中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：不建廠房、不冒煙的虛擬電廠，從概念照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
近日，浙江組織今夏首次虛擬電廠參與電網(wǎng)的移峰錯(cuò)峰，這也標(biāo)志著全省虛擬電廠管理平臺(tái)正式投入使用。
“虛擬”，一是看不見實(shí)體。這種特殊的電廠由成千上萬個(gè)充電樁、空調(diào)、新型儲(chǔ)能、自備電廠等資源組合而成。它們散落在千家萬戶，在數(shù)字技術(shù)的加持下匯聚起來參與電網(wǎng)調(diào)度。
二是不完全發(fā)電。比如空調(diào)、數(shù)據(jù)中心、景觀照明，都是純用電主體，充電樁和新型儲(chǔ)能可以放電，但都是事先存儲(chǔ)在電車和電池中的電量，只有分布式電源和自備電廠能夠真正發(fā)電。
今年迎峰度夏前，浙江建成首個(gè)覆蓋全省的虛擬電廠管理平臺(tái)，計(jì)劃今年資源聚合規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到400萬千瓦，到“十四五”末，資源聚合規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到500萬千瓦以上。
用電要錯(cuò)峰
為什么要建這種電廠？
近些年，高溫天氣疊加工業(yè)發(fā)展，浙江夏季電力供應(yīng)形勢(shì)緊張。今年7月，全省最高用電負(fù)荷同比增長(zhǎng)11.9%，居民空調(diào)負(fù)荷最高達(dá)2166萬千瓦，相當(dāng)于同一時(shí)刻全省最多有1805萬臺(tái)家用空調(diào)同時(shí)開啟。
為了滿足用電所需，浙江在省內(nèi)頂峰發(fā)電、在省外爭(zhēng)取購電。
不過，這樣的用電尖峰時(shí)刻并不多見。以2023年為例，浙江省最高電力負(fù)荷超過1億千瓦，達(dá)到或超過最高負(fù)荷95%的尖峰時(shí)刻僅有33個(gè)小時(shí)。以尖峰為標(biāo)準(zhǔn)來擴(kuò)建電廠和電網(wǎng)，顯然缺乏經(jīng)濟(jì)性。
一味地開源，不如科學(xué)節(jié)流。如果能在尖峰時(shí)刻做好用戶告知，鼓勵(lì)大家在特定時(shí)間減少用電或交替用電，就能實(shí)現(xiàn)移峰錯(cuò)峰。從2018年起，浙江能源電力部門開始著手負(fù)荷管理。
目前，用電企業(yè)、新型儲(chǔ)能等主體可以自主參與需求響應(yīng)，也就是接受電網(wǎng)需求邀約，自主在尖峰時(shí)刻減少用電。由于峰谷電存在價(jià)差，參與的主體也能降低用電成本。
隨著用戶形態(tài)越來越豐富，靈活充電的新能源汽車、公共場(chǎng)所的各類空調(diào)、企業(yè)自用的小型儲(chǔ)能、屋頂安裝的分布式光伏，因其小而散，省調(diào)中心難以一一發(fā)出指令、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，這無疑增加了電網(wǎng)調(diào)度的負(fù)擔(dān)。
保供又降本
轉(zhuǎn)換思路，把它們匯聚起來將迸發(fā)出巨大的能量。
目前，省級(jí)虛擬電廠管理平臺(tái)已經(jīng)聚合全省2.53余萬戶空調(diào)、4803個(gè)充電樁、818戶新型儲(chǔ)能、81戶數(shù)據(jù)中心、581戶景觀照明、87戶自備電廠以及25.02萬戶分布式電源等零散負(fù)荷資源。它們分屬近20家虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商。
在這次移峰錯(cuò)峰中，全省共17家虛擬電廠參與，最大響應(yīng)負(fù)荷132.3萬千瓦，平均響應(yīng)負(fù)荷100.3萬千瓦。也就是在尖峰時(shí)刻，虛擬電廠根據(jù)指令，科學(xué)調(diào)度下屬資源減用電、增發(fā)電、反放電。
8月5日晚，衢州信安能源虛擬電廠整合了電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、分布式光伏等碎片化的電力資源進(jìn)行移峰錯(cuò)峰。
位于衢州的哲豐儲(chǔ)能電站就參與其中。該電站將1.4萬千瓦的高峰負(fù)荷平移至夜間23點(diǎn)至第二天早上8點(diǎn)的低谷時(shí)段，以加入虛擬電廠的形式幫助電網(wǎng)減壓。同時(shí)，根據(jù)尖峰谷電價(jià)的價(jià)差，這次調(diào)整可以為它減少用電成本約11900元。
節(jié)能是第五能源，虛擬電廠就是這樣參與夏冬高峰季保供。
此外，它還能以靈活性優(yōu)勢(shì)應(yīng)對(duì)具有不穩(wěn)定屬性的新能源，促進(jìn)新能源電力消納，因此也有著減少化石燃料依賴、釋放土地資源的綠色屬性。
AI做指揮
