近日，在(zai)浙(zhe)江省發展(zhan)和改革(ge)委(wei)員會(hui)、省能源局對2022年電力(li)(li)需(xu)求(qiu)響應(ying)工作的相關通知中，明(ming)確要(yao)最大范(fan)圍動(dong)員需(xu)求(qiu)側響應(ying)資源，開展(zhan)“虛擬電廠”等項目試(shi)點示范(fan)，提高(gao)電力(li)(li)系統運行(xing)效率。國網浙(zhe)江省電力(li)(li)有限公司也(ye)提出，今年浙(zhe)江電網將(jiang)持(chi)續加強電力(li)(li)需(xu)求(qiu)側管理(li)，從而(er)保(bao)障(zhang)7、8兩月電網平穩地迎(ying)峰度(du)夏。
據悉，2022年工商業用戶參與需求響應最高能獲得4元/度電的補貼，另外還能根據容量獲得月度補貼。這項補貼工作已經持續數年之久，根據浙江省發展和改革委員會發布的《關于調整高耗能企業電價的通知（征求意見稿）》，可以看到2022年度的補貼預算有十多億額度。為何(he)(he)(he)政府要(yao)(yao)發放如此巨額的(de)補貼(tie)(tie)？這些補貼(tie)(tie)企業要(yao)(yao)如何(he)(he)(he)爭取？“虛擬電廠”項目在此過程中(zhong)起到什(shen)么(me)作用(yong)，緣何(he)(he)(he)被重(zhong)點提及(ji)？這還要(yao)(yao)從電網(wang)的(de)運行特點說起。
平衡經濟和環境的最優解
電(dian)(dian)(dian)(dian)力具(ju)有“瞬時(shi)平衡(heng)”的(de)特點，即用戶(hu)(hu)用多少(shao)電(dian)(dian)(dian)(dian)，電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)就(jiu)要(yao)發多少(shao)電(dian)(dian)(dian)(dian)。然而(er)，電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)可以(yi)(yi)持續穩定發電(dian)(dian)(dian)(dian)，用戶(hu)(hu)的(de)用電(dian)(dian)(dian)(dian)需(xu)求卻是不(bu)斷(duan)波(bo)動的(de)，白天(tian)用得(de)多、晚(wan)上用得(de)少(shao)，夏天(tian)用得(de)多、冬天(tian)用得(de)少(shao)。由此，就(jiu)產生了(le)供需(xu)之間(jian)的(de)不(bu)平衡(heng)，一方面電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)要(yao)按用戶(hu)(hu)的(de)極(ji)限用電(dian)(dian)(dian)(dian)量儲備供電(dian)(dian)(dian)(dian)能力，以(yi)(yi)防供不(bu)應(ying)求造成電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)崩(beng)潰，另一方面用電(dian)(dian)(dian)(dian)需(xu)求的(de)波(bo)動又會使得(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)在絕大多數時(shi)間(jian)無法(fa)滿(man)功率運行(xing)，帶來(lai)經濟上的(de)損失。
面對復雜多變的(de)(de)電(dian)力供需環境，需求(qiu)響(xiang)應、輔助服務(wu)等調節手段應運而生。簡(jian)單來(lai)說(shuo)，這些手段就是通過(guo)價格信號(hao)或補(bu)貼(tie)激勵等方式，鼓勵用(yong)戶在用(yong)電(dian)高(gao)峰(feng)期減少(shao)用(yong)電(dian)量、在用(yong)電(dian)低(di)谷期加大用(yong)電(dian)量，從而既降低(di)對供電(dian)能力的(de)(de)上(shang)限(xian)要求(qiu)，又提升日常運行中供電(dian)需求(qiu)的(de)(de)下限(xian)托(tuo)底。浙江省每年支(zhi)出的(de)(de)十余億元補(bu)貼(tie)，也正是應用(yong)于此。雖然(ran)看起(qi)來(lai)投入不少(shao)，但相比其產生的(de)(de)效果仍顯得(de)很“劃算”，這筆(bi)投入在減少(shao)新電(dian)廠建設需求(qiu)的(de)(de)同時，更讓老電(dian)廠的(de)(de)資源得(de)以(yi)充分利用(yong)。
