Centrale électrique virtuelle - l'une des nouvelles formes de centrales électriques

Le centrale électrique virtuelle jouent un rôle important dans la résolution du problème de la consommation d'énergie propre et de la transformation de l'énergie verte. Il peut améliorer les services énergétiques, réaliser la prévision de la charge, la distribution de la réponse, le contrôle coordonné en temps réel et la gestion sûre et saine de la charge et de la décharge du stockage de l'énergie pour l'énergie distribuée. Participer aux marchés d'échange d'électricité et à la réponse à la demande. Voyons ce qu'est une centrale électrique virtuelle.

Qu'est-ce qu'une centrale électrique virtuelle ?

La centrale électrique virtuelle (VPP) est une technologie de communication de l'information avancée et un système logiciel qui permet d'optimiser l'agrégation et la coordination des générateurs distribués, des sources d'énergie distribuées, des systèmes de stockage d'énergie, des charges contrôlables, des véhicules électriques et d'autres ressources énergétiques distribuées. Il s'agit d'un système de gestion de la coordination de l'énergie qui participe au marché de l'énergie et à l'exploitation du réseau en tant que centrale électrique spéciale.

D'une manière générale, une centrale électrique virtuelle est une centrale électrique virtualisée. Elle ne possède pas de centrale physique (telle qu'une centrale thermique), mais un mode de gestion ou un ensemble de systèmes. Intégrer et intégrer le solaire à petite échelle, énergie éolienne en mer et d'autres dispositifs de production d'énergie nouvelle, des batteries de stockage d'énergie et divers équipements électriques contrôlables (réglables) (charges) dispersés dans différents espaces grâce à des technologies de soutien. En ce qui concerne les batteries de stockage d'énergie, voici les informations fournies par Les 10 premières entreprises de batteries de stockage d'énergie en Chine.

Le contrôle coordonné, l'équivalent externe pour former une alimentation électrique contrôlable, l'exploitation d'un système d'alimentation auxiliaire, et peut participer aux transactions du marché de l'électricité, tout en optimisant l'utilisation des ressources, en maintenant la stabilité et la sécurité de l'électricité à l'échelle régionale et même interrégionale.

Il peut non seulement consommer l'énergie du système électrique de manière planifiée, mais aussi exporter de l'énergie vers le système électrique en sens inverse. Il est plus souple et plus efficace pour effectuer des opérations telles que "couper les pics et remplir les vallées", et obtenir des avantages économiques considérables.

Le contexte du réseau virtuel

À l'heure actuelle, le système électrique chinois repose principalement sur la production d'énergie thermique, complétée par l'énergie hydraulique, l'énergie éolienne, l'énergie photovoltaïque, l'énergie nucléaire et d'autres formes de production d'énergie. Poussée par l'objectif du "double carbone", la Chine promeut vigoureusement la transformation verte de l'énergie, construit un nouveau système électrique avec les nouvelles énergies comme corps principal, et prend le réseau fort et intelligent comme plateforme pivot. Les structures électriques centralisées et distribuées sont combinées pour répondre aux besoins en énergie du développement économique et social, tout en garantissant la sécurité énergétique et électrique.

Par rapport au système électrique traditionnel, le nouveau système électrique sera plus propre, à faible émission de carbone, sûr et contrôlable, flexible et efficace, intelligent et convivial, ouvert et interactif. Les produits apparentés sont le powerwall, la batterie solaire lithium-ion.

Autour de la production et de la consommation d'électricité, on peut grosso modo distinguer la production d'électricité, le réseau et la consommation d'électricité. Le réseau électrique a des exigences strictes en matière de sécurité d'exploitation, et l'objectif principal de la sécurité du réseau électrique est d'assurer l'équilibre en temps réel de la production et de la consommation d'électricité, ce qui nécessite un ajustement continu du côté de la production d'électricité pour s'adapter à la courbe de charge.

Cependant, la production d'électricité à partir de nouvelles énergies dépend fortement des ressources naturelles (intensité de la lumière, intensité du vent), présente des caractéristiques d'aléa, d'intermittence et de volatilité, et n'a pas la capacité de supporter les charges.

Si la production d'électricité à grande échelle est directement intégrée au réseau électrique, elle aura un impact considérable sur ce dernier, menaçant la sécurité du système électrique et la stabilité de l'approvisionnement en électricité.

