不發(fā)電、不冒煙 虛擬電廠如何智能“搬運(yùn)”電力？

虛擬電廠將閑散在終端用戶的充電樁、空調(diào)、分布式光伏等電力負(fù)荷資源聚合起來并加以優(yōu)化控制，通過市場(chǎng)化手段解決了電力調(diào)度問題，推動(dòng)削峰填谷、供需平衡，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)、用戶、投資者多方共贏。

近期，我國(guó)部分地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)大范圍高溫天氣，用電負(fù)荷持續(xù)攀升。在廣東深圳北部局部片區(qū)，當(dāng)個(gè)別時(shí)段出現(xiàn)用電高峰，深圳虛擬電廠管理中心隨即向虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商發(fā)出調(diào)節(jié)負(fù)荷的邀約。

通過大數(shù)據(jù)，我們精確識(shí)別可參與調(diào)節(jié)的充電站，科學(xué)下調(diào)其充電樁30%的功率。

在迎峰度夏期間，類似的電力資源調(diào)度情景并不鮮見。

目前，我國(guó)多地正在大力發(fā)展虛擬電廠。8月，重慶首個(gè)虛擬電廠首次啟動(dòng)運(yùn)行，浙江虛擬電廠管理平臺(tái)也正式啟用，上海虛擬電廠調(diào)峰負(fù)荷再創(chuàng)歷史新高……作為保障電力穩(wěn)定供應(yīng)的重要支撐和解決方案，虛擬電廠像是看不見的智能電力“搬運(yùn)工”。

并非實(shí)體電廠

8月6日11：45~13：15，需要調(diào)節(jié)負(fù)荷20萬千瓦。在可調(diào)節(jié)能力范圍內(nèi)自動(dòng)申報(bào)參與量，將可參與量分解到其聚合的分布式儲(chǔ)能和負(fù)荷，并直接給出用電計(jì)劃指令。

不同設(shè)備調(diào)控方式不同，如儲(chǔ)能可在削峰時(shí)段不充電并放電，充電樁可關(guān)閉部分樁或下調(diào)功率，樓宇空調(diào)可稍微提高溫度。

何為虛擬電廠？虛擬電廠在能源調(diào)度方面如何發(fā)揮作用？

虛擬電廠并不是實(shí)體電廠，而是一套新型能源電力管理系統(tǒng)。它就像一個(gè)看不見的電力“搬運(yùn)工”，在電力供應(yīng)緊張時(shí)段，可直接調(diào)度海量分散的電力負(fù)荷資源，實(shí)現(xiàn)特定時(shí)段內(nèi)的負(fù)荷調(diào)節(jié)。

了解到，利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，虛擬電廠將閑散在終端用戶的充電樁、空調(diào)、分布式光伏等電力負(fù)荷資源聚合起來并加以優(yōu)化控制，相當(dāng)于一個(gè)“云端電廠”，是“互聯(lián)網(wǎng)+源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)保持發(fā)電和用電平衡，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)下，為了保障電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行，往往通過調(diào)節(jié)電源來滿足用戶用電需求。電源供應(yīng)不足的情況下，一般通過需求響應(yīng)或者負(fù)荷管理來引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰或者避峰用電。談及虛擬電廠調(diào)控管理云平臺(tái)建設(shè)背景，隨著新型能源體系及新型電力系統(tǒng)加速建設(shè)，加之新能源電力大比例接入，這給電力平衡和電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)。

虛擬電廠核心在于跨節(jié)點(diǎn)廣域資源聚合、優(yōu)化及控制，通過調(diào)度需求側(cè)資源，適應(yīng)新能源發(fā)電的波動(dòng)性，保障電力系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。特別是光伏等新能源“看天吃飯”，具有很強(qiáng)的波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性，高比例接入電網(wǎng)會(huì)干擾現(xiàn)有電力系統(tǒng)頻率，影響電力系統(tǒng)安全。

今年以來，深圳虛擬電廠管理中心已開展精準(zhǔn)響應(yīng)31次，有效解決全市負(fù)荷高峰、斷面重載、主變重載等問題。深圳虛擬電廠調(diào)控管理云平臺(tái)共計(jì)接入資源容量逾275萬千瓦，可調(diào)容量為60萬千瓦，接入資源設(shè)備總數(shù)5.5萬個(gè)，接入虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商近50家。

“智能總指揮”柔性調(diào)節(jié)

