāng)?shù)貎?yōu)越的光資源實(shí)現(xiàn)光伏扶貧，這已經(jīng)成為不少地區(qū)脫貧的新路徑。不過，因?yàn)闋I里鄉(xiāng)屬于深山區(qū)，處于配電網(wǎng)末端，安裝村級(jí)光伏后，一度出現(xiàn)功率倒送及光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓越限的情況，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊，而且，營里線發(fā)生故障時(shí)會(huì)對(duì)全鄉(xiāng)正常用電造成一定影響，供電可靠性較低，一旦停電，光伏發(fā)電也將無法送入電網(wǎng)，影響發(fā)電收益。

有了虛擬變電站，這些問題再也不用擔(dān)心。

記者看到，和普通變電站不同，營里虛擬變電站占地不過數(shù)百平方米，相比同電壓等級(jí)變電站，節(jié)省建設(shè)占地95%。它主要由開關(guān)站、儲(chǔ)能系統(tǒng)和配網(wǎng)邊緣控制服務(wù)中心組成，并通過利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將三者虛化為一座變電站，10千伏出線向周邊負(fù)荷供電。

剩余電量16%、剩余電量17%……距離桃元村不遠(yuǎn)的營里供電所內(nèi)，虛擬變電站正在試運(yùn)行，山坡上光伏板轉(zhuǎn)化的電能正在一點(diǎn)點(diǎn)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)中。

“將多余的光伏電量存入儲(chǔ)能裝置后，即可解決分布式電源并網(wǎng)消納難題，實(shí)現(xiàn)在光伏低谷發(fā)電，釋放電量，起到削峰填谷的作用，有效提高配電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量。”營里鄉(xiāng)供電所所長陳立元高興地說，此舉預(yù)計(jì)可年增加農(nóng)戶收入20余萬元。

“聰明大腦”可形成能源互聯(lián)

除了可以為資源匱乏地區(qū)賦能，增加農(nóng)民收入，營里虛擬變電站還非常“聰明”。

打開變電站的能量管理系統(tǒng)，記者看到，儲(chǔ)能電池、光伏發(fā)電等運(yùn)行狀態(tài)一目了然。更厲害的是，通過變電站邊緣控制服務(wù)中心這一“大腦”，變電站還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站、開閉所智能終端設(shè)備、調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等進(jìn)行有效分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)“源（光伏電源）、網(wǎng)（配電網(wǎng)）、荷（電網(wǎng)供電負(fù)荷大小）、儲(chǔ)（儲(chǔ)能裝置的充放電操作）、用（用戶端的用電可靠性、電壓和智能用電）”的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。

“營里鄉(xiāng)用電量小，供電半徑長，用戶末端電壓偏低，供電可靠性相對(duì)較差，一旦出現(xiàn)故障波及范圍廣。加之山路崎嶇，故障排查、修復(fù)時(shí)間長。”平山縣供電公司運(yùn)維班班長李國國告訴記者，虛擬變電站投用后，便可以通過數(shù)據(jù)分析快速故障研判，做到快速隔離故障，并通過儲(chǔ)能裝置對(duì)非故障區(qū)恢復(fù)供電，也為快速搶修贏得了時(shí)間。

陳立元給記者算了一筆賬：去年5月的一天，營里鄉(xiāng)突遇大風(fēng)惡劣天氣，4名搶修人員翻山跨梁近兩個(gè)小時(shí)才確定出故障點(diǎn)。虛擬變電站建成后，將10千伏營里線路一分為四。一旦發(fā)生停電，通過虛擬變電站進(jìn)行故障研判、隔離，第一時(shí)間就可判定故障所處的分支線路，搶修時(shí)間較之前整整節(jié)省了一個(gè)小時(shí)。

“營里虛擬變電站投用后，即可形成能源互聯(lián)。該鄉(xiāng)供電半徑也將由29公里縮短至18公里，提高末端電能質(zhì)量。”市供電公司有關(guān)負(fù)責(zé)同志表示，該虛擬變電站提出了“源儲(chǔ)互濟(jì)”和“即斷即愈”的有源配電網(wǎng)運(yùn)行策略，將傳統(tǒng)配電網(wǎng)改造成了“可并網(wǎng)、可離網(wǎng)、運(yùn)行方式靈活、供電能力強(qiáng)、可靠性高”的“有源自治自愈配電網(wǎng)”。

實(shí)現(xiàn)突發(fā)情況“微網(wǎng)”運(yùn)行

記者在采訪中了解到，針對(duì)配電網(wǎng)末端供電可靠性低、分布式電源消納能力弱等問題，傳統(tǒng)的方法是新建35千伏變電站，最初，平山縣供電公司也向上級(jí)提出了這樣的申請(qǐng)。不過，經(jīng)省市專家反復(fù)論證，多方位調(diào)查研究，針對(duì)營里鄉(xiāng)電網(wǎng)特定條件，提出了建設(shè)虛擬變電站這一嶄新的解決方案。

“建設(shè)虛擬變電站，可有效減少電網(wǎng)投資成本。”平山縣供電公司五級(jí)職員劉志輝解釋說，新建常規(guī)35千伏變電站投資約為3700萬元，虛擬變電站的投資約1000萬元，可節(jié)約電網(wǎng)投資73%。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目投資929萬元，新建線路1.94公里，新增1臺(tái)容量為0.16兆伏安的配變、3座儲(chǔ)能柜等基礎(chǔ)設(shè)施。去年12月3日開工后，施工單位45名工作人員克服天氣寒冷、地形復(fù)雜等困難，日夜不停地實(shí)施作業(yè)，并最終于今年1月20日完成1600千伏安箱變投運(yùn)工作，提前完成建設(shè)任務(wù)。

“營里虛擬變電站儲(chǔ)能裝置并網(wǎng)運(yùn)行后，將實(shí)現(xiàn)全功能運(yùn)行，邊緣控制中心也可以在外部故障切除后，進(jìn)行一鍵‘黑啟動(dòng)’，該供電區(qū)域的電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)故障期間緊急供電，由‘儲(chǔ)能電廠+光伏電廠’實(shí)現(xiàn)營里鄉(xiāng)微電網(wǎng)運(yùn)行2小時(shí)以上，保證居民緊急用電。”市供電公司發(fā)展部專責(zé)馬樂表示，未來，他們還將根據(jù)虛擬變電站運(yùn)行后的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，繼續(xù)提升基于邊緣計(jì)算的區(qū)域配電網(wǎng)綜合運(yùn)行管理能力，提升末端配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平。

此外，該技術(shù)還可推廣應(yīng)用到海島、孤島及偏遠(yuǎn)地區(qū)等，可進(jìn)一步提高供電可靠性，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)。
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