面對用電負荷持續(xù)增長等情況,我國多地積極推進虛擬電廠建設,加大用電高峰期電力供應保障力度。虛擬電廠可以挖掘負荷潛力,提高新能源利用效率,助力綠色用能。但在迎來建設機遇的同時,還要解決盈利模式、規(guī)范標準等問題。
近年來,全國用電負荷持續(xù)增長,疊加極端天氣頻發(fā)多發(fā),用電高峰期保障供應的難度加大。今年入夏以來,全國最高用電負荷再創(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(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(yè)聯(lián)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(xié)調優(yōu)化控制,既滿足用戶自身用能需求,又參與電力系統(tǒng)運行、電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)。
“計劃今天晚高峰時段開展負荷調整,請?zhí)崆白龊脺蕚洹?rdquo;7月24日晚上8點,安徽合肥用電負荷晚高峰來臨,國網(wǎng)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(fā)出指令,短短1分鐘內,電網(wǎng)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(yè)相關負責人介紹,通過參與輔助調峰服務,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(xiàn)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(xù)的時間并不長。研究顯示,絕大多數(shù)省份一年中電力負荷超過最高負荷95%的總持續(xù)時間僅有幾十個小時。
“根據(jù)測算,為了滿足這5%的峰值負荷需求,建設電廠和配套電網(wǎng)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(huán)節(jié)的投資為建設傳統(tǒng)電廠的10%—20%。”南方電網(wǎng)能源發(fā)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(wǎng)進行靈活、精準互動響應,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,并讓參與響應的用戶獲取一定激勵。
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(fā)電裝機占比已突破40%,新能源發(fā)電“靠天吃飯”的短板,給電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。前不久,當?shù)厣暇€“水光儲”余缺互濟智能柔性精準調控系統(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)電能力較強時,通過儲能消納多余電能,在光伏發(fā)電能力不足時補足缺口,形成合力。
“過去,電網(wǎng)調度員只能憑借經(jīng)驗在負荷波動產生后被動地調配資源?,F(xiàn)在通過虛擬電廠以及大數(shù)據(jù)、人工智能等技術,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(wǎng)衢州供電公司電網(wǎng)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(fā)電裝機4.7億千瓦,占發(fā)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(tǒng)調節(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(wǎng),規(guī)模達到一定程度后,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來一定挑戰(zhàn)。”孫思揚說,虛擬電廠可以幫助電網(wǎng)消納更多波動性強的新能源,從而提升電力系統(tǒng)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(guī)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(jīng)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(jīng)驗?!?ldquo;十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出,要開展工業(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。
當前,不少地方積極推進虛擬電廠建設。今年7月,南方電網(wǎng)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(lián)合調控,標志著我國首個區(qū)域級虛擬電廠投入運行。據(jù)介紹,這一平臺已經(jīng)聚合了廣東、廣西區(qū)域內的分布式資源規(guī)模10751兆瓦,其中可調節(jié)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(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(yè)模式,需求側負荷以及發(fā)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(jīng)驗;加快電力現(xiàn)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(tǒng)調節(jié)提供相應的經(jīng)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(guī)范標準,各類設備及負荷聚合商的通信協(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(huán)節(jié)緊密銜接提供相應規(guī)范。
國家能源局市場監(jiān)管司相關負責人表示,下一步將研究起草《關于優(yōu)化電力輔助服務分擔共享機制 推動用戶側資源參與系統(tǒng)調節(jié)的通知》,以市場化機制調動工商業(yè)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。
《 人民日報 》( 2023年08月22日 15 版)
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