融合储能+光伏 河北建成“网源荷储”智能协调的虚拟变电站样板

6月19日，随着“边缘控制服务中心”一键黑启动试验的成功，标志着河北首座虚拟变电站在平山县营里乡实现全功能运行、正式投入使用，开启山区供电末端电网发展新模式。

营里乡位于平山县西北部太行山下，属红色革命老区，2019年前全乡均为国家级贫困村。因其临近山西，处于配电网末端，供电半径长，供电可靠性相对较差。2017年扶贫光伏电站接入电网后，营里地区出现光伏电能倒送现象并引起过电压问题，对电网安全和光伏消纳造成了一定影响。

为解决平山县营里乡光伏消纳难题，提高末端电网供电质量，国网石家庄供电公司创新提出“虚拟变电站”的概念及建设思路，针对营里乡分布式电源集中但变电站布点不足的现状，利用能源互联网技术，通过“开关站+储能+边缘控制服务中心”的技术手段，将营里乡5座扶贫光伏发电站接入虚拟变电站能量管理系统，充分运用分布式电源、储能与通信等技术，将其虚拟成一座变电站，利用10千伏出线为周边负荷供电，为配电网末端供电提供双重保障，实现网、源、荷、储的协调优化。

该项目新建线路1.94公里，新增1台容量为1.6兆伏安配变、3座储能柜等基础设施。作为河北省首座虚拟变电站，受到了省市供电公司的高度关注，自去年12月3日项目开工后，国网石家庄供电工作人员克服天气寒冷、地形复杂等困难，日夜不停地实施作业，于12月29日完成切改，2020年1月20日完成1600千伏安箱变投运工作，提前完成建设任务。

同传统变电站相比，该虚拟电站投资929万元、占地650平方米，可节约电网投资73%、节省土地占用95%，不仅投资少而且占地小，属于轻型资产。该虚拟变电站将10千伏营里线路一分为四，营里乡供电半径也由29公里缩短至18公里，依托“源储互济”和“即断即愈”的有源配电网运行策略，将传统配电网改造成了“可并网、可离网、运行方式灵活、供电能力强、可靠性高”的“有源自治自愈配电网”，形成能源互联，有效提高了末端电能质量。一旦设备或线路发生故障，虚拟变电站的智能故障研判功能，可以精准定位故障发生线路，缩短抢修时长，为山区供电抢修节省宝贵时间。首次应用的10千伏电网一键“黑启动”，可以在外部故障切除后，由储能电厂+光伏电厂实现故障期间区域紧急供电，保障营里乡“微电网”运行2小时以上，大幅提高山区百姓的用电感受。

不仅如此，虚拟变电站智能化控制系统，还能有效平抑新能源功率波动，实现区域电网调频调峰削峰填谷，即光照充足时将多余的光伏发电存入储能装置，平衡电网潮流，光照减弱时储能装置释放电能，有效解决了分布式电源并网消纳难题，提高了配电网供电可靠性和电能质量，为高中压线路分布式光伏友好并网打下基础。遇到故障时，边缘控制中心也可以一键“黑启动”，让分布式电源重新接入电网，继续产生效益。光伏消纳多了、老百姓的腰包就足了，据测算，2019年营里乡光伏利用小时数约为1000小时，本项目建成投运后可提升至1200小时，增加收益约20.4万元，将有效增加了山区人民收入，提升光伏扶贫成效。

此外，该技术还可作为“网源荷储”智能协调的虚拟变电站建设样板，推广应用到海岛、孤岛及偏远地区等位置，将进一步提高供电可靠性，为用户提供优质的用电体验，对电网薄弱地区分布式电源消纳问题的解决起到示范作用。未来，国网石家庄供电公司还将根据虚拟变电站运行后的实际数据进行分析总结，继续提升基于边缘计算的区域配电网综合运行管理能力，提升末端配电网运行管理水平。