助力建設新型電力系統(tǒng) “青島虛擬電廠”正式上線運行
動態(tài)2024-08-20
沒有廠房、沒有煙囪，更不燒煤，但“發(fā)電”實力卻不容小覷。近年來，“虛擬電廠”迅速“出圈”。
黨的二十屆三中全會指出，要加快規(guī)劃建設新型能源體系，完善新能源消納和調(diào)控政策措施。8月6日，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構建新型電力系統(tǒng)行動方案(2024—2027年)》，其中明確提出利用源荷儲資源建設一批虛擬電廠，建立健全標準體系，完善相關規(guī)則，提升電力保供和新能源就地消納能力。
作為消納新能源電力、保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和實現(xiàn)能源保供的一大利器,發(fā)展虛擬電廠對建設新型能源體系的意義不容小覷。
究竟什么是虛擬電廠?發(fā)展虛擬電廠對我省有怎樣的意義?目前，全省各地虛擬電廠的建設情況如何?連日來，記者展開調(diào)查。
何為虛擬電廠?
看不見的電力“智能管家”
究竟什么是虛擬電廠?8月，一進南京市江寧開發(fā)區(qū)能碳虛擬電廠項目基地，一塊綠色低碳智慧能源云平臺展示大屏映入眼簾，大屏上動態(tài)更新著開發(fā)區(qū)的發(fā)電容量、可調(diào)節(jié)容量、綠電使用比例、碳排放量等信息。屏幕的一角，布局著園區(qū)碳達峰、碳中和的達標數(shù)據(jù)、曲線圖。
項目方工作人員指著屏幕介紹，這好比江寧開發(fā)區(qū)園區(qū)級能碳虛擬電廠的“最強大腦”，能碳虛擬電廠將江寧開發(fā)區(qū)轄區(qū)內(nèi)的工廠、寫字樓、商場里的空調(diào)、機器、電燈等“用電端”，以及園區(qū)內(nèi)的充電樁、光伏、儲能等“充放電端”，集中納入調(diào)配資源，后臺發(fā)出一個指令，即可實現(xiàn)對指揮中心數(shù)公里外一棟辦公樓里空調(diào)溫度的優(yōu)化調(diào)節(jié)，降低高峰期用電負荷。未來，江寧這一虛擬電廠計劃建設調(diào)節(jié)能力規(guī)模達到50兆瓦，為夏、冬高峰期電力保供提供有力支持。
2023年9月，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)《電力需求側管理辦法(2023年版)》明確了虛擬電廠的權威概念，即“依托負荷聚合商、售電公司等機構，通過新一代信息通信、系統(tǒng)集成等技術，實現(xiàn)需求側資源的聚合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，形成規(guī)?；{(diào)節(jié)能力支撐電力系統(tǒng)安全運行”，并提出逐步將需求側資源以虛擬電廠等方式納入電力平衡的要求。
國網(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心相關負責人介紹，虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種“智慧能源管理平臺”，即借助能源互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，將分布式電源、儲能、電動汽車等零散資源“化零為整”，既可以作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電，也可以作為“負電廠”消納系統(tǒng)的電力，起到助力電網(wǎng)系統(tǒng)保持平衡的作用。
省規(guī)劃設計集團市政規(guī)劃與工程設計院(省城市低碳生態(tài)建設工程技術研究中心)負責省內(nèi)多地電力規(guī)劃及電力市場研究，副所長陳曦寒說，虛擬電廠可簡單理解為，將小容量分布式資源，匯總聚合起來的聚集容器和調(diào)控實體，可成為一種特殊形式的發(fā)電單元，支持功率向上調(diào)節(jié)和向下調(diào)節(jié)，故而稱其為“電廠”。
在虛擬電廠中，傳統(tǒng)的發(fā)電、用電等環(huán)節(jié)都被賦予更加多元的角色。比如，分布式光伏電站，以前只是作為發(fā)電側給用戶提供電力，現(xiàn)在可以參與電網(wǎng)調(diào)峰，再比如，電動汽車不僅可作為用戶在充電樁上充電，還能像一個小型充電寶，給電網(wǎng)反向供電。
虛擬電廠實不實用?
