虛擬電廠趨熱 多地明確提出規劃方案

入夏以來,全國多地出現35℃以上高溫天氣,多個城市連續出現高溫。經濟復甦疊加高溫天氣,我國用電負荷較快增長,虛擬電廠頻頻進入公衆視野。

今年以來,國家發展改革委等部門印發的《“十四五”現代能源體系規劃》以及天津、北京上海等10餘省份相繼發佈的“十四五”能源電力發展規劃及碳達峰實施方案,均對發展虛擬電廠提出明確要求。

何爲“虛擬電廠”?

“虛擬電廠並不是個發電廠,而是一套能源管理系統。它安裝在工廠等用電大戶的控制終端,把可中斷的如空調、照明等負荷納入到控制序列,在不影響企業正常生產的情況下,通過精準控制達到供需平衡。”中國電力企業聯合會常務副理事長楊昆說。

江蘇常州,一家商場的空調控制模塊已接入負荷集控系統。該系統分析後發現,目前正是當地用電高峰,需降低用電負荷來平衡電網供需。30秒後,系統將商業綜合體內功率爲1200千瓦的空調負荷自動降到600千瓦,商場內的溫度只上升了1℃,並沒有影響到顧客的購物體驗。

按照以往,當出現較大用電負荷時,傳統解決辦法是在發電端擴建電廠、緊急調動備用發電資源,同時加強用電端的有序使用。

不過,如果僅僅通過擴建電廠來滿足尖峰時段的用電需求,有可能在用電低谷期產生巨大浪費,有序用電造成的停工停產也會對企業生產造成衝擊。因此,虛擬電廠成爲有效解決用電負荷的新方案。

國家能源局相關負責人說,通過需求側的響應將負荷降下來,對整個電力行業發展會產生更好的作用。

據瞭解,早在“十三五”時期,我國就已開展虛擬電廠的試點工作部署多個虛擬電廠項目,取得很多經驗和數據。比如,上海於2017年建成黃浦區商業建築虛擬電廠示範工程。2019年,國家電網冀北電力公司優化創新虛擬電廠運營模式,並服務北京冬奧會。

《“十四五”現代能源體系規劃》進一步提出,開展工業調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶儲能新能源汽車與電網能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示範。

2021年10月,國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》,提出要大力提升電力系統綜合調節能力,加快靈活調節電源建設,引導自備電廠、傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡、虛擬電廠等參與系統調節。

可提升新能源消納能力

楊昆表示,作爲能源智能化的新業態和新模式,虛擬電廠應用前景廣泛,在電網結構向清潔低碳轉型背景下,發展虛擬電廠對促進電網供需平衡、實現分佈式能源低成本併網、充分消納清潔能源發電量、推動綠色能源轉型具有重要的現實意義

專家表示,自2001年起,歐洲各國就開始開展以集成中小型分佈式發電單元爲主要目標的虛擬電廠研究項目。近年來,澳大利亞、日本等國家也逐步加入虛擬電廠研究及部署行列。

2021年8月,國家電網江蘇電力有限公司承擔的國家重點研發項目――城區用戶與電網供需友好互動系統通過驗收,將這一負荷精準控制模式延伸到居民用電側,可以起到“削峰填谷”、維持電力供需平衡的目的。

除了電力“智能管家”的角色,虛擬電廠還能在光伏、風電等新能源出現間歇性時,通過儲能裝置把它們組織起來,進行集成調控,起到“聚沙成塔”的作用。

國家電網江蘇電力有限公司電力科學研究院總工程師袁宇波說,虛擬電廠可平抑新能源電力的強隨機波動性,提高新能源的利用率,對多種分佈式能源進行聚合、優化控制和管理,爲電網提供調頻調峰輔助服務。

當前,相關企業紛紛加速佈局。華北電網率先在國內開展了虛擬電廠參與輔助服務市場交易,國家電網浙江綜合能源公司智慧虛擬電廠平臺上線,國電投深圳能源發展有限公司的虛擬電廠平臺參與電力現貨市場交易。

市場前景可期

多位業內人士指出,當前虛擬電廠尚處於初期發展階段。

華北電力大學國家能源發展戰略研究院執行院長王鵬說,明確的“雙碳”目標爲我國虛擬電廠發展打開市場新增量。虛擬電廠的產業鏈由上游基礎資源、中游數字平臺和下游虛擬電廠聚合商三者共同組成。

據介紹,上游基礎資源又可細分爲可控負荷、分佈式能源以及儲能系統,如工廠車間、商場樓宇、大型用電設備等。中游的數字平臺是虛擬電廠的核心組成部分,是智慧能源控制系統,可與電力調度中心、電力交易中心互動。產業鏈的下游可以爲廣大用戶提供配電、電網接入和營銷服務。

楊昆認爲,隨着分佈式電源、電動汽車、儲能、微電網的快速發展,虛擬電廠的資源聚合方式,將使工廠、居民都可以參與到虛擬電廠的價值創造中,成爲能源互聯網的重要形式。

“在‘雙碳’目標及新能源產業蓬勃發展的背景下,虛擬電廠將迎來發展機遇。”王鵬說。

國家電網能源研究院工程師吳鵬表示,虛擬電廠可以廣泛聚合用戶側的資源並參與系統靈活互動,將緩解系統供需矛盾,促進新能源消納。