用戶(hu)參與(yu)需求(qiu)響應(ying)、輔助服務等工(gong)作，為電(dian)網平穩運行作出貢獻之余，還能從中獲取經濟收益，可以說是雙贏(ying)之舉。然而，這(zhe)些工(gong)作的專業性(xing)較強，對用戶(hu)的要求(qiu)也不(bu)低，許多用戶(hu)即便有心參與(yu)，也會(hui)摸不(bu)著門道。虛擬電(dian)廠(chang)的出現，幫助用戶(hu)和電(dian)網之間搭起了橋梁。
虛擬電廠的概念此處不再贅述（），我們可以簡單認為它是需求響應的“升級”版，大大降低了用戶參與需求響應等工作的門檻。相比過去需求側管理只針對負荷以外，虛擬電廠還能接入風能、光伏、儲能、充電樁等多種資源。應對電網波動時，虛擬電廠不僅可以協調用戶增減用電量，還能召集儲能等能源資源調節電能輸出，更好地保障電網的安全性和可靠性。虛擬電廠是電網運行過程中，平衡經濟和環境的最優解。基于虛(xu)擬電廠技術，更廣(guang)泛高效的電力(li)調節工作成(cheng)為可能，清潔能源消(xiao)納也有(you)了(le)重要的技術實(shi)現路(lu)徑。
嘉興平湖的探索實踐
由浙達能源雙碳科技中心團隊參(can)與提供(gong)(gong)技術支(zhi)持的(de)嘉(jia)(jia)興平湖虛(xu)(xu)擬(ni)(ni)電(dian)廠(chang)，就(jiu)是浙江省(sheng)虛(xu)(xu)擬(ni)(ni)電(dian)廠(chang)中的(de)重要代表。在嘉(jia)(jia)興平湖，國(guo)網平湖市(shi)供(gong)(gong)電(dian)公司構(gou)建了一個源(yuan)(yuan)網荷(he)(he)儲一體(ti)化(hua)、分(fen)層分(fen)區彈性平衡(heng)的(de)虛(xu)(xu)擬(ni)(ni)電(dian)廠(chang)，將園區、光伏、熱電(dian)聯產自(zi)備電(dian)廠(chang)、儲能電(dian)站、5G基站等6大類(lei)18小(xiao)類(lei)源(yuan)(yuan)儲荷(he)(he)資源(yuan)(yuan)進行(xing)聚合，實(shi)現(xian)了可調資源(yuan)(yuan)街道全覆(fu)蓋、類(lei)型全覆(fu)蓋，形成可供(gong)(gong)日前、日內、實(shi)時合計可調負荷(he)(he)200兆(zhao)瓦以上的(de)資源(yuan)(yuan)池(chi)。嘉(jia)(jia)興平湖虛(xu)(xu)擬(ni)(ni)電(dian)廠(chang)建成以后，在2021年的(de)電(dian)網運行(xing)過(guo)程中就(jiu)數(shu)次建功。
嘉興平(ping)湖源網荷儲(chu)一體化(hua)虛擬電廠(chang)應用(yong)界面
靈活用能潛力發掘
2021年10月11日，嘉興平湖虛擬電(dian)廠(chang)平臺通過算法實時分(fen)析，預測到用電(dian)高峰即(ji)將到來，迅速向用戶下達了調節指令。
16時，浙江一(yi)路金屬制品有限公(gong)司根據平臺直調(diao)指(zhi)令，激活了(le)企業(ye)(ye)靈活用能空間的潛力：一(yi)方面企業(ye)(ye)將靈活可調(diao)的高負(fu)荷設備(bei)暫時關停，精準(zhun)削減負(fu)荷480千瓦，另一(yi)方面該企業(ye)(ye)的光伏向(xiang)電網(wang)(wang)倒(dao)送電，上網(wang)(wang)121千瓦，由此緩解電網(wang)(wang)高峰期的負(fu)荷壓(ya)力。
每家企(qi)業都有一定的靈(ling)活用(yong)能(neng)空間，可(ke)以在不影響生(sheng)(sheng)產的前提下(xia)暫時中斷某個(ge)生(sheng)(sheng)產環節30分(fen)鐘、甚至幾個(ge)小時，虛(xu)擬電廠通過深入挖掘(jue)企(qi)業靈(ling)活用(yong)能(neng)的潛力，就能(neng)為(wei)電網(wang)用(yong)能(neng)調(diao)節提供豐富的響應(ying)能(neng)力。
多種資源協調優化
2021年6月21日，嘉(jia)興平(ping)(ping)湖虛擬電(dian)廠(chang)平(ping)(ping)臺(tai)提前預(yu)測到平(ping)(ping)湖110千(qian)伏永(yong)興變2號(hao)主變將出現負荷緊(jin)張(zhang)異常(chang)。虛擬電(dian)廠(chang)平(ping)(ping)臺(tai)的AI智能指揮長(chang)“啟航”立刻發出預(yu)警，調控分中心(xin)總指揮長(chang)確認此次(ci)異常(chang)事件后(hou)迅速下達響應指令(ling)。
