緩解電力供需矛盾，提高新能源利用效率
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建設(shè)虛擬電廠 助力綠色用能(美麗中國)
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面對用電負(fù)荷持續(xù)增長等情況，我國多地積極推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)，加大用電高峰期電力供應(yīng)保障力度。虛擬電廠可以挖掘負(fù)荷潛力，提高新能源利用效率，助力綠色用能。但在迎來建設(shè)機(jī)遇的同時(shí)，還要解決盈利模式、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等問題。
近年來，全國用電負(fù)荷持續(xù)增長，疊加極端天氣頻發(fā)多發(fā)，用電高峰期保障供應(yīng)的難度加大。今年入夏以來，全國最高用電負(fù)荷再創(chuàng)歷史新高，在需求較快增長、水電大幅減發(fā)疊加的情況下，一些地方啟動“虛擬電廠”，優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)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(fā)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(shí)體電廠的一些屬性，例如提供調(diào)峰調(diào)頻等服務(wù)。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會常務(wù)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(xié)調(diào)優(yōu)化控制，既滿足用戶自身用能需求，又參與電力系統(tǒng)運(yùn)行、電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)。
“計(jì)劃今天晚高峰時(shí)段開展負(fù)荷調(diào)整，請?zhí)崆白龊脺?zhǔn)備?！?月24日晚上8點(diǎn)，安徽合肥用電負(fù)荷晚高峰來臨，國網(wǎng)合肥供電公司電力調(diào)度控制中心專責(zé)陳璐通過虛擬電廠向25座某品牌電動汽車換電站發(fā)出指令，短短1分鐘內(nèi)，電網(wǎng)降低負(fù)荷1.3萬千瓦，相當(dāng)于2000多戶居民家庭的用電負(fù)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(shí)間增加了約5分鐘，但不會影響車主的換電時(shí)間。”合肥一家汽車企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，通過參與輔助調(diào)峰服務(wù)，企業(yè)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(diào)等多種負(fù)荷類型，總?cè)萘砍^24萬千瓦。
近年來，我國電力供需形勢呈現(xiàn)電量供應(yīng)總體充裕、電力高峰時(shí)段緊張的特征，但高峰時(shí)段持續(xù)的時(shí)間并不長。研究顯示，絕大多數(shù)省份一年中電力負(fù)荷超過最高負(fù)荷95%的總持續(xù)時(shí)間僅有幾十個(gè)小時(shí)。
“根據(jù)測算，為了滿足這5%的峰值負(fù)荷需求，建設(shè)電廠和配套電網(wǎng)可能要花費(fèi)幾千億元；但通過虛擬電廠充分挖掘需求側(cè)的調(diào)控潛力，建設(shè)、運(yùn)營、激勵(lì)等環(huán)節(jié)的投資為建設(shè)傳統(tǒng)電廠的10%—20%?！蹦戏诫娋W(wǎng)能源發(fā)展研究院新能源研究所研究員孫思揚(yáng)認(rèn)為，推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)，不僅有利于將需求側(cè)的分散資源聚沙成塔，與電網(wǎng)進(jìn)行靈活、精準(zhǔn)互動響應(yīng)，緩解電力供需矛盾，還能節(jié)省傳統(tǒng)電廠和電網(wǎng)的投資，并讓參與響應(yīng)的用戶獲取一定激勵(lì)。
平抑新能源發(fā)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(cè)的負(fù)荷潛力，還能從電源側(cè)提高新能源的利用效率。
在浙江衢州，光伏發(fā)電裝機(jī)占比已突破40%，新能源發(fā)電“靠天吃飯”的短板，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。前不久，當(dāng)?shù)厣暇€“水光儲”余缺互濟(jì)智能柔性精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)，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(fā)電能力較強(qiáng)時(shí)，通過儲能消納多余電能，在光伏發(fā)電能力不足時(shí)補(bǔ)足缺口，形成合力。
