虛擬電廠：這個“虛擬”一點都不虛

日前，第二屆全國虛擬電廠技術(shù)研討會在上海舉行。虛擬電廠利用數(shù)字化技術(shù)聚合電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的海量資源，以柔性手段平滑用電供需曲線，實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷。相比新建電廠或增購?fù)鈦黼?，這是一種更為經(jīng)濟(jì)的平衡高峰時段電力供需的手段，將海量分散電力資源聚合起來，通過實時監(jiān)測和分析這些資源，預(yù)測能源消費(fèi)需求，形成合理調(diào)度方案，從而實現(xiàn)電源側(cè)多能互補(bǔ)、負(fù)荷側(cè)雙向互動、儲能側(cè)靈活調(diào)劑。會上，來自電力交易機(jī)構(gòu)、高校、研究單位、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、售電企業(yè)等與會各方，對虛擬電廠的發(fā)展前景充滿期待。

（來源：微信公眾號“浙電e家” 作者：融媒體中心）

實際上，國家相關(guān)部門近年來推出一系列政策，特別是用戶側(cè)儲能、電動汽車充電設(shè)施、分布式發(fā)電等可調(diào)節(jié)資源應(yīng)用，以及負(fù)荷聚合商、虛擬電廠運(yùn)營商、綜合能源服務(wù)商參與系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)等方面的指導(dǎo)意見，為虛擬電廠的發(fā)展提供了有力支持。

(資料圖片僅供參考)

在浙江，相關(guān)政府部門先后出臺支持虛擬電廠建設(shè)的舉措，在此背景下，國網(wǎng)浙江電力及相關(guān)單位積極開展虛擬電廠相關(guān)實踐，聚合空調(diào)負(fù)荷、新能源汽車、儲能等靈活可調(diào)節(jié)資源，提升電力系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)能力，保障電力安全供給。

具體怎么做？成效又如何？一起了解下。

多元賦能 虛擬電廠建設(shè)加速

實際上，虛擬電廠并非新生事物。

1997年，Shimon Awerbuch博士在其著作《虛擬公共設(shè)施：新興產(chǎn)業(yè)的描述、技術(shù)及競爭力》一書中對虛擬公共設(shè)施的定義，虛擬公共設(shè)施是獨立且以市場為驅(qū)動的實體之間的一種靈活合作，這些實體不必?fù)碛邢鄳?yīng)的資產(chǎn)而能夠為消費(fèi)者提供其所需要的高效電能服務(wù)。

2018年9月，“虛擬電廠”標(biāo)準(zhǔn)獲得國際電工委員會（IEC）批準(zhǔn)立項，成為全球這一領(lǐng)域首批國際標(biāo)準(zhǔn)。

由于虛擬電廠能夠聚合資源，為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)，國家電網(wǎng)公司及其下屬單位先后開展虛擬電廠建設(shè)。

在浙江，2022年4月，浙江省發(fā)展改革委、能源局印發(fā)《浙江省“十四五”新型電力系統(tǒng)試點建設(shè)方案》，提出積極推進(jìn)虛擬電廠示范，充分挖掘系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力和需求側(cè)資源，計劃到2025年試點項目達(dá)到10個左右、日調(diào)峰能力達(dá)到20萬千瓦以上。這為浙江探索虛擬電廠建設(shè)提供了政策依據(jù)。

多地相繼開展虛擬電廠建設(shè)，行業(yè)發(fā)展亟需國家標(biāo)準(zhǔn)予以指導(dǎo)規(guī)范。

今年4月，國網(wǎng)浙江電力牽頭，國調(diào)中心、南網(wǎng)總調(diào)及部分行業(yè)領(lǐng)先單位共同參與編制《虛擬電廠管理規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)，從虛擬電廠設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)實施、并網(wǎng)管理、運(yùn)營管理、評估分析和安全原則等方面，引導(dǎo)相關(guān)單位探索各類典型虛擬電廠的發(fā)展模式。

技術(shù)層面，為了更充分發(fā)揮虛擬電廠效能，2022年5月，國網(wǎng)浙江電力自主研發(fā)水風(fēng)光儲荷多元異質(zhì)虛擬電廠調(diào)控系統(tǒng)，開發(fā)了輔助調(diào)峰、“零碳”調(diào)峰和參與市場等多能互補(bǔ)優(yōu)化功能，從技術(shù)上解決了虛擬電廠資源聚集調(diào)用的難題。在寧波，國網(wǎng)寧?？h供電公司等單位聯(lián)合開展虛擬電廠技術(shù)研究和創(chuàng)新，攻關(guān)虛擬電廠建設(shè)中的技術(shù)難題。

