世界的なエネルギー構造の低炭素化、インテリジェント化への転換に伴い、分散型光発電の大規模なネットワーク化は電力システムに新たな挑戦とチャンスをもたらした。本文は仮想エネルギー貯蔵システム（Virtual Energy Storage System、VESS）と分散型光起電力貯蔵の協同最適化戦略を深く検討し、新エネルギーの消込率の向上、電力網の運行コストの低減、システムの柔軟性の強化などの面での重要な役割を分析した。理論モデルの構築、技術方案の比較と実際の実例分析を通じて、本文のシステムは仮想エネルギー貯蔵と物理エネルギー貯蔵の相補的なメカニズムを述べ、そして異なる応用シーンに向けた協同最適化方法を提案した。研究結果によると、仮想エネルギー貯蔵と分布式光起電力貯蔵の協同運転はエネルギー利用効率を著しく向上させ、炭素排出を低減させ、新型電力システムの構築に重要な技術サポートを提供することができる。

はじめに：エネルギー転換の新たなチャンス

「二重炭素」目標の推進の下で、再生可能エネルギーの急速な発展はエネルギーシステムに新たな挑戦とチャンスをもたらした。分散型光起電力の普及は電力供給をよりクリーンにするが、その波動性と間欠性も電力網の安定運転に圧力を与えている。どのように分散型光起電力とエネルギー貯蔵システムを利用して、エネルギーの柔軟なスケジューリングと最適化管理を実現しますか？仮想エネルギー貯蔵システム（Virtual Energy Storage System、VESS）と分散型光起電力貯蔵の協同最適化は、業界の注目を集めている。

1.仮想エネルギー貯蔵システムとは？

仮想エネルギー貯蔵システム（VESS）はインテリジェントアルゴリズムと需要側管理技術を通じて、分散した調整可能な電力負荷（例えばエアコン、電気自動車、工業設備など）を集積し、伝統的なエネルギー貯蔵電池の充放電行為をシミュレーションし、それによって柔軟な電力調節能力を提供する。物理的なエネルギー貯蔵に比べて、VESSは投資コストが低く、応答速度が速く、資源利用率が高いなどの利点がある。

2.分散型光起電力+貯蔵エネルギーの挑戦とチャンス

分散型光起電力発電は天候の影響が大きく、需給ミスマッチが発生しやすい。従来のソリューションは、リチウムイオン電池などの物理的な貯蔵エネルギーを組み合わせているが、高い初期投資と限られた寿命がその大規模な応用を制約している。仮想エネルギー貯蔵システムの導入は、物理エネルギー貯蔵と相補的になり、需要側の応答、負荷移動などの方式を通じて、システムの経済性と安定性を高めることができる。

協同最適化の中核的価値

光起電力の消失率を高める：VESSの動態調節を通じて、光捨て現象を減らし、再生可能エネルギーを利用する。

エネルギー貯蔵投資コストの削減：物理エネルギー貯蔵への依存を減らし、資源配置を最適化し、全体の経済性を高める。

電力網の柔軟性を強化：電力網の需要に迅速に応答し、ピーク調整、周波数調整などの補助サービスに参加する。

ユーザー収益の向上：ピークバレー電気価格の利益確定、需要応答補助金などの方式を通じて、電気使用コストを削減する。

3.応用シーンと事例

3.1工業団地のエネルギー管理

工業園区では、分布式光起電力+貯蔵エネルギー+VESSの協同モデルは生産用電力を最適化し、ピーク負荷を低減し、電気料金の支出を削減することができる。例えば、ある工業園区は仮想貯蔵エネルギーを通じてエアコン、ポンプなどの柔軟性負荷を調整し、年間電気料金を20%以上節約している。

3.2マイクログリッドとインテリジェントコミュニティ

マイクログリッドにおいて、仮想エネルギー貯蔵は家庭用光起電力、家庭用エネルギー貯蔵電池と協同で動作し、コミュニティ内のエネルギーの自給自足と取引の最適化を実現することができる。