“過去，電網(wǎng)調(diào)度員只能憑借經(jīng)驗(yàn)在負(fù)荷波動產(chǎn)生后被動地調(diào)配資源?，F(xiàn)在通過虛擬電廠以及大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，能對‘水光儲’進(jìn)行一體化控制，提前預(yù)測并生成調(diào)度策略表，做到未雨綢繆?！眹W(wǎng)衢州供電公司電網(wǎng)運(yùn)行方式負(fù)責(zé)人吳昌介紹。
當(dāng)前，新能源建設(shè)加快推進(jìn)，截至今年上半年，全國風(fēng)電裝機(jī)3.89億千瓦、光伏發(fā)電裝機(jī)4.7億千瓦，占發(fā)電總裝機(jī)的32%左右。隨著新能源裝機(jī)占比不斷提高，其間歇性、隨機(jī)性、波動性特點(diǎn)使得電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)更加困難，系統(tǒng)的平衡和安全問題更加突出。
“尤其是分布式光伏快速發(fā)展，上半年新增裝機(jī)占光伏新增裝機(jī)的一半以上。這些分布式新能源直接并入配電網(wǎng)，規(guī)模達(dá)到一定程度后，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定挑戰(zhàn)?！睂O思揚(yáng)說，虛擬電廠可以幫助電網(wǎng)消納更多波動性強(qiáng)的新能源，從而提升電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡和安全保供能力，助力綠色用能。
迎來建設(shè)機(jī)遇，但要解決盈利模式、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等問題
虛擬電廠，能力不“虛”。楊昆介紹，“十三五”時(shí)期，我國就已經(jīng)開展了虛擬電廠試點(diǎn)工作，部署多個(gè)虛擬電廠項(xiàng)目，獲得了大量經(jīng)驗(yàn)。《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，要開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶側(cè)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。
當(dāng)前，不少地方積極推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)。今年7月，南方電網(wǎng)分布式源荷聚合服務(wù)平臺在廣州、深圳、柳州三地同步開展虛擬電廠多功能聯(lián)合調(diào)控，標(biāo)志著我國首個(gè)區(qū)域級虛擬電廠投入運(yùn)行。據(jù)介紹，這一平臺已經(jīng)聚合了廣東、廣西區(qū)域內(nèi)的分布式資源規(guī)模10751兆瓦，其中可調(diào)節(jié)能力1532兆瓦，相當(dāng)于投產(chǎn)7座220千伏變電站。
同時(shí)也要看到，我國虛擬電廠發(fā)展整體仍處于初期階段，下一步發(fā)展還有不少難題需要解決。
“當(dāng)前的市場機(jī)制還不完善，更多的是邀約型，由政府部門或調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織、各個(gè)聚合商參與，尚未建立成熟的商業(yè)模式，需求側(cè)負(fù)荷以及發(fā)電側(cè)資源參與意愿不強(qiáng)?！睂O思揚(yáng)建議，完善金融、財(cái)稅等支持政策，因地制宜建設(shè)不同資源組合的虛擬電廠項(xiàng)目，積累更多示范經(jīng)驗(yàn)；加快電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場建設(shè)，通過價(jià)格信號為虛擬電廠參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)提供相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，提供多樣化的成本回收途徑。
有專家還表示，當(dāng)前缺乏虛擬電廠相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，各類設(shè)備及負(fù)荷聚合商的通信協(xié)議不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)交互壁壘高、不順暢，也增加了建設(shè)難度和成本。需要加強(qiáng)虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，提高標(biāo)準(zhǔn)體系的完整性、交互性、兼容性，為各環(huán)節(jié)緊密銜接提供相應(yīng)規(guī)范。
國家能源局市場監(jiān)管司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，下一步將研究起草《關(guān)于優(yōu)化電力輔助服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制 推動用戶側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的通知》，以市場化機(jī)制調(diào)動工商業(yè)可中斷負(fù)荷、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠、新型儲能等用戶側(cè)資源參與電力輔助服務(wù)市場。
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