入夏以來，全國多地出現(xiàn)35℃以上高溫天氣，多個城市連續(xù)出現(xiàn)高溫。經濟復蘇疊加高溫天氣，我國用電負荷較快增長，虛擬電廠頻頻進入公眾視野。
今年以來，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》以及天津、北京、上海等10余省份相繼發(fā)布的“十四五”能源電力發(fā)展規(guī)劃及碳達峰實施方案，均對發(fā)展虛擬電廠提出明確要求。
何為“虛擬電廠”?
“虛擬電廠并不是個發(fā)電廠，而是一套能源管理系統(tǒng)。它安裝在工廠等用電大戶的控制終端，把可中斷的如空調、照明等負荷納入到控制序列，在不影響企業(yè)正常生產的情況下，通過精準控制達到供需平衡。”中國電力企業(yè)聯(lián)合會常務副理事長楊昆說。
在江蘇常州，一家商場的空調控制模塊已接入負荷集控系統(tǒng)。該系統(tǒng)分析后發(fā)現(xiàn)，目前正是當?shù)赜秒姼叻?，需降低用電負荷來平衡電網(wǎng)供需。30秒后，系統(tǒng)將商業(yè)綜合體內功率為1200千瓦的空調負荷自動降到600千瓦，商場內的溫度只上升了1℃，并沒有影響到顧客的購物體驗。
按照以往，當出現(xiàn)較大用電負荷時，傳統(tǒng)解決辦法是在發(fā)電端擴建電廠、緊急調動備用發(fā)電資源，同時加強用電端的有序使用。
不過，如果僅僅通過擴建電廠來滿足尖峰時段的用電需求，有可能在用電低谷期產生巨大浪費，有序用電造成的停工停產也會對企業(yè)生產造成沖擊。因此，虛擬電廠成為有效解決用電負荷的新方案。
國家能源局相關負責人說，通過需求側的響應將負荷降下來，對整個電力行業(yè)發(fā)展會產生更好的作用。
據(jù)了解，早在“十三五”時期，我國就已開展虛擬電廠的試點工作，部署多個虛擬電廠項目，取得很多經驗和數(shù)據(jù)。比如，上海于2017年建成黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范工程。2019年，國家電網(wǎng)冀北電力公司優(yōu)化創(chuàng)新虛擬電廠運營模式，并服務北京冬奧會。
《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》進一步提出，開展工業(yè)可調節(jié)負荷、樓宇空調負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側儲能、新能源汽車與電網(wǎng)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。
2021年10月，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，提出要大力提升電力系統(tǒng)綜合調節(jié)能力，加快靈活調節(jié)電源建設，引導自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負荷、工商業(yè)可中斷負荷、電動汽車充電網(wǎng)絡、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調節(jié)。
可提升新能源消納能力
楊昆表示，作為能源智能化的新業(yè)態(tài)和新模式，虛擬電廠應用前景廣泛，在電網(wǎng)結構向清潔低碳轉型的背景下，發(fā)展虛擬電廠對促進電網(wǎng)供需平衡、實現(xiàn)分布式能源低成本并網(wǎng)、充分消納清潔能源發(fā)電量、推動綠色能源轉型具有重要的現(xiàn)實意義。
專家表示，自2001年起，歐洲各國就開始開展以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標的虛擬電廠研究項目。近年來，澳大利亞、日本等國家也逐步加入虛擬電廠研究及部署行列。
2021年8月，國家電網(wǎng)江蘇電力有限公司承擔的國家重點研發(fā)項目——城區(qū)用戶與電網(wǎng)供需友好互動系統(tǒng)通過驗收，將這一負荷精準控制模式延伸到居民用電側，可以起到“削峰填谷”、維持電力供需平衡的目的。
除了電力“智能管家”的角色，虛擬電廠還能在光伏、風電等新能源出現(xiàn)間歇性時，通過儲能裝置把它們組織起來，進行集成調控，起到“聚沙成塔”的作用。
國家電網(wǎng)江蘇電力有限公司電力科學研究院總工程師袁宇波說，虛擬電廠可平抑新能源電力的強隨機波動性，提高新能源的利用率，對多種分布式能源進行聚合、優(yōu)化控制和管理，為電網(wǎng)提供調頻、調峰等輔助服務。
當前，相關企業(yè)紛紛加速布局。華北電網(wǎng)率先在國內開展了虛擬電廠參與輔助服務市場交易，國家電網(wǎng)浙江綜合能源公司智慧虛擬電廠平臺上線，國電投深圳能源發(fā)展有限公司的虛擬電廠平臺參與電力現(xiàn)貨市場交易。
市場前景可期
多位業(yè)內人士指出，當前虛擬電廠尚處于初期發(fā)展階段。
華北電力大學國家能源發(fā)展戰(zhàn)略研究院執(zhí)行院長王鵬說，明確的“雙碳”目標為我國虛擬電廠發(fā)展打開市場新增量。虛擬電廠的產業(yè)鏈由上游基礎資源、中游數(shù)字平臺和下游虛擬電廠聚合商三者共同組成。
據(jù)介紹，上游基礎資源又可細分為可控負荷、分布式能源以及儲能系統(tǒng)，如工廠車間、商場樓宇、大型用電設備等。中游的數(shù)字平臺是虛擬電廠的核心組成部分，是智慧能源控制系統(tǒng)，可與電力調度中心、電力交易中心互動。產業(yè)鏈的下游可以為廣大用戶提供配電、電網(wǎng)接入和營銷服務。
楊昆認為，隨著分布式電源、電動汽車、儲能、微電網(wǎng)的快速發(fā)展，虛擬電廠的資源聚合方式，將使工廠、居民都可以參與到虛擬電廠的價值創(chuàng)造中，成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要形式。
“在‘雙碳’目標及新能源產業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，虛擬電廠將迎來發(fā)展機遇。”王鵬說。
國家電網(wǎng)能源研究院工程師吳鵬表示，虛擬電廠可以廣泛聚合用戶側的資源并參與系統(tǒng)靈活互動，將緩解系統(tǒng)供需矛盾，促進新能源消納。
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