浅谈虚拟储能系统与分布式光伏储能协同优化策略
浏览次数：1206次 更新时间：2025-07-16 15:30:58
摘要：随着全球能源结构向低碳化、智能化转型，分布式光伏发电的大规模并网给电力系统带来了新的挑战与机遇。本文深入探讨了虚拟储能系统（Virtual Energy Storage System，VESS）与分布式光伏储能的协同优化策略，分析了其在提升新能源消纳率、降低电网运行成本、增强系统灵活性等方面的关键作用。通过理论模型构建、技术方案比较和实际案例分析，本文系统阐述了虚拟储能与物理储能的互补机制，并提出了面向不同应用场景的协同优化方法。研究结果表明，虚拟储能与分布式光伏储能的协同运行能够显著提高能源利用效率，降低碳排放，为构建新型电力系统提供重要技术支撑。
关键词：虚拟储能系统；分布式光伏；储能协同优化；微电网；虚拟电厂
引言：能源转型的新机遇
在“双碳”目标的推动下，可再生能源的快速发展为能源系统带来了新的挑战与机遇。分布式光伏的普及使得电力供应更加清洁，但其波动性和间歇性也给电网稳定运行带来了压力。如何利用分布式光伏与储能系统，实现能源的灵活调度与优化管理？虚拟储能系统（Virtual Energy Storage System, VESS）与分布式光伏储能的协同优化，正成为行业关注的焦点。
1.什么是虚拟储能系统？
虚拟储能系统（VESS）是一种通过智能算法和需求侧管理技术，将分散的、可调节的电力负荷（如空调、电动汽车、工业设备等）聚合起来，模拟传统储能电池的充放电行为，从而提供灵活的电力调节能力。相较于物理储能，VESS具有投资成本低、响应速度快、资源利用率高等优势。
2.分布式光伏+储能的挑战与机遇
分布式光伏发电受天气影响较大，容易出现供需不匹配的情况。传统解决方案是搭配物理储能（如锂电池），但高昂的初始投资和有限的寿命制约了其大规模应用。而虚拟储能系统的引入，可以与物理储能形成互补，通过需求侧响应、负荷转移等方式，提升系统的经济性和稳定性。
协同优化的核心价值
提高光伏消纳率：通过VESS的动态调节，减少弃光现象，利用可再生能源。
降低储能投资成本：减少对物理储能的依赖，优化资源配置，提高整体经济性。
增强电网灵活性：快速响应电网需求，参与调峰填谷、频率调节等辅助服务。
提升用户收益：通过峰谷电价套利、需求响应补贴等方式，降低用电成本。
3.应用场景与案例
3.1工业园区能源管理
在工业园区，分布式光伏+储能+VESS的协同模式可以优化生产用电，降低峰值负荷，减少电费支出。例如，某工业园区通过虚拟储能调度空调、水泵等柔性负荷，年节省电费超20%。
3.2微电网与智能社区
在微电网中，虚拟储能可以与户用光伏、家用储能电池协同运行，实现社区内能源的自给自足和优化交易。
3.3电力市场辅助服务
VESS可以聚合大量分布式资源，参与电力市场的调频、备用等服务，为运营商创造额外收益。
4.安科瑞虚拟储能系统与分布式光伏储能协同优化解决方案
4.1安科瑞智慧能源管理平台
AcrelEMS 智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台，对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配，优化策略，诊断告警，可调度源荷有序互动、能源全景分析，满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求，完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行，为用户降低能源成本，提高微电网运行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应，是虚拟电厂平台的企业级子系统。
图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面
4.2平台结构
系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量，使之运行安全。
图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构
4.3平台功能
4.3.1.能源数字化展示
通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。
4.3.2协调控制策略
通过优化控制储能和可控负载提升实现新能源消纳、需量控制、峰谷套利；平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。
4.3.3.智能预测
结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。
4.3.4.能耗分析
采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。
4.3.5.有序充电
系统支持接入交直流充电桩，并根据企业负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障企业微电网运行安全。
4.3.6.运维巡检
系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。
4.4设备选型
除了智慧能源管理平台外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端”能源数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等，可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。
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名称
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图片
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型号
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功能
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应用
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企业微电网能效管理系统
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AcrelEMS
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AcrelEMS企业微电网能效管理系统由电力监控及能效管理系统组成，涵盖了企业中压变配电系统、应急电源、隔离电源、照明控制、设备运维、环境监测等，贯穿企业能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解企业配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于企业能源管理需要。
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协调控制器
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ACCU100
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接口参数：8路485串口，2路CAN，1*HDMI，4*千兆网口，6路DI，6路DO，4G+GPS
策略管理：防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、有功/无功控制、光储协调等，并支持策略定制;
系统安全：基于不可信模型设计的用户权限，防止非法用户侵入；基于数据加密与数据安全验证技术，采用数据标定与防篡改机制，实现数据固证和可追溯；
运行安全：采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据，实现运行安全预警预测。
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中高压微机保护装置
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AM6、AM5SE
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实现110kV至10kV回路的保护、测量和自动控制功能
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110kV、10kV回路断路器
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电能质量在线监测装置
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APView500
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集谐波分析/波形采样/电压闪变监测/电压不平衡度监测等稳态监测、电压暂降/暂升/短时中断等暂态监测、事件记录、测量控制等功能为一体，满足A级电能质量评估标准，能够满足110kV及以下供电系统电能质量监测的要求。
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110kV、35kV、10kV、0.4kV
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防孤岛保护装置
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AM5SE-IS
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防止分布式电源并网发电系统非计划持续孤岛运行的继电保护措施，防止电网出现孤岛效应。装置具有低电压保护、过电压保护、高频保护、低频保护、逆功率保护、检同期、有压合闸等保护功能。
