当极端天气频发导致电网负荷剧烈波动,当分布式光伏、风电等新能源大规模接入引发供需失衡,能源体系正面临前所未有的挑战。传统集中式发电模式在应对能源结构转型时,暴露出调度灵活性不足、资源整合效率低下等弊端。然而,产业级虚拟电厂凭借创新的资源聚合模式,成为优化能源配置的破局之道。而 5G 技术以其高速率、低时延、广连接的特性,恰好为虚拟电厂的高效运行提供了通信基石,二者的深度融合,正开启实时响应与分布式能源协同的崭新未来。
产业级虚拟电厂依托先进信息技术,将分布式电源、可控负荷、储能装置等分散的能源资源进行虚拟整合,实现统一协调控制与管理,宛如一个“云端电厂”。通过参与电网运行调度与电力市场交易,虚拟电厂充分挖掘分布式能源潜力,为电网稳定运行和用户用能优化带来显著效益。然而,分布式能源资源广泛且分散、设备种类繁杂、通信需求各异,给虚拟电厂的高效管控带来诸多挑战,如通信延迟、数据割裂、响应滞后等问题,严重制约其调控能力与经济效益。
5G 技术以其卓越的大带宽、低时延、高可靠特性,成为化解这些难题的“金钥匙”,为产业级虚拟电厂构建起“端 - 边 - 云”一体化实时调度架构。在能源生产侧,分布式光伏、风电等新能源设备借助 5G CPE 迅速接入网络,将发电功率、设备状态、气象数据等关键信息,以 10ms 级超低时延上传至边缘计算节点。以海上风电场为例,5G 网络支撑风机叶片振动、齿轮箱温度等 300 余个监测点数据实时回传,结合边缘侧 AI 故障诊断模型,可对叶片裂纹等缺陷秒级预警,有效避免非计划停机损失。
在能源传输环节,5G 电力专网运用切片技术,保障电网控制信号与监测数据安全、隔离传输,实现配网自动化开关毫秒级分合闸控制。某试点区域数据显示,故障定位时间从分钟级大幅缩短至百毫秒级,停电恢复效率提升 60%,极大增强了电网可靠性。能源消费侧,5G 网络凭借强大连接能力,让海量终端设备互联互通。在工业园区,生产设备、空调、照明等通过 5G 模组接入,实现能耗数据分钟级采集、控制指令毫秒级下发。某汽车制造厂部署 5G+AI 能源管理系统后,冲压车间 400 余台设备用电负荷等数据实时整合,单位产品能耗降低 8%。
边缘计算与 5G 融合,进一步强化实时调度能力。在靠近能源设备的边缘节点,轻量化 AI 模型与优化算法对本地数据快速处理决策。例如,储能电站边缘计算单元通过 5G 接收电池实时数据,结合算法动态调整充放电功率,延长电池寿命 15%。5G 实时调度体系与数字孪生技术结合,基于 5G 传输的高精度设备数据构建能源系统三维数字孪生体,可模拟不同调度策略下能源流、信息流与价值流,为虚拟电厂协同调度提供可视化推演与仿真优化平台。
河南平高产业园借助 5G 网络,打造园区级“源 - 网 - 荷 - 储”能源网,能源数据实现秒级感传算用、万级设备接入,能量分配达到最优,每年降低碳排放 1.6 万吨,能耗费用降低 20% 以上。合肥则依托国内首个“5G + 量子”虚拟电厂,实现超 6000 辆次新能源汽车车网互动规模化实测,有效调节电网负荷。
捷瑞数字利用物联网、大数据、人工智能等前沿技术打造负荷聚合平台。通过该平台,将工业、商业及居民等多领域的可调节负荷资源高效聚合,实时监测并精准调控用电状态。例如在某汽车制造厂,通过部署 5G+AI 能源管理系统,冲压车间 400 余台设备用电负荷等数据得以实时整合,单位产品能耗降低 8%。在能源交易中,平台助力负荷聚合商依据市场价格信号与电网调度指令,灵活调度资源参与电能量、辅助服务及需求响应市场,提升资源配置效率,实现收益最大化,为产业级虚拟电厂商业闭环的构建筑牢根基。