3.3電力市場支援サービス

VESSは大量の分散資源を集積し、電力市場の周波数調整、予備などのサービスに参加し、事業者のために追加の収益を創出することができる。

4.アンコリー仮想エネルギー貯蔵システムと分散型光起電力貯蔵エネルギーの協同最適化ソリューション

4.1安科瑞智慧エネルギー管理プラットフォーム

AcrelEMSスマートエネルギー管理プラットフォームは企業のマイクロ電力網に対するエネルギー効率管理プラットフォームであり、企業のマイクロ電力網分布式電源、市政電源、エネルギー貯蔵システム、充電施設及び各種類の交直流負荷の運転状態のリアルタイム監視、知能予測、動的配置、最適化策、診断警告、ソース荷重の秩序ある相互作用、エネルギーパノラマ分析をスケジューリングでき、企業のマイクロ電力網のエネルギー効率管理のデジタル化、安全分析の知能化、調整制御の動的化、パノラマ分析の可視化の需要を満たし、異なる戦略の下での光貯蔵資源間の柔軟な相互作用と経済運行を完成し、ユーザーのためにエネルギーコストを下げ、マイクロ電力網の運行効率を高める。AcrelEMSスマートエネルギー管理プラットフォームは、仮想発電所のスケジューリング命令と需要応答を受けることができ、仮想発電所プラットフォームのエンタープライズサブシステムである。

図1 AcrelEMSスマートエネルギー管理プラットフォームの主なインタフェース

4.2プラットフォーム構造

システムは企業のマイクロ電力網「源-網-荷-貯蔵-充」の各段階をカバーし、スマートゲートウェイを通じて測定制御装置、光起電力、貯蔵エネルギー、充電杭、通常の負荷データを収集し、負荷変化と電力網スケジューリングに基づいて最適化制御を行い、新エネルギーの削減を促進すると同時に電力網への至大需要量を低減し、運行を安全にする。

図2 AcrelEMSスマートエネルギー管理プラットフォーム構造

4.3プラットフォーム機能

4.3.1.エネルギーのデジタル化展示

大画面を表示することで、市電、太陽光発電、風力発電、エネルギー貯蔵、充電杭及びその他の負荷データをリアルタイムに表示し、エネルギーの運行状況を迅速に理解する。

4.3.2協調制御戦略

制御エネルギーの最適化と制御可能な負荷の向上による新エネルギーの削減、需要量の制御、ピークバレーの利益の実現、システムの出力を平滑化し、最適化前と最適化後のエネルギー曲線の比較などを表示します。

4.3.3.知能予測

気象データを結合し、履歴データは太陽光発電、風力発電電力と負荷電力を予測し、実際の電力と比較分析し、エネルギー貯蔵システムと負荷制御を通じて最適化スケジューリングを実現し、需要量と電力使用コストを削減する。

4.3.4.エネルギー消費分析

企業の電気、水、天然ガス、冷/熱量などの各種エネルギー媒体の消費量を収集し、同環比比較を行い、エネルギーの流れ、エネルギー消費量を基準にし、基準炭または炭素排出などを換算する。

4.3.5.シーケンシャル充電

システムは交直流充電杭へのアクセスをサポートし、企業負荷と変圧器容量に基づいて、変圧器負荷率と連動制御を行い、ユーザーの秩序ある充電を導き、企業のマイクロ電力網の運行安全を保障する。

4.3.6.運行メンテナンスの巡回検査

システムはタスク管理、巡回検査/欠陥/消警/応急修理記録及び通知製造オーダ管理をサポートし、北斗測位を通じて運行メンテナンス人員の軌跡を追跡し、運行メンテナンスプロセスの閉ループ管理を実現する。

4.4設備の選択

スマートエネルギー管理プラットフォームのほか、現場センサー、スマートゲートウェイなどの設備を備え、完全な「クラウド-サイド-エンド」エネルギーデジタル化システムを構成し、具体的には高低圧配電総合保護と監視製品、電力品質オンライン監視装置、電力品質管理、照明制御、充電杭、電気消防類ソリューションなどを含み、仮想発電所企業級のエネルギー管理システムにワンストップサービス能力を提供することができる。