深圳用電高峰是中午11：45~13：15，午間巴士、出租車等集中充電補(bǔ)能，需要削峰。

虛擬電廠建立起來后，如何管理？

以前很多人認(rèn)為虛擬電廠不靠譜，是因?yàn)椴桓艺{(diào)度，不知道有多少資源量，能調(diào)多少。

為此，2021年底，深圳創(chuàng)新推出虛擬電廠調(diào)控管理云平臺(tái)。作為全市虛擬電廠的“智能總指揮”，該平臺(tái)打通了電網(wǎng)調(diào)度的實(shí)時(shí)互動(dòng)壁壘，實(shí)現(xiàn)了資源接入、運(yùn)行監(jiān)視、調(diào)令分解、調(diào)度系統(tǒng)交互功能。

前幾年沒有虛擬電廠參與調(diào)節(jié)電力，隨著新能源發(fā)電的快速發(fā)展，天氣條件好的時(shí)候發(fā)電量急劇上升而用戶側(cè)無法完全消納。為維持電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定，只能關(guān)停設(shè)備，存在棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。如今有了虛擬電廠及“智能總指揮”，電力調(diào)度問題得到解決，實(shí)現(xiàn)多方獲益。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，正式運(yùn)作以來，深圳虛擬電廠管理中心通過平臺(tái)組織運(yùn)營(yíng)商開展負(fù)荷調(diào)節(jié)64次，調(diào)節(jié)電量近210萬千瓦時(shí)，創(chuàng)造社會(huì)直接經(jīng)濟(jì)效益5567.3萬元，減排二氧化碳1749.8噸。

電力供需形勢(shì)有時(shí)緊、有時(shí)松，有時(shí)供大于求、有時(shí)供小于求……正是由于電力供應(yīng)端與需求端的不對(duì)稱、不平衡的問題，才有了虛擬電廠。虛擬電廠在不改變用戶與電網(wǎng)的連接方式的情況下，推動(dòng)削峰填谷、供需平衡，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、用戶、投資者等多方共贏。

市場(chǎng)收益是最大動(dòng)力

為何那么多企業(yè)愿意參與深圳虛擬電廠管理中心的電力需求響應(yīng)業(yè)務(wù)？

市場(chǎng)收益是最大動(dòng)力。以充電場(chǎng)站為例，過去只能掙取服務(wù)費(fèi)，如今通過參與響應(yīng)還能獲得一定的收益。以用戶側(cè)儲(chǔ)能為例，由于收益渠道增加，投資商的投資回報(bào)周期縮短，又因數(shù)字化運(yùn)營(yíng)能力提升，平臺(tái)運(yùn)營(yíng)成本也大大降低了。

對(duì)此，深圳新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)特邀專家唐猛亦有同感。

例如，用戶側(cè)儲(chǔ)能在參與虛擬電廠調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)，有三方面優(yōu)勢(shì)，一是具有更穩(wěn)定的響應(yīng)容量與響應(yīng)時(shí)間；二是基本不會(huì)對(duì)參與響應(yīng)的用戶造成用電影響；三是儲(chǔ)能本身在投運(yùn)后可以享受峰谷價(jià)差所帶來的收益。

虛擬電廠的發(fā)展壯大，離不開政策引導(dǎo)和支持。自2022年以來，深圳出臺(tái)多項(xiàng)政策支持虛擬電廠發(fā)展，并成立國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠管理中心。今年6月，深圳印發(fā)《深圳市支持虛擬電廠加快發(fā)展的若干措施》，拿出真金白銀推動(dòng)虛擬電廠全鏈條、全生態(tài)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，深圳通過虛擬電廠的管理，已帶動(dòng)100余家企業(yè)進(jìn)入相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。

不占用土地資源，無須新建輸電通道，是虛擬電廠的另一大優(yōu)勢(shì)。以建設(shè)200兆瓦虛擬電廠為例，每年可節(jié)約標(biāo)煤4.07萬噸，減排二氧化碳10.8萬噸、二氧化硫3261噸，節(jié)省土地資源價(jià)值約9億~10億元。

了解到，到2025年，深圳計(jì)劃建成具備100萬千瓦級(jí)可調(diào)節(jié)能力的虛擬電廠，形成年度最大負(fù)荷5%的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力，引導(dǎo)規(guī)模化可調(diào)用戶資源主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，每年可減排溫室氣體約54萬噸，有力支撐新型能源體系建設(shè)和綠色低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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