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110kV、35kV、10kV、0.4kV
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动态谐波无功补偿系统
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AnCos*/*-G Ⅰ型
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同时具备谐波治理、无功功率线性补偿与三相电流平衡治理和稳定电压的功能,响应时间快，精度高、运行稳定，能根据系统的无功特性自动调整输出，动态补偿功率因数；
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0.4kV电能质量治理
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多功能仪表
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APM520
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全电力参数测量、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。
接口功能：带有RS485/MODBUS协议
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并网柜、进线柜、母联柜以及重要回路
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多功能仪表
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AEM96
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具有全电量测量，谐波畸变率、分时电能统计，开关量输入输出，模拟量输入输出。
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主要用于电能计量和监测
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电能表
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DTSD1352
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具有全电量测量，电能统计，80A内可直接接入，导轨安装。
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低压配电箱
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物联网仪表
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ADW300W
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主要用于计量中低压配电的三相电气参数，采集状态量并控制断路器，可灵活安装于配电箱内，自带开口式互感器，可实现不停电安装，具备RS485、4G、LoRaWan无线通信功能，适用于配电系统数字化改造。
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微电网数字化改造
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物联网仪表
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ARCM300
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三相交流电能计量、漏电电流测量、谐波分析、4路温度采集功能，通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理，可采集状态量或控制断路器，具备RS485通讯或4G通讯功能。
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微电网电气消防和数字化改造
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直流电能表
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DJSF1352-RN
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可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等，配套霍尔传感器(可选)。
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直流计量
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马达保护
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ARD3M
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电动机保护控制器，适用于额定电压至 660V 的低压电动机回路，集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行，强大的逻辑可编程功能可以满足各种控制要求，多种可选配的通讯方式适应现场不同的总线通讯需求。
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电机保护控制
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智慧断路器
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ASCB1LE-63-C63-4P/Z4G
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三相智能微型断路器，具备普通微断保护和控制功能，同时具备电流、电压、功率、电能测量功能，支持漏电保护和用电行为特征识别，支持远程控制，4G通讯。
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末端配电
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防火限流式保护器
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ASCP200-63D
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可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、过/欠压保护、漏电监测、线缆温度监测、内部超温限流保护等，电流0-63A，RS485通讯
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末端配电保护
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遥信遥控单元
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ARTU100
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具备开关量采集和继电器输出控制功能，导轨式安装，485通讯，可实现断路器或接触器的远程控制和状态量采集。
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状态量采集和控制输出
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电动汽车充电桩
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AEV200-DC60S
AEV200-DC80D
AEV200-DC120S
AEV200-DC160S
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输出功率160/120/80/60kW直流充电桩，满足快速充电的需要。
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充电桩运营和充电控制
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智能网关
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ANet-2E4SM
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边缘计算网关，嵌入式linux系统，网络通讯方式具备Socket方式，支持XML格式压缩上传，提供AES加密及MD5身份认证等安全需求，支持断点续传，支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104协议
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电能、环境等数据采集、转换和逻辑判断
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5.结语
虚拟储能系统与分布式光伏储能的协同优化，不仅能够提升能源利用效率，还能降低碳排放，推动绿色能源的高质量发展。对于企业、园区、电网运营商而言，这是一次降本增效的机会；对于社会而言，这是迈向可持续未来的重要一步。
标签：虚拟储能系统 分布式光伏 储能协同优化 微电网 虚拟电厂
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