En outre, en raison du développement et de la popularisation continus des petites installations distribuées de production d'électricité à partir de nouvelles énergies, des installations de stockage d'énergie, des équipements électriques contrôlables, des véhicules électriques, etc., du côté de la consommation d'électricité, de nombreux utilisateurs d'électricité sont également passés du statut de consommateurs uniques à celui de producteurs et vendeurs mixtes, et divers types d'équipements électriques à forte puissance (tels que les piles de chargement) consomment une grande quantité d'électricité. C'est pourquoi, dans le cadre du potentiel de nouvelle génération, la "centrale électrique virtuelle" a vu le jour. Pour les piles de chargement de batteries d'énergie, nous avons répertorié 30 premières entreprises de piles de chargement de batterie.

Politiques de la Chine en matière de centrales électriques virtuelles

À la fin de l'année 2021, la Commission centrale pour la réforme profonde a adopté les "avis directeurs sur l'accélération de la construction d'un système national de marché unifié de l'électricité", et la réforme du marché de l'électricité sera de nouveau accélérée. En tant que partie principale du marché, les centrales électriques virtuelles complètent la boucle fermée de l'entreprise en participant aux transactions du marché et en obtenant des bénéfices.

Le 29 janvier 2022, l'Administration chinoise de l'énergie a publié le "14e plan quinquennal pour les systèmes énergétiques modernes", qui propose de promouvoir vigoureusement le développement du stockage de l'énergie du côté de l'alimentation électrique. Répartir raisonnablement l'échelle de stockage de l'énergie, améliorer les caractéristiques de production des stations d'énergie nouvelle et soutenir la répartition rationnelle des systèmes de stockage de l'énergie pour les sources d'énergie nouvelle distribuées. Effectuer des démonstrations de centrales électriques virtuelles qui regroupent diverses ressources, telles que les charges industrielles réglables, les charges de climatisation des bâtiments, les charges des grands centres de données, le stockage de l'énergie côté utilisateur et l'interaction énergétique entre les véhicules à énergie nouvelle et les réseaux électriques (V2G).

Récemment, le Bureau de supervision du sud de l'Administration nationale de l'énergie a publié un avis sur les "Points clés de la supervision du marché de l'électricité dans la région sud en 2022", organisant la révision des "deux règles détaillées" dans la région sud. Promouvoir davantage d'entités du marché telles que le stockage de l'énergie et la centrale électrique virtuelle à inclure dans l'évaluation des "deux règles détaillées" et la gestion des compensations, et étudier l'ajout de nouveaux types de services auxiliaires.

Organiser les agences de dispatching pour formuler des procédures opérationnelles, des normes et des standards pour les entités tierces telles que les nouvelles centrales de stockage d'énergie, les centrales électriques virtuelles, etc. Que ce soit en termes de normes politiques, de normes techniques ou de mécanismes de marché, l'introduction successive de ces politiques a permis à la centrale électrique virtuelle d'occuper une place importante dans le développement des projets de stockage d'énergie.

Centrale électrique virtuelle

Alors, que peut faire exactement une centrale électrique virtuelle ? En résumé, cela se traduit principalement par les trois aspects suivants :

● Source :

Injecter de nouvelles sources d'électricité dans le réseau. Permettre à un plus grand nombre de petites sources d'énergie nouvelles distribuées d'être connectées à la plateforme du système de manière organisée, avec une gestion unifiée et coordonnée, pour former une force commune, relativement contrôlable, et réaliser l'opération d'intégration dans le réseau électrique.

● Contrôler le flux d'énergie :

Contrôler et ajuster la direction et le débit du flux d'énergie du côté de la consommation d'énergie. Connecter autant de charges électriques réglables que possible, de manière à ce qu'elles puissent utiliser l'électricité selon le plan de manière disciplinée, et améliorer la gestion de l'efficacité énergétique, afin d'atteindre une consommation d'énergie maximale sans affecter la production et la vie. La situation de la production d'électricité (le cas échéant), les différents coûts de l'électricité, le contrôle de la demande du réseau électrique et d'autres facteurs permettent d'établir le plan de consommation d'électricité de manière scientifique, rationnelle et économique.

● Réserve de marche :

Le stockage de l'électricité est connu sous le nom de stockage de l'énergie. Le stockage de l'énergie est le support clé pour la réalisation des deux aspects ci-dessus. Les petites centrales à énergies nouvelles disséminées dans divers endroits doivent également converger pour disposer de plus de puissance et d'espace de fonctionnement, c'est-à-dire converger vers le système de stockage de l'énergie. Pour le contrôle des flux d'énergie, un système de stockage d'énergie est également nécessaire pour pouvoir formuler le meilleur plan de consommation d'électricité avec plus de souplesse. On peut dire qu'une centrale électrique virtuelle fiable est indissociable d'un système de stockage d'énergie efficace et stable.

