产品技术咨询工程师 李亚娜 18761502857

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。

　　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。

　　参考文献

　　[1] 汪宇文，王金玉.一种基于网络通信的有序充电控制系统及方法

　　[2] 姚明明，张新，杨培宏，等 . 基于改进风光场景聚类联合 虚拟储能的源网荷储低碳优化调度

　　[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版