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  • 建设虚拟电厂 助力绿色用能

    来源:本站 作者:节能协会 发布时间:2023-08-28 16:14:32 29次浏览

    来源:人民日报 

    近年来,全国用电负荷持续增长,叠加极端天气频发多发,用电高峰期保障供应的难度加大。今年入夏以来,全国最高用电负荷再创历史新高,在需求较快增长、水电大幅减发叠加的情况下,一些地方启动“虚拟电厂”,优化电网调度运行,全力做好迎峰度夏电力安全保供。 

    什么是虚拟电厂?它是如何发挥保供作用的? 

    将分布式电源、储能等资源聚沙成塔,缓解电力供需矛盾 

    既没有高耸的烟囱、成片的厂房,也不消耗煤炭等燃料,虚拟电厂看不见、摸不着,却具有实体电厂的一些属性,例如提供调峰调频等服务。 

    中国电力企业联合会常务副理事长杨昆介绍,虚拟电厂是将分布式电源、电力用户、储能、电动汽车等资源聚合起来,通过协调优化控制,既满足用户自身用能需求,又参与电力系统运行、电力市场交易的智慧能源系统。 

    “计划今天晚高峰时段开展负荷调整,请提前做好准备。”7月24日晚上8点,安徽合肥用电负荷晚高峰来临,国网合肥供电公司电力调度控制中心专责陈璐通过虚拟电厂向25座某品牌电动汽车换电站发出指令,短短1分钟内,电网降低负荷1.3万千瓦,相当于2000多户居民家庭的用电负荷。 

    “接收指令后,换电站的平均功率有所降低,每块电池的充电时间增加了约5分钟,但不会影响车主的换电时间。”合肥一家汽车企业相关负责人介绍,通过参与辅助调峰服务,企业也可以获得一定收益。目前,合肥虚拟电厂已接入光伏电站、电动汽车充换电站、储能电站、楼宇空调等多种负荷类型,总容量超过24万千瓦。 

    近年来,我国电力供需形势呈现电量供应总体充裕、电力高峰时段紧张的特征,但高峰时段持续的时间并不长。研究显示,绝大多数省份一年中电力负荷超过最高负荷95%的总持续时间仅有几十个小时。 

    “根据测算,为了满足这5%的峰值负荷需求,建设电厂和配套电网可能要花费几千亿元;但通过虚拟电厂充分挖掘需求侧的调控潜力,建设、运营、激励等环节的投资为建设传统电厂的10%—20%。”南方电网能源发展研究院新能源研究所研究员孙思扬认为,推进虚拟电厂建设,不仅有利于将需求侧的分散资源聚沙成塔,与电网进行灵活、精准互动响应,缓解电力供需矛盾,还能节省传统电厂和电网的投资,并让参与响应的用户获取一定激励。 

    平抑新能源发电的波动,提升安全保供能力 

    虚拟电厂不仅可以帮助挖掘需求侧的负荷潜力,还能从电源侧提高新能源的利用效率。 

    在浙江衢州,光伏发电装机占比已突破40%,新能源发电“靠天吃饭”的短板,给电网稳定运行带来挑战。前不久,当地上线“水光储”余缺互济智能柔性精准调控系统,300多座水电站、光伏电站、储能电站接入大型虚拟电厂,在光伏发电能力较强时,通过储能消纳多余电能,在光伏发电能力不足时补足缺口,形成合力。 

    “过去,电网调度员只能凭借经验在负荷波动产生后被动地调配资源。现在通过虚拟电厂以及大数据、人工智能等技术,能对‘水光储’进行一体化控制,提前预测并生成调度策略表,做到未雨绸缪。”国网衢州供电公司电网运行方式负责人吴昌介绍。 

    当前,新能源建设加快推进,截至今年上半年,全国风电装机3.89亿千瓦、光伏发电装机4.7亿千瓦,占发电总装机的32%左右。随着新能源装机占比不断提高,其间歇性、随机性、波动性特点使得电力系统调节更加困难,系统的平衡和安全问题更加突出。 

    “尤其是分布式光伏快速发展,上半年新增装机占光伏新增装机的一半以上。这些分布式新能源直接并入配电网,规模达到一定程度后,给电网安全稳定运行带来一定挑战。”孙思扬说,虚拟电厂可以帮助电网消纳更多波动性强的新能源,从而提升电力系统实时平衡和安全保供能力,助力绿色用能。 

    迎来建设机遇,但要解决盈利模式、规范标准等问题 

    虚拟电厂,能力不“虚”。杨昆介绍,“十三五”时期,我国就已经开展了虚拟电厂试点工作,部署多个虚拟电厂项目,获得了大量经验。《“十四五”现代能源体系规划》提出,要开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。当前,不少地方积极推进虚拟电厂建设。今年7月,南方电网分布式源荷聚合服务平台在广州、深圳、柳州三地同步开展虚拟电厂多功能联合调控,标志着我国首个区域级虚拟电厂投入运行。据介绍,这一平台已经聚合了广东、广西区域内的分布式资源规模10751兆瓦,其中可调节能力1532兆瓦,相当于投产7座220千伏变电站。 

    同时也要看到,我国虚拟电厂发展整体仍处于初期阶段,下一步发展还有不少难题需要解决。 

    “当前的市场机制还不完善,更多的是邀约型,由政府部门或调度机构牵头组织、各个聚合商参与,尚未建立成熟的商业模式,需求侧负荷以及发电侧资源参与意愿不强。”孙思扬建议,完善金融、财税等支持政策,因地制宜建设不同资源组合的虚拟电厂项目,积累更多示范经验;加快电力现货市场、辅助服务市场建设,通过价格信号为虚拟电厂参与电力系统调节提供相应的经济补偿,提供多样化的成本回收途径。 

    有专家还表示,当前缺乏虚拟电厂相关的规范标准,各类设备及负荷聚合商的通信协议不统一,数据交互壁垒高、不顺畅,也增加了建设难度和成本。需要加强虚拟电厂标准建设,提高标准体系的完整性、交互性、兼容性,为各环节紧密衔接提供相应规范。 

    国家能源局市场监管司相关负责人表示,下一步将研究起草《关于优化电力辅助服务分担共享机制 推动用户侧资源参与系统调节的通知》,以市场化机制调动工商业可中断负荷、负荷聚合商、虚拟电厂、新型储能等用户侧资源参与电力辅助服务市场。


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