14、虚拟电厂：能源系统的新变革

虚拟电厂：能源系统的新变革

1. 能源现状与挑战

当今世界，能源消耗正以前所未有的速度增长。这主要归因于两个关键因素：一方面，我们对电力的依赖程度极高，哪怕一天停电都可能造成不可挽回的损失；另一方面，我们正处于一场科技革命之中。然而，许多国家负责发电的电网基础设施仍沿用旧有模式，缺乏对创新技术的关注。传统电网面临诸多挑战，如基础设施陈旧、无法及时应对需求增长导致的网络拥堵等问题，甚至会出现停电现象，这不仅给公用事业公司带来巨大成本，也无法满足消费者在能源使用上做出最佳财务和使用决策的需求。

随着全球人口的快速增长，能源需求预计将急剧上升，这给化石燃料带来巨大压力，同时也导致自然资源逐渐减少。因此，使用可再生和替代能源变得至关重要。提高能源效率、优化发电、进行需求侧管理（DSM）以及加强电网传输，是实现这一目标并降低成本的关键。

2. 分布式能源资源（DER）

2.1 传统能源系统与 DER 的对比

传统能源系统由生产、传输和消费三个阶段组成。发电厂大规模发电以满足用户需求，通过架空电网或地下电缆进行传输，最终供用户消费。而 DER 是一种分散式系统，它能更好地适应不断增长的能源需求。传统发电厂通常位于城市之外，而 DER 则靠近使用地点，并且可以利用可再生能源。

2.2 DER 的组成与优势

DER 主要由发电机、储能设备和配电系统组成。发电机规模较小，易于操作、管理和维护，容量范围从 1kW 到 10MW，包括燃料电池、微型涡轮机、光伏、风力涡轮机等。储能设备用于临时存储能量，以根据需求使用。配电系统在低电压下运行，无需进行常规的电压升降操作，易于控制。DER 具有以下优势：