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緩解電力供需矛盾,提高新能源利用效率

建設虛擬電廠 助力綠色用能(美麗中國)

本報記者 丁怡婷
2023年08月22日06:49 | 來源:人民網-人民日報
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  面對用電負荷持續增長等情況,我國多地積極推進虛擬電廠建設,加大用電高峰期電力供應保障力度。虛擬電廠可以挖掘負荷潛力,提高新能源利用效率,助力綠色用能。但在迎來建設機遇的同時,還要解決盈利模式、規范標准等問題。

  

  近年來,全國用電負荷持續增長,疊加極端天氣頻發多發,用電高峰期保障供應的難度加大。今年入夏以來,全國最高用電負荷再創歷史新高,在需求較快增長、水電大幅減發疊加的情況下,一些地方啟動“虛擬電廠”,優化電網調度運行,全力做好迎峰度夏電力安全保供。

  什麼是虛擬電廠?它是如何發揮保供作用的?

  將分布式電源、儲能等資源聚沙成塔,緩解電力供需矛盾

  既沒有高聳的煙囪、成片的廠房,也不消耗煤炭等燃料,虛擬電廠看不見、摸不著,卻具有實體電廠的一些屬性,例如提供調峰調頻等服務。

  中國電力企業聯合會常務副理事長楊昆介紹,虛擬電廠是將分布式電源、電力用戶、儲能、電動汽車等資源聚合起來,通過協調優化控制,既滿足用戶自身用能需求,又參與電力系統運行、電力市場交易的智慧能源系統。

  “計劃今天晚高峰時段開展負荷調整,請提前做好准備。”7月24日晚上8點,安徽合肥用電負荷晚高峰來臨,國網合肥供電公司電力調度控制中心專責陳璐通過虛擬電廠向25座某品牌電動汽車換電站發出指令,短短1分鐘內,電網降低負荷1.3萬千瓦,相當於2000多戶居民家庭的用電負荷。

  “接收指令后,換電站的平均功率有所降低,每塊電池的充電時間增加了約5分鐘,但不會影響車主的換電時間。”合肥一家汽車企業相關負責人介紹,通過參與輔助調峰服務,企業也可以獲得一定收益。目前,合肥虛擬電廠已接入光伏電站、電動汽車充換電站、儲能電站、樓宇空調等多種負荷類型,總容量超過24萬千瓦。

  近年來,我國電力供需形勢呈現電量供應總體充裕、電力高峰時段緊張的特征,但高峰時段持續的時間並不長。研究顯示,絕大多數省份一年中電力負荷超過最高負荷95%的總持續時間僅有幾十個小時。

  “根據測算,為了滿足這5%的峰值負荷需求,建設電廠和配套電網可能要花費幾千億元﹔但通過虛擬電廠充分挖掘需求側的調控潛力,建設、運營、激勵等環節的投資為建設傳統電廠的10%—20%。”南方電網能源發展研究院新能源研究所研究員孫思揚認為,推進虛擬電廠建設,不僅有利於將需求側的分散資源聚沙成塔,與電網進行靈活、精准互動響應,緩解電力供需矛盾,還能節省傳統電廠和電網的投資,並讓參與響應的用戶獲取一定激勵。

  平抑新能源發電的波動,提升安全保供能力

  虛擬電廠不僅可以幫助挖掘需求側的負荷潛力,還能從電源側提高新能源的利用效率。

  在浙江衢州,光伏發電裝機佔比已突破40%,新能源發電“靠天吃飯”的短板,給電網穩定運行帶來挑戰。前不久,當地上線“水光儲”余缺互濟智能柔性精准調控系統,300多座水電站、光伏電站、儲能電站接入大型虛擬電廠,在光伏發電能力較強時,通過儲能消納多余電能,在光伏發電能力不足時補足缺口,形成合力。

  “過去,電網調度員隻能憑借經驗在負荷波動產生后被動地調配資源。現在通過虛擬電廠以及大數據、人工智能等技術,能對‘水光儲’進行一體化控制,提前預測並生成調度策略表,做到未雨綢繆。”國網衢州供電公司電網運行方式負責人吳昌介紹。

  當前,新能源建設加快推進,截至今年上半年,全國風電裝機3.89億千瓦、光伏發電裝機4.7億千瓦,佔發電總裝機的32%左右。隨著新能源裝機佔比不斷提高,其間歇性、隨機性、波動性特點使得電力系統調節更加困難,系統的平衡和安全問題更加突出。

  “尤其是分布式光伏快速發展,上半年新增裝機佔光伏新增裝機的一半以上。這些分布式新能源直接並入配電網,規模達到一定程度后,給電網安全穩定運行帶來一定挑戰。”孫思揚說,虛擬電廠可以幫助電網消納更多波動性強的新能源,從而提升電力系統實時平衡和安全保供能力,助力綠色用能。

  迎來建設機遇,但要解決盈利模式、規范標准等問題

  虛擬電廠,能力不“虛”。楊昆介紹,“十三五”時期,我國就已經開展了虛擬電廠試點工作,部署多個虛擬電廠項目,獲得了大量經驗。《“十四五”現代能源體系規劃》提出,要開展工業可調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶側儲能、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范。

  當前,不少地方積極推進虛擬電廠建設。今年7月,南方電網分布式源荷聚合服務平台在廣州、深圳、柳州三地同步開展虛擬電廠多功能聯合調控,標志著我國首個區域級虛擬電廠投入運行。據介紹,這一平台已經聚合了廣東、廣西區域內的分布式資源規模10751兆瓦,其中可調節能力1532兆瓦,相當於投產7座220千伏變電站。

  同時也要看到,我國虛擬電廠發展整體仍處於初期階段,下一步發展還有不少難題需要解決。

  “當前的市場機制還不完善,更多的是邀約型,由政府部門或調度機構牽頭組織、各個聚合商參與,尚未建立成熟的商業模式,需求側負荷以及發電側資源參與意願不強。”孫思揚建議,完善金融、財稅等支持政策,因地制宜建設不同資源組合的虛擬電廠項目,積累更多示范經驗﹔加快電力現貨市場、輔助服務市場建設,通過價格信號為虛擬電廠參與電力系統調節提供相應的經濟補償,提供多樣化的成本回收途徑。

  有專家還表示,當前缺乏虛擬電廠相關的規范標准,各類設備及負荷聚合商的通信協議不統一,數據交互壁壘高、不順暢,也增加了建設難度和成本。需要加強虛擬電廠標准建設,提高標准體系的完整性、交互性、兼容性,為各環節緊密銜接提供相應規范。

  國家能源局市場監管司相關負責人表示,下一步將研究起草《關於優化電力輔助服務分擔共享機制  推動用戶側資源參與系統調節的通知》,以市場化機制調動工商業可中斷負荷、負荷聚合商、虛擬電廠、新型儲能等用戶側資源參與電力輔助服務市場。

  《 人民日報 》( 2023年08月22日 15 版)

(責編:胡永秋、袁勃)

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