當(dāng)極端天氣頻發(fā)導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷劇烈波動(dòng)，當(dāng)分布式光伏、風(fēng)電等新能源大規(guī)模接入引發(fā)供需失衡，能源體系正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)集中式發(fā)電模式在應(yīng)對能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時(shí)，暴露出調(diào)度靈活性不足、資源整合效率低下等弊端。然而，產(chǎn)業(yè)級(jí)虛擬電廠憑借創(chuàng)新的資源聚合模式，成為優(yōu)化能源配置的破局之道。而 5G 技術(shù)以其高速率、低時(shí)延、廣連接的特性，恰好為虛擬電廠的高效運(yùn)行提供了通信基石，二者的深度融合，正開啟實(shí)時(shí)響應(yīng)與分布式能源協(xié)同的嶄新未來。
產(chǎn)業(yè)級(jí)虛擬電廠依托先進(jìn)信息技術(shù)，將分布式電源、可控負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置等分散的能源資源進(jìn)行虛擬整合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制與管理，宛如一個(gè)“云端電廠”。通過參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度與電力市場交易，虛擬電廠充分挖掘分布式能源潛力，為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和用戶用能優(yōu)化帶來顯著效益。然而，分布式能源資源廣泛且分散、設(shè)備種類繁雜、通信需求各異，給虛擬電廠的高效管控帶來諸多挑戰(zhàn)，如通信延遲、數(shù)據(jù)割裂、響應(yīng)滯后等問題，嚴(yán)重制約其調(diào)控能力與經(jīng)濟(jì)效益。
5G 技術(shù)以其卓越的大帶寬、低時(shí)延、高可靠特性，成為化解這些難題的“金鑰匙”，為產(chǎn)業(yè)級(jí)虛擬電廠構(gòu)建起“端 - 邊 - 云”一體化實(shí)時(shí)調(diào)度架構(gòu)。在能源生產(chǎn)側(cè)，分布式光伏、風(fēng)電等新能源設(shè)備借助 5G CPE 迅速接入網(wǎng)絡(luò)，將發(fā)電功率、設(shè)備狀態(tài)、氣象數(shù)據(jù)等關(guān)鍵信息，以 10ms 級(jí)超低時(shí)延上傳至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)。以海上風(fēng)電場為例，5G 網(wǎng)絡(luò)支撐風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)、齒輪箱溫度等 300 余個(gè)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，結(jié)合邊緣側(cè) AI 故障診斷模型，可對葉片裂紋等缺陷秒級(jí)預(yù)警，有效避免非計(jì)劃停機(jī)損失。
在能源傳輸環(huán)節(jié)，5G 電力專網(wǎng)運(yùn)用切片技術(shù)，保障電網(wǎng)控制信號(hào)與監(jiān)測數(shù)據(jù)安全、隔離傳輸，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)毫秒級(jí)分合閘控制。某試點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)顯示，故障定位時(shí)間從分鐘級(jí)大幅縮短至百毫秒級(jí)，停電恢復(fù)效率提升 60%，極大增強(qiáng)了電網(wǎng)可靠性。能源消費(fèi)側(cè)，5G 網(wǎng)絡(luò)憑借強(qiáng)大連接能力，讓海量終端設(shè)備互聯(lián)互通。在工業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)設(shè)備、空調(diào)、照明等通過 5G 模組接入，實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)分鐘級(jí)采集、控制指令毫秒級(jí)下發(fā)。某汽車制造廠部署 5G+AI 能源管理系統(tǒng)后，沖壓車間 400 余臺(tái)設(shè)備用電負(fù)荷等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)整合，單位產(chǎn)品能耗降低 8%。
邊緣計(jì)算與 5G 融合，進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)時(shí)調(diào)度能力。在靠近能源設(shè)備的邊緣節(jié)點(diǎn)，輕量化 AI 模型與優(yōu)化算法對本地?cái)?shù)據(jù)快速處理決策。例如，儲(chǔ)能電站邊緣計(jì)算單元通過 5G 接收電池實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合算法動(dòng)態(tài)調(diào)整充放電功率，延長電池壽命 15%。5G 實(shí)時(shí)調(diào)度體系與數(shù)字孿生技術(shù)結(jié)合，基于 5G 傳輸?shù)母呔仍O(shè)備數(shù)據(jù)構(gòu)建能源系統(tǒng)三維數(shù)字孿生體，可模擬不同調(diào)度策略下能源流、信息流與價(jià)值流，為虛擬電廠協(xié)同調(diào)度提供可視化推演與仿真優(yōu)化平臺(tái)。
河南平高產(chǎn)業(yè)園借助 5G 網(wǎng)絡(luò)，打造園區(qū)級(jí)“源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲(chǔ)”能源網(wǎng)，能源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)秒級(jí)感傳算用、萬級(jí)設(shè)備接入，能量分配達(dá)到最優(yōu)，每年降低碳排放 1.6 萬噸，能耗費(fèi)用降低 20% 以上。合肥則依托國內(nèi)首個(gè)“5G + 量子”虛擬電廠，實(shí)現(xiàn)超 6000 輛次新能源汽車車網(wǎng)互動(dòng)規(guī)?；瘜?shí)測，有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷。
捷瑞數(shù)字利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)打造負(fù)荷聚合平臺(tái)。通過該平臺(tái)，將工業(yè)、商業(yè)及居民等多領(lǐng)域的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源高效聚合，實(shí)時(shí)監(jiān)測并精準(zhǔn)調(diào)控用電狀態(tài)。例如在某汽車制造廠，通過部署 5G+AI 能源管理系統(tǒng)，沖壓車間 400 余臺(tái)設(shè)備用電負(fù)荷等數(shù)據(jù)得以實(shí)時(shí)整合，單位產(chǎn)品能耗降低 8%。在能源交易中，平臺(tái)助力負(fù)荷聚合商依據(jù)市場價(jià)格信號(hào)與電網(wǎng)調(diào)度指令，靈活調(diào)度資源參與電能量、輔助服務(wù)及需求響應(yīng)市場，提升資源配置效率，實(shí)現(xiàn)收益最大化，為產(chǎn)業(yè)級(jí)虛擬電廠商業(yè)閉環(huán)的構(gòu)建筑牢根基。
