2023年11月22日，由東方電子集團有限公司開發(fā)建設的國內首個城市級數(shù)字化虛擬電廠——煙臺市數(shù)字化虛擬電廠投入運行。運行近4個月來，虛擬電廠取得了哪些進展?記者日前進行了探訪。
年可減少碳排放189萬噸
“加入虛擬電廠，我們企業(yè)一年可以節(jié)省多少用電?”“高峰少用電，有什么獎勵和補償機制?”……3月13日，一場虛擬電廠資源接入座談會在萊州市舉行。東方電子集團有限公司、萊州市發(fā)展改革局、國網(wǎng)萊州市供電公司與當?shù)?0多家企業(yè)，進行了深入對接。
煙臺市數(shù)字化虛擬電廠智慧監(jiān)控平臺上，電力數(shù)據(jù)實時更新。
虛擬電廠，并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種基于能源互聯(lián)網(wǎng)技術的“看不見的電廠”，它把一個個工廠、樓宇、園區(qū)內的各類可調節(jié)用電資源匯聚起來，通過統(tǒng)一協(xié)調控制，達到滿足電力系統(tǒng)功率平衡、節(jié)省能源的目的。在不影響社會正常生產生活的前提下，讓“發(fā)電”與“用電”兩端“供需平衡”，保證電網(wǎng)安全。
“煙臺市數(shù)字化虛擬電廠建設一共分三部分：虛擬電廠智慧管控平臺、50萬千瓦可調負荷資源池和虛擬電廠運營中心。”東方電子股份有限公司綜合能源業(yè)務部部長董文杰指著一塊大屏幕告訴記者，“這就是虛擬電廠的智慧管控平臺，可以實時看到資源接入、用電負荷、電力交易情況等信息。”
2023年8月，東方電子集團有限公司完成虛擬電廠運營中心建設和虛擬電廠智慧管控平臺互聯(lián)網(wǎng)上線。國網(wǎng)煙臺供電公司制訂資源接入方案，規(guī)范管理需求響應資源，健全負荷管理體系。目前，已完成24.2萬千瓦容量可調負荷資源池建設，實現(xiàn)與國網(wǎng)煙臺供電公司和國網(wǎng)山東省電力公司的互聯(lián)互通。隨著各地資源的陸續(xù)接入，50萬千瓦可調負荷資源池將有序達成。
50萬千瓦這一數(shù)字并非隨意確定的。“一般認為，可調節(jié)用電負荷達總負荷的5%左右，就可以基本滿足用電保供和電網(wǎng)安全的要求。”董文杰告訴記者。根據(jù)國網(wǎng)煙臺供電公司數(shù)據(jù)，2022年8月5日這一天，全市用電負荷達到987萬千瓦，達到歷史最高值。987萬的5%，約為50萬千瓦。
虛擬電廠更具性價比，建設成本不到同等容量火電廠建設成本的5%。如果要新建一個50萬千瓦規(guī)模的火電廠，至少需要占用300畝土地、20億元的投資，還會增加每年189萬噸的碳排放。
“喚醒”用戶側可調節(jié)資源
近年來，煙臺市大力發(fā)展清潔能源，全市清潔能源裝機容量達到1325萬千瓦，居全省首位。
“我們每天的用電量中，‘綠電’占比保底在40%左右，瞬間占比甚至可能達到80%。”國網(wǎng)煙臺供電公司調度控制中心工作人員叢志鵬說，發(fā)電和用電都具有瞬時性，最合理的發(fā)電曲線和用電曲線一定是重合的。在火力發(fā)電為主的年代，發(fā)電廠可以根據(jù)用電需要適時調整發(fā)電量，但是新能源發(fā)電卻有“靠天吃飯”的特點，發(fā)電與用電的矛盾就凸顯出來。
電能的存儲是個大問題。化學蓄能，量非常有限;即使是抽水蓄能，與整個電網(wǎng)相比，也只是九牛一毛。
2023年5月，國家發(fā)展改革委發(fā)布《電力需求側管理辦法(征求意見稿)》，提出到2025年，各省需求響應能力達到最大用電負荷的3%-5%，其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份達到5%或以上;并且強調將需求側資源以虛擬電廠等方式納入電力平衡、以負荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應。