État d'avancement du développement de la centrale électrique virtuelle

En fait, les centrales électriques virtuelles ne sont pas nouvelles. Depuis les années 1990, les centrales électriques virtuelles ont fait l'objet d'une grande attention de la part de nombreux pays d'Amérique du Nord et d'Europe. Les pays européens se concentrent sur l'énergie distribuée et le stockage de l'énergie, en considérant principalement la réalisation d'une connexion fiable au réseau, l'interaction intelligente et la participation au marché de l'énergie de la production d'énergie distribuée, et la création d'un modèle d'entreprise pour un développement durable et stable ;

L'Amérique du Nord se base sur le développement et l'évolution de la réponse à la demande, en tenant compte de l'utilisation des énergies renouvelables, et espère améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie globale grâce à une réponse à la demande indépendante et à la gestion de l'efficacité énergétique. Par conséquent, les charges contrôlables dominent.

Adhérant à la belle tradition de "l'inclusion et de l'apprentissage des forces des autres", la Chine absorbe deux technologies et deux modèles en même temps. Dans une certaine mesure, c'est aussi notre avantage de précurseur. Dans le contexte du double carbone, le développement de nouveaux systèmes électriques est devenu une tendance d'avenir, et la manière d'absorber un large éventail d'énergies propres est devenue le point de mire de l'innovation technologique et des modèles d'entreprise.

Quel que soit l'environnement du marché, il est difficile de faire des affaires, et la centrale électrique virtuelle peut être mise en œuvre avec succès, de la conception à la mise en œuvre, sans le soutien conjoint des ressources contrôlables, des technologies clés et des mécanismes du marché de l'électricité.

Depuis 2019, des projets de démonstration de centrales électriques virtuelles ont été lancés les uns après les autres, qui ont obtenu des résultats fructueux sur les plans économique et social. Fin 2019, le projet de démonstration de centrale électrique virtuelle de Jibei du réseau d'État a été mis en service. Les données montrent que d'ici 2020, la charge de climatisation du réseau électrique du nord du Hebei atteindra 6 millions de kilowatts en été, et 10% de la charge de climatisation répondront en temps réel par le biais de la centrale électrique virtuelle, ce qui équivaut à la construction d'une centrale électrique traditionnelle de moins de 600 000 kilowatts ;

La charge maximale de "transformation du charbon en électricité" atteindra 2 millions de kilowatts, et la charge de chauffage électrique régénérative répondra en temps réel par l'intermédiaire de la centrale électrique virtuelle. Du 5 au 6 mai 2021, State Grid a lancé à Shanghai la première opération chinoise de réponse à la demande d'électricité basée sur la technologie de la centrale électrique virtuelle, qui peut produire 150 000 kWh d'électricité en seulement une heure de test. Au cours de ce test, la charge cumulée du réseau électrique a été ajustée de 562 000 kilowatts, 1,236 million de kilowattheures d'énergie propre ont été consommés et les émissions de carbone ont été réduites d'environ 336 tonnes.

En novembre 2021, la première plateforme chinoise de gestion des opérations de centrales électriques virtuelles intégrées au réseau et au sol, développée conjointement par le China Southern Power Grid Shenzhen Power Supply Bureau et le China Southern Power Grid Research Institute, a été mise à l'essai à Shenzhen. La plateforme est déployée dans le Southern Network Dispatching Cloud, qui peut être directement distribué au niveau du réseau et de la province. Elle fournit une solution pour la transformation du mode de planification traditionnel "source-charge-déplacement" en un nouveau mode "source-charge-interaction".

Depuis lors, les centrales électriques virtuelles se sont succédé au Zhejiang, au Hubei, à l'Anhui, au Guangdong et dans d'autres régions. L'approfondissement de la réforme du système électrique et la construction d'un nouveau système électrique basé sur les énergies nouvelles est une tâche importante pour atteindre l'objectif de double émission de carbone. Le nouveau système électrique met l'accent sur les nouvelles énergies, en améliorant la consommation d'énergies propres telles que l'énergie photovoltaïque et l'énergie éolienne, et la transformation énergétique générera une demande pour le stockage de l'énergie et un système électrique plus numérique et plus intelligent.

En tant que plateforme numérique énergétique qui coordonne les ressources distribuées pour participer au marché de l'électricité et à la réponse à la demande, la centrale électrique virtuelle connaîtra un développement rapide dans la période actuelle où les politiques industrielles et les demandes du marché ne cessent d'augmenter.