- 建設虛擬電廠 助力綠色用能
- 2023年08月23日 來源：人民日報
提要：近年來，全國用電負荷持續增長，疊加極端天氣頻發多發，用電高峰期保障供應的難度加大。今年入夏以來，全國最高用電負荷再創歷史新高，在需求較快增長、水電大幅減發疊加的情況下，一些地方啟動“虛擬電廠”，優化電網調度運行，全力做好迎峰度夏電力安全保供。
近年來，全國用電負荷持續增長，疊加極端天氣頻發多發，用電高峰期保障供應的難度加大。今年入夏以來，全國最高用電負荷再創歷史新高，在需求較快增長、水電大幅減發疊加的情況下，一些地方啟動“虛擬電廠”，優化電網調度運行，全力做好迎峰度夏電力安全保供。
什么是虛擬電廠？它是如何發揮保供作用的？
將分布式電源、儲能等資源聚沙成塔，緩解電力供需矛盾
既沒有高聳的煙囪、成片的廠房，也不消耗煤炭等燃料，虛擬電廠看不見、摸不著，卻具有實體電廠的一些屬性，例如提供調峰調頻等服務。
中國電力企業聯合會常務副理事長楊昆介紹，虛擬電廠是將分布式電源、電力用戶、儲能、電動汽車等資源聚合起來，通過協調優化控制，既滿足用戶自身用能需求，又參與電力系統運行、電力市場交易的智慧能源系統。
“計劃今天晚高峰時段開展負荷調整，請提前做好準備。”7月24日晚上8點，安徽合肥用電負荷晚高峰來臨，國網合肥供電公司電力調度控制中心專責陳璐通過虛擬電廠向25座某品牌電動汽車換電站發出指令，短短1分鐘內，電網降低負荷1.3萬千瓦，相當于2000多戶居民家庭的用電負荷。
“接收指令后，換電站的平均功率有所降低，每塊電池的充電時間增加了約5分鐘，但不會影響車主的換電時間。”合肥一家汽車企業相關負責人介紹，通過參與輔助調峰服務，企業也可以獲得一定收益。目前，合肥虛擬電廠已接入光伏電站、電動汽車充換電站、儲能電站、樓宇空調等多種負荷類型，總容量超過24萬千瓦。
近年來，我國電力供需形勢呈現電量供應總體充裕、電力高峰時段緊張的特征，但高峰時段持續的時間并不長。研究顯示，絕大多數省份一年中電力負荷超過最高負荷95%的總持續時間僅有幾十個小時。
“根據測算，為了滿足這5%的峰值負荷需求，建設電廠和配套電網可能要花費幾千億元；但通過虛擬電廠充分挖掘需求側的調控潛力，建設、運營、激勵等環節的投資為建設傳統電廠的10%—20%。”南方電網能源發展研究院新能源研究所研究員孫思揚認為，推進虛擬電廠建設，不僅有利于將需求側的分散資源聚沙成塔，與電網進行靈活、精準互動響應，緩解電力供需矛盾，還能節省傳統電廠和電網的投資，并讓參與響應的用戶獲取一定激勵。
平抑新能源發電的波動，提升安全保供能力
虛擬電廠不僅可以幫助挖掘需求側的負荷潛力，還能從電源側提高新能源的利用效率。
在浙江衢州，光伏發電裝機占比已突破40%，新能源發電“靠天吃飯”的短板，給電網穩定運行帶來挑戰。前不久，當地上線“水光儲”余缺互濟智能柔性精準調控系統，300多座水電站、光伏電站、儲能電站接入大型虛擬電廠，在光伏發電能力較強時，通過儲能消納多余電能，在光伏發電能力不足時補足缺口，形成合力。
“過去，電網調度員只能憑借經驗在負荷波動產生后被動地調配資源。現在通過虛擬電廠以及大數據、人工智能等技術，能對‘水光儲’進行一體化控制，提前預測并生成調度策略表，做到未雨綢繆。”國網衢州供電公司電網運行方式負責人吳昌介紹。
當前，新能源建設加快推進，截至今年上半年，全國風電裝機3.89億千瓦、光伏發電裝機4.7億千瓦，占發電總裝機的32%左右。隨著新能源裝機占比不斷提高，其間歇性、隨機性、波動性特點使得電力系統調節更加困難，系統的平衡和安全問題更加突出。
“尤其是分布式光伏快速發展，上半年新增裝機占光伏新增裝機的一半以上。這些分布式新能源直接并入配電網，規模達到一定程度后，給電網安全穩定運行帶來一定挑戰。”孫思揚說，虛擬電廠可以幫助電網消納更多波動性強的新能源，從而提升電力系統實時平衡和安全保供能力，助力綠色用能。
迎來建設機遇，但要解決盈利模式、規范標準等問題
虛擬電廠，能力不“虛”。楊昆介紹，“十三五”時期，我國就已經開展了虛擬電廠試點工作，部署多個虛擬電廠項目，獲得了大量經驗。《“十四五”現代能源體系規劃》提出，要開展工業可調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶側儲能、新能源汽車與電網能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。
當前，不少地方積極推進虛擬電廠建設。今年7月，南方電網分布式源荷聚合服務平臺在廣州、深圳、柳州三地同步開展虛擬電廠多功能聯合調控，標志著我國首個區域級虛擬電廠投入運行。據介紹，這一平臺已經聚合了廣東、廣西區域內的分布式資源規模10751兆瓦，其中可調節能力1532兆瓦，相當于投產7座220千伏變電站。
同時也要看到，我國虛擬電廠發展整體仍處于初期階段，下一步發展還有不少難題需要解決。
“當前的市場機制還不完善，更多的是邀約型，由政府部門或調度機構牽頭組織、各個聚合商參與，尚未建立成熟的商業模式，需求側負荷以及發電側資源參與意愿不強。”孫思揚建議，完善金融、財稅等支持政策，因地制宜建設不同資源組合的虛擬電廠項目，積累更多示范經驗；加快電力現貨市場、輔助服務市場建設，通過價格信號為虛擬電廠參與電力系統調節提供相應的經濟補償，提供多樣化的成本回收途徑。
有專家還表示，當前缺乏虛擬電廠相關的規范標準，各類設備及負荷聚合商的通信協議不統一，數據交互壁壘高、不順暢，也增加了建設難度和成本。需要加強虛擬電廠標準建設，提高標準體系的完整性、交互性、兼容性，為各環節緊密銜接提供相應規范。
國家能源局市場監管司相關負責人表示，下一步將研究起草《關于優化電力輔助服務分擔共享機制 推動用戶側資源參與系統調節的通知》，以市場化機制調動工商業可中斷負荷、負荷聚合商、虛擬電廠、新型儲能等用戶側資源參與電力輔助服務市場。