能力一點也不“虛”
“虛擬”二字意味著并非實體，所以虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠。作為參與電網(wǎng)運行的“特殊電源”，虛擬電廠有著與傳統(tǒng)電廠相同的運行特性，但它確實看不見、摸不著，好似網(wǎng)友熟知的互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化，與實體資源進行實時互通互聯(lián)。
這些特征，也讓“虛擬電廠”自帶爭議體質(zhì)。它到底有啥大作用?難道真的就是一個所謂新概念而已?
國家電網(wǎng)新能源云碳中和創(chuàng)新中心執(zhí)行主任王函韻解釋，虛擬電廠有點“虛”的說法，主要來自虛擬電廠并非傳統(tǒng)意義上的實體發(fā)電廠，而是一種通過軟件和技術手段聚合分散的可調(diào)度資源，如分布式能源、儲能設施、可控負荷等，形成一個能夠響應電網(wǎng)調(diào)度指令的整體。這種“虛”，實際上是相對于傳統(tǒng)集中式發(fā)電廠而言的，但它在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的作用卻非常實際且關鍵。
業(yè)內(nèi)人士指出，中國不缺電量，缺的是電力。如何破局?虛擬電廠是一大法寶，它可靈活調(diào)控可調(diào)節(jié)電力負荷，減少或避免棄風、棄光等現(xiàn)象。
南京能碳虛擬電廠項目負責人介紹，能碳虛擬電廠就是企業(yè)的“大管家”，為企業(yè)算出綠色賬和經(jīng)濟賬，當政府部門預判電力供需將出現(xiàn)缺口時，虛擬電廠就會引導企業(yè)錯峰生產(chǎn)，技術團隊通過AI、大數(shù)據(jù)等為企業(yè)算出節(jié)能減排和生產(chǎn)運行的最佳平衡點，助力企業(yè)實現(xiàn)精細化生產(chǎn)。
陳曦寒認為，虛擬電廠可“喚醒”調(diào)動“沉睡”的海量需求側資源，同時通過調(diào)節(jié)，降低終端用戶的能耗用電量，化解短時供需不平衡的壓力。“在供給側之外，從需求側這一新的維度，促進省內(nèi)區(qū)域保供。”
2022年12月，蘇州虛擬綜合智慧零碳電廠項目啟動試運行。據(jù)了解，蘇州虛擬綜合智慧零碳電廠項目全部建成后，能夠為蘇州區(qū)域能源保供提供頂峰能力約1100MW，調(diào)峰能力約1300MW，預計全年可生產(chǎn)綠電量2.8億千瓦時、減少標煤消耗8.5萬噸、減排二氧化碳24萬噸。
今年7月，被國網(wǎng)江蘇電力明確攜手推進虛擬電廠建設的常州，成功運行了“江蘇省首個市級虛擬電廠監(jiān)測管理平臺”，可調(diào)能力超12萬千瓦，助力電力保供和新能源就地消納。
平臺依托江蘇省新型負荷管理系統(tǒng)，建設了需求側調(diào)節(jié)資源的統(tǒng)一接入口，并以微電網(wǎng)為主要匯集單元，重點聚合光伏、儲能、充電樁、5G基站等非工靈活性可調(diào)節(jié)資源，目前共聚合電力用戶3561戶，聚合容量達到45.45萬千瓦，形成可調(diào)能力超12萬千瓦的實時調(diào)節(jié)資源池。“資源的聚沙成塔只是手段，能化零為整調(diào)用起來才是目的。”國網(wǎng)常州供電公司營銷部主任吳煒介紹。
國網(wǎng)江蘇電力數(shù)據(jù)顯示，截至去年11月6日，江蘇已經(jīng)并網(wǎng)的虛擬電廠“發(fā)電”能力達210萬千瓦，相當于兩臺全球最大的白鶴灘水電站水輪發(fā)電機組的裝機容量，可滿足20多萬戶居民一天的用電。
在環(huán)保節(jié)能的同時，虛擬電廠另一大優(yōu)勢在于不占用土地資源,也無需新建輸電通道,降低全社會能源系統(tǒng)的投資建設成本。
據(jù)統(tǒng)計，在成本上，虛擬電廠僅為傳統(tǒng)電廠的1/10，根據(jù)國家電網(wǎng)測算，通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足5%的峰值負荷需要投資4000億元;而通過虛擬電廠，在建設、運營、激勵等環(huán)節(jié)投資僅需400億—570億元。
還有哪些路要走?
