建设虚拟变电站，可有效减小电网投资成本？

随着“边缘控制服务中心”一键黑启动实验的成功，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。

虚拟变电站是啥样的？

它不用占地数亩，更无须动辄数千万元的建设资金，只需要利用现有网架结构，在分支线路交汇处建立开闭所，结合分布式电源、储能装置及通信控制装置将其虚拟成一座变电站，便可向周边负荷供电。

在能源互联网技术的加持下，近日，河北省首座以消纳光伏扶贫和提高山区供电的虚拟变电站——平山县营里虚拟变电站建成，随着它的投运，不仅可以提高当地分布式电源利用小时数，增加农民收入，提高农网供电可靠性，还可大大减少电网投入，为末端电网轻资产发展迈出了探索实践的一步。

虚拟变电站由三部分虚化而成

阳光正好。平山县营里乡桃元村边的山坡上，一排排错落有致的蓝色光伏板在阳光下熠熠生辉，正源源不断地将光能转化成电能。

利用当地优越的光资源实现光伏扶贫，这已经成为不少地区脱贫的新路径。不过，因为营里乡属于深山区，处于配电网末端，安装村级光伏后，一度出现功率倒送及光伏并网点电压越限的情况，对电网安全稳定运行造成冲击，而且，营里线发生故障时会对全乡正常用电造成一定影响，供电可靠性较低，一旦停电，光伏发电也将无法送入电网，影响发电收益。

不过，有了虚拟变电站，这些问题再也不用担心。记者看到，和普通变电站不同，营里虚拟变电站占地不过数百平方米，主要由开关站、储能系统和配网边缘控制服务中心组成，并通过利用能源互联网技术，将三者虚化为一座变电站，10千伏出线向周边负荷供电，相比同电压等级变电站建设节省占地95%。

剩余电量16%、剩余电量17%……距离桃元村不远的营里供电所内，虚拟变电站正在试运行，山坡上光伏板转化的电能正在一点点存到储能系统中。

“将多余的光伏电量存入储能装置后，即可解决分布式电源并网消纳难题，实现在光伏低谷发电，释放电量，起到削峰填谷的作用，有效提高配电网供电可靠性和电能质量。”

营里乡供电所所长陈立元高兴地说，此举预计可年增加农户收入20余万元，助力打赢脱贫攻坚战。

虚拟变电站有个“聪明”的“大脑”

除了可以为资源匮乏地区赋能，增加农民收入，营里虚拟变电站还非常“聪明”。

打开变电站的能量管理系统，记者看到，储能电池、光伏发电等运行状态一目了然。更厉害的是，通过变电站边缘控制服务中心这一“大脑”，变电站还可以实现对光伏电站、开闭所智能终端设备、调度系统的数据等进行有效分析，实现对“源（光伏电源）网（配电网）荷（电网供电负荷大小）储（储能装置的充放电操作）用（用户端的用电可靠性、电压和智能用电）”的协调优化运行。

“营里乡用电量小，供电半径长，用户末端电压偏低，供电可靠性相对较差，一旦出现故障波及范围广。加之山路崎岖，故障排查、修复时间长。”平山县供电公司运维班班长李国国解释说，不过，虚拟变电站投用后，便可以通过数据分析快速故障研判，做到快速隔离故障，并通过储能装置对非故障区恢复供电，也为快速抢修赢得了时间。

营里供电所所长陈立元给记者算了一笔账：去年5月的一天，营里乡突遇大风恶劣天气，4名抢修人员翻山跨梁近两个小时才确定出故障点。虚拟变电站建成后，将10千伏营里线路一分为四。一旦发生停电，通过虚拟变电站进行故障研判、隔离，第一时间就可判定故障所处的分支线路，抢修时间较之前整整节省了一个小时。

“营里虚拟变电站投用后，即可形成能源互联。该乡供电半径也将由29公里缩短至18公里，提高末端电能质量。”市供电公司有关负责同志表示，该虚拟变电站提出了“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”。

可实现突发情况下的“微网”运行

记者在采访中了解到，针对配电网末端供电可靠性低、分布式电源消纳能力弱等问题，传统的方法是新建35千伏变电站，最初，平山县供电公司也向上级提出了这样的申请。不过，经省市专家反复论证，多方位调查研究，针对营里乡电网特定条件，提出了建设虚拟变电站这一崭新的解决方案。

“建设虚拟变电站，可有效减小电网投资成本。”平山县供电公司五级职员刘志辉解释说， 新建常规35千伏变电站投资约为3700万元，虚拟变电站的投资约1000万元，可节约电网投资73%。

据介绍，该项目投资929万元，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。去年12月3日开工后，施工单位45名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，并最终于当月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。

“营里虚拟变电站储能装置并网运行后，将实现全功能运行，边缘控制中心也可以在外部故障切除后，进行一键“黑启动”，该供电区域的电网可实现故障期间紧急供电，由储能电厂+光伏电厂实现营里乡微电网运行2小时以上，保证居民紧急用电需要。”石家庄供电公司发展部专责马乐表示，未来，他们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。此外，该技术可推广应用到海岛、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。
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