浙江各地相繼出臺政策，支持虛擬電廠建設(shè)。

2023年6月25日，金華武義縣出臺浙江首個虛擬電廠地方補(bǔ)貼政策，規(guī)定在參與電力需求響應(yīng)獲得收益的基礎(chǔ)上，儲能用戶可額外獲得度電補(bǔ)貼0.42元，普通用戶則可額外獲得度電補(bǔ)貼2元。在義烏市，當(dāng)?shù)卣矊憫?yīng)虛擬電廠邀約的用戶予以補(bǔ)貼。義烏小商品市場的一棟商業(yè)樓宇于7月接入虛擬電廠管理平臺，用電高峰時通過調(diào)節(jié)空調(diào)溫度和照明參與電網(wǎng)調(diào)峰，獲得度電收益8元，其中包括4元的響應(yīng)補(bǔ)貼和政府給予的4元度電補(bǔ)貼。

政策賦能、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)突破，在各方關(guān)注和支持之下，浙江的虛擬電廠建設(shè)持續(xù)加速。

資源聚合 虛擬電廠功效凸顯

通過虛擬電廠聚合源網(wǎng)荷儲等多種分布式可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)調(diào)峰，可以平抑負(fù)荷波動和新能源發(fā)電出力波動，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行，促進(jìn)清潔能源電量消納。

浙江是能源消費(fèi)大省，目前，浙江電網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入了“億千瓦”時代，電力供需平衡壓力較大。要讓這樣的一個龐大的電網(wǎng)，在關(guān)鍵的時候擁有足夠的調(diào)節(jié)資源，保障安全順利運(yùn)轉(zhuǎn)，對虛擬電廠來說，最重要的是要聚合足夠多的資源，形成海量資源池。

國網(wǎng)浙江電力深挖電源型、負(fù)荷型、混合型等不同類型資源的潛能，持續(xù)擴(kuò)充虛擬電廠可調(diào)節(jié)資源池。

2023年8月17日，由國網(wǎng)嘉興供電公司運(yùn)營的嘉興市級虛擬電廠管理平臺上線，接入6個市級負(fù)荷聚合商平臺和3個縣級虛擬電廠管理平臺，涵蓋儲能、空調(diào)、充電樁、光伏等資源462萬千瓦，預(yù)計削峰能力20.89萬千瓦、填谷能力19.68萬千瓦。

在金華全市，國網(wǎng)金華供電公司聚合了多種類型的彈性可調(diào)資源。目前，金華市區(qū)的國家電網(wǎng)自營充電樁已全部接入金華市域虛擬電廠管理平臺，共增加12.39萬千瓦可調(diào)負(fù)荷資源。

隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展和居民生活水平提高，夏季空調(diào)制冷需求越來越大。目前，全省最大日空調(diào)負(fù)荷已占最高用電負(fù)荷的約40%。據(jù)測算，當(dāng)空調(diào)開啟制冷時，設(shè)定溫度如果比26℃的推薦設(shè)定值低，每往上調(diào)高1℃，能省6%～17%的電量（每調(diào)高1℃所節(jié)省的電量并不是等差的，從27℃提高到28℃與從18℃提高到19℃，后者省的電更多），理論上推算，如果每臺空調(diào)同步調(diào)高1℃，就能讓全省用電負(fù)荷下降7%～8%。

2022年下半年起，浙江各地供電公司為政府、學(xué)校、商場等公共場所的空調(diào)安裝智能控制設(shè)備。這些設(shè)備可根據(jù)電力調(diào)控中心的指令自動調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，在用電高峰期為居民、醫(yī)院和重點用能企業(yè)用電騰出空間。國網(wǎng)浙江電力負(fù)荷管理中心主任嚴(yán)華江在接受采訪時表示，浙江電網(wǎng)的空調(diào)可調(diào)節(jié)負(fù)荷最高可達(dá)約200萬千瓦。

麗水、衢州等地水電資源豐富。國網(wǎng)浙江電力聚合分散在全域的457座裝機(jī)共計160萬千瓦的小水電站，形成百萬千瓦級的綠色能源虛擬電廠，頂峰發(fā)電能力最高達(dá)76萬千瓦。

從縣域到市域到省域，各類資源有效匯集，形成巨大的資源池，使虛擬電廠的功效逐漸凸顯。目前，國網(wǎng)浙江電力已建成虛擬電廠負(fù)荷資源池，具備1100萬千瓦日前、200萬千瓦小時級、130萬千瓦分鐘級調(diào)節(jié)能力。