14時(shi)30分，隨著響(xiang)應指令的(de)下達(da)，永興(xing)變(bian)下接入虛擬(ni)電廠的(de)不(bu)同(tong)資源自(zi)(zi)動開始協調優(you)化：浙(zhe)江榮晟環保紙業股份有限公司暫時(shi)關停了(le)部(bu)分輔(fu)助設備，同(tong)時(shi)保證(zheng)了(le)正(zheng)常生產；平湖(hu)市新(xin)埭鎮國際進口商(shang)品城將空(kong)調上調了(le)兩度(du)，并未影響(xiang)消費者的(de)體感溫度(du)；虹橋景苑(yuan)小(xiao)區居民家(jia)中，借(jie)助智能空(kong)開設備，電熱(re)水器線(xian)路自(zi)(zi)動關閉(bi)；新(xin)埭地區的(de)眾多分布(bu)式(shi)光伏，智能調節逆(ni)變(bian)器運行(xing)方式(shi)平衡電壓波(bo)動……
基于算法的預測(ce)、告警、調(diao)節，嘉興(xing)平湖虛擬電(dian)廠在盡量(liang)(liang)考慮(lv)經濟最優(you)的情況下，通過(guo)充分(fen)調(diao)動(dong)多種能源(yuan)資源(yuan)，聚沙成塔發揮更大力量(liang)(liang)，盡量(liang)(liang)降低電(dian)網波動(dong)對單個用戶的影(ying)響，及時避免了負荷異常事件。
虛擬電廠的應用前瞻
除了(le)嘉(jia)興(xing)平湖，我國(guo)還(huan)有許多區(qu)(qu)域的虛(xu)擬電廠建(jian)設(she)項目都已(yi)頗(po)具規模(mo)：2020年(nian)(nian)10月(yue)，已(yi)經有自動化虛(xu)擬電廠系統在(zai)深(shen)圳投入試運行(xing)(xing)；2021年(nian)(nian)5月(yue)，國(guo)家電網(wang)在(zai)上(shang)海開展了(le)國(guo)內首次基于(yu)虛(xu)擬電廠技術的電力需求響應行(xing)(xing)動，一個小時(shi)測試累計(ji)調節電網(wang)負荷(he)56.2萬千瓦(wa)；2021年(nian)(nian)6月(yue)，武漢(han)市的虛(xu)擬電廠可(ke)在(zai)各(ge)區(qu)(qu)域局部降低監控(kong)負荷(he)共70萬千瓦(wa)……
虛擬電廠作為(wei)一種聚(ju)合、協調和優(you)化能(neng)(neng)源(yuan)資源(yuan)的(de)技術，通過對(dui)現有(you)資源(yuan)的(de)最大(da)化開(kai)發利用，不必增加資源(yuan)消耗，就能(neng)(neng)實(shi)現興建(jian)大(da)型電廠才能(neng)(neng)完(wan)成的(de)功能(neng)(neng)，還提(ti)高了現有(you)電廠的(de)運(yun)行效(xiao)率和清潔能(neng)(neng)源(yuan)的(de)消納能(neng)(neng)力。
從(cong)(cong)經濟角度來看，新(xin)建電(dian)廠(chang)(chang)(chang)的(de)錢節省下(xia)來、老電(dian)廠(chang)(chang)(chang)的(de)運行更有效(xiao)率、用(yong)戶還能(neng)從(cong)(cong)中獲取補(bu)貼，整個系統實(shi)現(xian)了經濟最(zui)大(da)化(hua)；從(cong)(cong)環(huan)境(jing)角度來看，避免增加(jia)(jia)新(xin)的(de)資(zi)源消(xiao)耗、提高資(zi)源利(li)用(yong)率、減少用(yong)能(neng)浪費，也符合(he)綠色低(di)碳(tan)、環(huan)境(jing)友(you)好(hao)的(de)可持(chi)續發(fa)展(zhan)理(li)念。這也能(neng)說明(ming)，為什么各(ge)地政府對(dui)于虛擬電(dian)廠(chang)(chang)(chang)青眼有加(jia)(jia)。
虛擬電(dian)廠出現在(zai)我國的時間并不(bu)算長，近年來(lai)的發(fa)展(zhan)稱得上是方興未艾(ai)。它真正實現了(le)“以虛化實、以柔(rou)克剛”，借助聚合柔(rou)性可調資源達成虛擬發(fa)電(dian)、用(yong)電(dian)的特性，解決過去實體(ti)電(dian)廠才(cai)能應對的剛性需求(qiu)。虛擬電(dian)廠為我們(men)揭開了(le)未來(lai)社會(hui)能源利(li)用(yong)的一角(jiao)，互聯(lian)、智能、高效、低碳——相信這一天會(hui)很(hen)快到(dao)來(lai)。
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