關(guān)鍵難題是，如何喚醒這些小而散的負(fù)荷資源？浙江虛擬電廠“1.0版”的背后，是一支來自清華大學(xué)的國(guó)家重點(diǎn)研究項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。
虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商和各類資源簽約后，會(huì)按需給用電主體裝上監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過匯總電力數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)打包管理。這些數(shù)據(jù)又和省級(jí)虛擬電廠管理平臺(tái)打通，接入全省的新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，由此參與需求響應(yīng)等業(yè)務(wù)。
不同的資源在調(diào)控能力、成本等方面各有特性，比如分布式光伏在白天大量發(fā)電，自備電廠大多配合企業(yè)生產(chǎn)線啟停，空調(diào)又和環(huán)境溫度密切相關(guān)。
各類資源協(xié)同起來，不僅能形成規(guī)模，還能在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，達(dá)到1+1>2的效果。
國(guó)網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司在錢江世紀(jì)城公園投運(yùn)V2G雙向充放電設(shè)備，可連接到虛擬電廠。通訊員 姚靖霖 攝
其中，少不了算法、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的加持。清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)AI虛擬電廠技術(shù)形成課題，讓AI來實(shí)現(xiàn)分散資源聚合、調(diào)控、時(shí)空組合等方面的精確計(jì)算。同時(shí)使用區(qū)塊鏈技術(shù)，在資源之間實(shí)現(xiàn)去中心化的鏈接，讓虛擬電廠更加安全可靠。
這些理論研究成果首次應(yīng)用在浙江虛擬電廠管理平臺(tái)，將在示范運(yùn)行過程中不斷迭代為2.0版、3.0版……
總之，虛擬電廠就像個(gè)承包商，既解決電網(wǎng)“管不過來”的問題，又解決用戶“規(guī)模不夠、沒資格參與”或是“看不懂規(guī)則、不會(huì)參與”的問題，為雙方省時(shí)省力。
市場(chǎng)來激勵(lì)
事實(shí)上，虛擬電廠興起不久。這一概念在海外最早出現(xiàn)于1997年，直到2016年才被引入國(guó)內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)體系。
在浙江，近幾年杭州、寧波、嘉興、金華等多地開始探索區(qū)域虛擬電廠，并建立相應(yīng)的補(bǔ)貼激勵(lì)機(jī)制。
對(duì)標(biāo)“真電廠”的響應(yīng)能力，虛擬電廠還需繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模，這就要讓更多主體參與進(jìn)來。
吸引力來自電力市場(chǎng)機(jī)制。除了參與需求響應(yīng)，虛擬電廠還可以參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，交易它的發(fā)電量和調(diào)節(jié)能力，獲得市場(chǎng)化的收益。
去年開始，被稱作“虛擬電廠0.5版”的第三方獨(dú)立主體參與削峰調(diào)峰輔助服務(wù)交易市場(chǎng)已經(jīng)開啟。
截至目前，共有89個(gè)虛擬電廠、負(fù)荷聚合商等第三方獨(dú)立主體完成平臺(tái)注冊(cè)，74個(gè)主體參與交易，涉及二級(jí)用戶29360戶，最大單日響應(yīng)負(fù)荷43.12萬千瓦。
“0.5版”與“1.0版”的區(qū)別在于，當(dāng)時(shí)沒有完善的虛擬電廠管理平臺(tái)，市場(chǎng)也設(shè)置有一定的啟動(dòng)門檻，規(guī)模較小，激勵(lì)強(qiáng)度也不大。未來銜接到電力市場(chǎng)中，還需繼續(xù)完善機(jī)制、提升市場(chǎng)延續(xù)性。
放眼全球，德國(guó)虛擬電廠聚焦管理分布式能源，聚合參與電力市場(chǎng)和提供電力輔助服務(wù)，美國(guó)虛擬電廠通過實(shí)時(shí)靈活響應(yīng)需求獲得收益，日本則以用戶側(cè)儲(chǔ)能為主建設(shè)虛擬電廠，商業(yè)化程度都比較高。
虛擬電廠發(fā)展大致會(huì)經(jīng)歷邀約型、市場(chǎng)型、自主調(diào)度型等階段。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)基本以邀約型或市場(chǎng)型為主，要進(jìn)入成熟市場(chǎng)并實(shí)現(xiàn)自主調(diào)度，還有較長(zhǎng)的路要走。