虛擬電廠可以充分利用分布式資源的聚合能力，使其能夠在總體上表現(xiàn)出靈活的調節(jié)能力，從而參與電網(wǎng)調節(jié)，滿足電力系統(tǒng)功率平衡的需求。
董文杰給記者舉了個例子：家用汽車充電樁一般實行峰谷電價，深谷時段比標準電價每度便宜3毛多，而尖峰時刻則要貴3毛多，這本身就是一種“削峰填谷”的調節(jié)機制。很多車主會選擇晚上11點之后再充電，一個小區(qū)幾十臺甚至上百臺車同時充電，會使小區(qū)瞬時用電負荷過載。按照傳統(tǒng)思路，將選擇更換大功率變壓器等設備。而加入虛擬電廠之后，這些車可以根據(jù)系統(tǒng)安排，分批次進行充電，可以無感地保證早上8點充滿即可。在沒有新增配電設備、沒有新增用電量的同時，僅僅通過有序調控就實現(xiàn)了用電安全穩(wěn)定，還可以接入更多汽車充電樁。
將一個小區(qū)的用電情況放大到一個城市，就是城市級虛擬電廠。“它的調節(jié)機制要比一個小區(qū)復雜得多，但原理相通。”董文杰說。通過虛擬電廠，可以把用戶側海量的沉睡可調節(jié)資源“喚醒”。
呼吁市場交易機制
煙臺市數(shù)字化虛擬電廠的建設從2023年4月提上日程，短短四個月就完成了運營中心和智慧管控平臺的建設，當年11月22日投入運營。
2023年8月28日，煙臺市政府印發(fā)《煙臺市數(shù)字化虛擬電廠建設實施方案》，從政府層面推動虛擬電廠的建設。前期，政府在虛擬電廠建設中起到了重要作用;后期，將由市場接棒，通過可持續(xù)的市場機制走向更遠。
為保障虛擬電廠建設“煙臺先行”，國網(wǎng)煙臺供電公司基于山東電力市場規(guī)則體系，做好協(xié)議簽署、市場注冊等工作，服務虛擬電廠順利入市，在需求側靈活挖掘調峰能力的同時獲得市場收益。
削峰填谷，哪怕只是將空調上調一度，也是作出了“犧牲”。還有一些企業(yè)在用電高峰錯峰用電，信號基站使用備用蓄電池工作……這些行為不能僅靠行政命令或者呼吁倡議來實現(xiàn)，在市場經濟中應該以“價格”的形式得到回報。
如何定價，是一個大問題。
3月1日，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關于新形勢下配電網(wǎng)高質量發(fā)展的指導意見》，四次提到“虛擬電廠”，明確提出要“挖掘用戶側調節(jié)潛力，鼓勵虛擬電廠、負荷聚合商、車網(wǎng)互動等新業(yè)態(tài)創(chuàng)新發(fā)展，提高系統(tǒng)響應速度和調節(jié)能力”。在健全市場交易機制方面，提出要明確虛擬電廠等新主體、新業(yè)態(tài)的市場準入、出清、結算標準，研究設計適宜的交易品種和交易規(guī)則，鼓勵多樣化資源平等參與市場交易。
董文杰介紹，煙臺市虛擬電廠已經接入的24.2萬千瓦容量可調負荷資源池，以企事業(yè)為主。雖然已經簽約接入，但是還沒有形成比較完善的市場交易機制，企業(yè)還無法從中直接獲益。待機制健全之后，接入企業(yè)的積極性將大為提升。
虛擬電廠變成“真金白銀”在國內已有成功先例。東方電子集團打造的南方電網(wǎng)負荷聚合虛擬電廠，2022年累計參與廣東省電力交易中心191萬度電，平均出清價格每度電近3元。一個簽約參與虛擬電廠的企業(yè)，在用電高峰通過有序平移減少用電1萬度，可以獲得近3萬元的“補償收益”。
無論從國家還是省的層面，虛擬電廠的建設，都是“雙碳”戰(zhàn)略實施和新型電力系統(tǒng)建設下的必然選擇。虛擬電廠由“虛”向“實”的成熟運行，代表這種新質生產力已被激活，其蘊含的巨大的經濟效益與社會效益，正在蓄勢待發(fā)。(海報新聞 記者 董卿 從春龍 通訊員 趙錦哲)
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