當極端天氣頻發導致電網負荷劇烈波動,當分布式光伏、風電等新能源大規模接入引發供需失衡,能源體系正面臨前所未有的挑戰。傳統集中式發電模式在應對能源結構轉型時,暴露出調度靈活性不足、資源整合效率低下等弊端。然而,產業級虛擬電廠憑借創新的資源聚合模式,成為優化能源配置的破局之道。而 5G 技術以其高速率、低時延、廣連接的特性,恰好為虛擬電廠的高效運行提供了通信基石,二者的深度融合,正開啟實時響應與分布式能源協同的嶄新未來。
產業級虛擬電廠依托先進信息技術,將分布式電源、可控負荷、儲能裝置等分散的能源資源進行虛擬整合,實現統一協調控制與管理,宛如一個“云端電廠”。通過參與電網運行調度與電力市場交易,虛擬電廠充分挖掘分布式能源潛力,為電網穩定運行和用戶用能優化帶來顯著效益。然而,分布式能源資源廣泛且分散、設備種類繁雜、通信需求各異,給虛擬電廠的高效管控帶來諸多挑戰,如通信延遲、數據割裂、響應滯后等問題,嚴重制約其調控能力與經濟效益。
5G 技術以其卓越的大帶寬、低時延、高可靠特性,成為化解這些難題的“金鑰匙”,為產業級虛擬電廠構建起“端 - 邊 - 云”一體化實時調度架構。在能源生產側,分布式光伏、風電等新能源設備借助 5G CPE 迅速接入網絡,將發電功率、設備狀態、氣象數據等關鍵信息,以 10ms 級超低時延上傳至邊緣計算節點。以海上風電場為例,5G 網絡支撐風機葉片振動、齒輪箱溫度等 300 余個監測點數據實時回傳,結合邊緣側 AI 故障診斷模型,可對葉片裂紋等缺陷秒級預警,有效避免非計劃停機損失。
在能源傳輸環節,5G 電力專網運用切片技術,保障電網控制信號與監測數據安全、隔離傳輸,實現配網自動化開關毫秒級分合閘控制。某試點區域數據顯示,故障定位時間從分鐘級大幅縮短至百毫秒級,停電恢復效率提升 60%,極大增強了電網可靠性。能源消費側,5G 網絡憑借強大連接能力,讓海量終端設備互聯互通。在工業園區,生產設備、空調、照明等通過 5G 模組接入,實現能耗數據分鐘級采集、控制指令毫秒級下發。某汽車制造廠部署 5G+AI 能源管理系統后,沖壓車間 400 余臺設備用電負荷等數據實時整合,單位產品能耗降低 8%。
邊緣計算與 5G 融合,進一步強化實時調度能力。在靠近能源設備的邊緣節點,輕量化 AI 模型與優化算法對本地數據快速處理決策。例如,儲能電站邊緣計算單元通過 5G 接收電池實時數據,結合算法動態調整充放電功率,延長電池壽命 15%。5G 實時調度體系與數字孿生技術結合,基于 5G 傳輸的高精度設備數據構建能源系統三維數字孿生體,可模擬不同調度策略下能源流、信息流與價值流,為虛擬電廠協同調度提供可視化推演與仿真優化平臺。
河南平高產業園借助 5G 網絡,打造園區級“源 - 網 - 荷 - 儲”能源網,能源數據實現秒級感傳算用、萬級設備接入,能量分配達到最優,每年降低碳排放 1.6 萬噸,能耗費用降低 20% 以上。合肥則依托國內首個“5G + 量子”虛擬電廠,實現超 6000 輛次新能源汽車車網互動規?;瘜崪y,有效調節電網負荷。
捷瑞數字利用物聯網、大數據、人工智能等前沿技術打造負荷聚合平臺。通過該平臺,將工業、商業及居民等多領域的可調節負荷資源高效聚合,實時監測并精準調控用電狀態。例如在某汽車制造廠,通過部署 5G+AI 能源管理系統,沖壓車間 400 余臺設備用電負荷等數據得以實時整合,單位產品能耗降低 8%。在能源交易中,平臺助力負荷聚合商依據市場價格信號與電網調度指令,靈活調度資源參與電能量、輔助服務及需求響應市場,提升資源配置效率,實現收益最大化,為產業級虛擬電廠商業閉環的構建筑牢根基。