多點開花 虛擬電廠規(guī)模擴(kuò)大

聚合一切可以聚合的資源，是虛擬電廠不斷擴(kuò)容的要義。

眼下，新能源汽車充換電站、新型儲能電站、大數(shù)據(jù)中心的備用發(fā)電設(shè)備、5G鐵塔基站等越來越多的新型負(fù)荷接入電網(wǎng)，它們啟動時間更隨機(jī)、運(yùn)行方式更復(fù)雜，有些兼具存電、放電功能，通過虛擬電廠，進(jìn)行資源聚合，充分發(fā)揮其削峰填谷、保障電力平衡的作用。

8月8日12時，在海寧市一個快充站，多輛新能源汽車正在充電。這座充電站已接入當(dāng)?shù)靥摂M電廠管理平臺。午間時段屬于用電低谷時段，大多數(shù)企業(yè)午休，但光伏發(fā)電量大增。這一時段，度電價格會下調(diào)到0.6元，吸引新能源汽車集中充電，助力光伏電量消納。

在金華武義，街邊的路燈都能參與電力需求側(cè)響應(yīng)。國網(wǎng)武義縣供電公司營銷部專職宋佳磊此前在接受采訪時表示，武義全縣路燈網(wǎng)有近6000盞燈，如果全部接入虛擬電廠管理平臺，將提供近3000千瓦的可調(diào)負(fù)荷。

儲能電站是虛擬電廠聚合資源的重要內(nèi)容。

7月14日13時，義烏晶澳太陽能科技有限公司新投運(yùn)的儲能電站在虛擬電廠管理平臺的統(tǒng)一調(diào)度下，開始持續(xù)釋放電能，參與電網(wǎng)削峰填谷。該電站于5月投運(yùn)。

如今在浙江，大量光伏設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)投資安裝儲能設(shè)備并接入虛擬電廠，在用電低谷時充電、高峰時放電，一方面利用峰谷電價差回收投資，一方面參與電力調(diào)峰獲得額外收益。

義烏晶澳太陽能科技有限公司科技儲能中心主任王綏軍在接受采訪時表示，如果能落實儲能參與虛擬電廠響應(yīng)這部分收益的話，工商業(yè)或負(fù)荷側(cè)的儲能將會迎來非?？焖俚陌l(fā)展。

在全省范圍內(nèi)，虛擬電廠建設(shè)呈現(xiàn)遍地開花的態(tài)勢。

在杭州，虛擬電廠管理平臺已接入工業(yè)分鐘級可調(diào)節(jié)用戶10戶、具備可調(diào)能力10萬千瓦，空調(diào)分鐘級調(diào)控型用戶302戶、具備可調(diào)能力5.5萬千瓦；在寧波，虛擬電廠管理平臺已接入工業(yè)用戶42戶、具備可調(diào)能力12萬千瓦，商業(yè)樓宇用戶156戶、空調(diào)可調(diào)負(fù)荷4萬千瓦；在義烏，虛擬電廠管理平臺聚合5G基站、用戶側(cè)儲能、商場空調(diào)、新能源汽車充電站等6類共16萬千瓦負(fù)荷資源，占當(dāng)?shù)刈罡哂秒娯?fù)荷的6%。

作為世界上發(fā)電規(guī)模最大的國家，我國的電力供應(yīng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)水平。如果把困擾著我們的局部時段的能源電力供應(yīng)緊張，歸結(jié)為發(fā)電規(guī)模，顯然是不合適的。高耗能一直是我國經(jīng)濟(jì)生活中一個嚴(yán)峻的問題。能耗高的另一面就是節(jié)電潛力大，中國的高耗能設(shè)備應(yīng)用較多，照明設(shè)備、鍋爐、制冷空調(diào)等都有待提高效率。

而虛擬電廠通過協(xié)調(diào)控制技術(shù)通過控制各種分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷以及電動汽車等，并通過智能計量技術(shù)，計算社會上的電、氣、熱、水的消耗量或生產(chǎn)量，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)措施，在幫助電網(wǎng)合理削峰填谷的同時，實現(xiàn)節(jié)能降碳，提升能源的使用效率，推動能源電力和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，從這個意義上來講，是具有很大的發(fā)展前景的。

據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)測，到2025年，虛擬電廠相關(guān)市場規(guī)模突破800億元。市場的認(rèn)可，更多類型、更大規(guī)模資源的接入，將使虛擬電廠的功效日益凸顯，為保障電力可靠供應(yīng)發(fā)揮更大作用。

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