三大難點需持續(xù)發(fā)力
據(jù)華泰證券研報，我國虛擬電廠正由邀約型向市場型過渡。預計2025年，我國的虛擬電廠市場規(guī)模將達到102億元，且有望于2030年達到千億元。
作為經(jīng)濟大省、制造業(yè)強省，江蘇能源需求較大，但能源資源較為匱乏，電力平衡存在缺口，能源資源和負荷中心總體呈現(xiàn)逆向分布的特征。發(fā)展虛擬電廠、建設新型能源系統(tǒng)迫在眉睫。但由于虛擬電廠興起不久，當前其建設運行仍面臨一系列挑戰(zhàn)。
無錫數(shù)字經(jīng)濟研究院執(zhí)行院長吳琦指出，目前，國內(nèi)虛擬電廠仍處于初級階段，以試點示范為主，仍處于理論研究和前期試點的發(fā)展階段。
一大挑戰(zhàn)在于行業(yè)的政策標準尚不完備，虛擬電廠的市場準入和行業(yè)規(guī)范仍然缺乏統(tǒng)一的設計，需要進一步出臺各類專項政策來引導和規(guī)范虛擬電廠的設計、建設和運營。
“虛擬電廠是需求側資源的一種高級組織形態(tài)，信息化、智能化、實時性方面較傳統(tǒng)需求側響應、負荷聚合系統(tǒng)要求更高。如果稱之為電廠，那電廠在電力系統(tǒng)內(nèi)擁有的權利和承擔義務，虛擬電廠是不是也需一視同仁?”王函韻介紹，由于虛擬電廠涉及多種類型的資源和不同的利益相關方，制定統(tǒng)一的技術標準和市場規(guī)則也是一項艱巨的任務，當前不同地區(qū)對虛擬電廠參與市場仍要求不一。
一大難點在于盈利模式尚不明晰，用戶側負荷及發(fā)電側資源參與意愿不強。當前，虛擬電廠普遍以邀約型為主，更多依靠政府補貼，想要可持續(xù)發(fā)展，仍需要探索出能夠充分調(diào)動起各方積極性的商業(yè)模式。
“用戶側儲能、家電空調(diào)響應等往往還是‘叫好不叫座’，時間上也是選擇了迎峰度夏個別尖峰時段，真正落實在常態(tài)化市場調(diào)節(jié)的虛擬電廠少之又少。”王函韻說。
今年6月，省發(fā)展改革委發(fā)布新版《江蘇省電力需求響應實施細則》，此次新規(guī)新增了虛擬電廠運營商等新興市場主體，并將市場化的需求響應作為負荷管理的前置手段和柔性措施，形成最大用電負荷5%以上的需求響應能力，引導各類主體參與需求響應主動移峰填谷，減小峰谷差。文件明確，需求響應實施補貼標準，其中0.5—2小時(含2小時)的，度電補貼最高，為4.8元/千瓦時。
業(yè)內(nèi)人士建議，除了參與需求響應，也可讓虛擬電廠參與電力現(xiàn)貨市場和輔助服務市場，交易它的發(fā)電量和調(diào)節(jié)能力，讓項目方獲得市場化的收益。
多次到國內(nèi)各大城市感受虛擬電廠項目推進后，王函韻期待能夠建立合理的市場準入門檻、定價機制和交易規(guī)則，確保虛擬電廠可公平參與電力市場競爭。
虛擬電廠技術上的尚不成熟也不容忽視，建設方仍需進一步提高技術水平和系統(tǒng)集成能力，以實現(xiàn)更高效和穩(wěn)定的運營。“如何聚合海量且分散的資源是一個技術挑戰(zhàn)。”王函韻認為，虛擬電廠需要高效的信息通信技術和強大的數(shù)據(jù)分析能力來實現(xiàn)資源的有效管理和調(diào)度。
“江蘇是全國第二批電力現(xiàn)貨市場建設試點。當前，我省各地虛擬電廠相關試點項目正在如火如荼地建設，相信在不遠的將來，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)一定會迸發(fā)出更大的電力‘火花’。”陳曦寒說。
來源：新江蘇客戶端·中國江蘇網(wǎng)記者 許愿 倪敏
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