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供电急需解决:“虚拟”电厂带来“真实”保障

来源:人民日报海外版

今年夏季,全国用电负荷增长较快,各地区电力分布平稳。图为8月25日,四川省达州市,技术人员检查燃气发电kok官方体育-超科硅碳棒入口厂房增压站。邓良奎 摄(人民视觉)

湖南省道同侗族自治县积极引进储能、平衡电力系统的“虚拟电厂”项目,统筹推进能源安全与转型。图为8月10日,在该县首座“虚拟电厂”建设工地上,工人们正在加班加点地搭建用于蓄电的电池仓。李尚 摄(人民视觉)

说到电厂,很多人都会想到这样的场景——火电厂的蒸汽冷却塔、风电厂的高耸风扇、光伏电厂的一排排光伏板……但你听说过“虚拟电力”吗?植物”?

今年夏季,我国多地出现极端高温天气,加之经济复苏等因素,全国用电负荷快速增加。从供电端看,可再生能源发电在全国供电中的比重持续上升,但风、光等可再生能源发电波动性强、间歇性强的问题仍有待解决。如何保证稳定的供电?虚拟电厂已经进入了人们的视野。

什么是“虚拟电厂”?

——有形无形,是基于数字信息技术的能源管理系统

说到虚拟电厂,可以追溯到中国电力体制的改革。

据了解,1990年代,国内供电实行电力需求侧管理,主要通过行政手段实施计划用电量。本世纪初以来,电力需求侧管理逐渐演变为电力需求侧响应,即根据电力市场供需情况调整电力。发电厂的主要功能之一是通过调整电力负荷来保证电力稳定。

华北电力大学能源互联网研究中心主任曾明告诉记者,以往用户用电需求波动时,主要靠供给侧调整来平息。然而,能源结构转型对电力系统的调节能力提出了新的要求。 “当前,我国正在加快建设新的电力系统,其核心是推动可再生能源规模化、高比例发电,但可再生能源电力大规模并网带来的不稳定性发电量也比较突出,而传统的供给侧很难用功率调节能力来平息风电和光伏发电的波动。受物理空间的限制显示了稳定电源的潜力。”曾明说道。

顾名思义,虚拟电厂是看不见也摸不着的。不同于传统的发电厂,它不烧煤,没有厂房。它是基于数字信息技术的能源管理系统。

曾明告诉记者,虚拟电厂不使用物理设备发电,而是聚合各种用电负荷,实现用电负荷的组合、分析、优化和调度。一方面,虚拟电厂聚合的各类用电负荷要“可调”,如写字楼空调、公共交通用电等;将它们整合起来,实现最优调度,从而起到稳定供电的作用。

“除了可调负载,虚拟电厂还可以对分布式电源、储能、电动汽车等各种分布式资源进行聚合管理和优化控制。于建云电厂。”国网能源研究院企业战略研究所副所长张晓轩说。

虚拟发电厂如何运作?

——根据市场电力供需情况,上游电力通过中游数字平台统一分配,再分配给下游需求者

如果把整个产业链展开,虚拟电厂可以分为上游供电、中游用电管理、下游用电应用三大板块。据介绍,虚拟电厂的运营是通过中游数字平台,根据市场电力供需情况,将上游电力统一调配,再分配给下游需求侧。

从上游供电的角度来看,虚拟电厂并不具备电厂的实际形态,而是具有电厂的功能。那么,建在“云”上的虚拟电厂,电力从何而来?

“虚拟电厂的电源可以分为两类。”张晓轩介绍,一是其集聚的分布式电源、储能、电动汽车等向电网提供的剩余电力;另一种是虚拟电厂,通过控制它们的聚合,可以调节负荷,减少用电高峰期的用电需求,节省的部分相当于给电网供电。

以国网冀北电力kok官方体育-超科硅碳棒入口2019年投运的虚拟电厂示范项目为例。主要参与华北地区调峰辅助服务市场的运营。在凌晨 4:00 到 6:00 的强风时段,虚拟电厂控制再生电锅炉、储能、电动汽车等分布式资源进行蓄电。这部分电力供应给电网,属于上述第一类电源。在这个阶段,虚拟电厂还可以减少商业楼宇空调等灵活负载,节省大量电力以保证稳定的用电,属于上述第二类电源。

同时具有调峰调频功能,虚拟电厂的调节效率远高于传统的供给侧调节。张晓轩告诉记者,传统燃煤机组增减出力响应时间较长,参与调峰受爬坡率限制。一般来说,燃煤发电机组从最小输出到额定输出需要1到2个小时。虚拟电厂聚合的储能、可调负载等资源可以做到数分钟甚至数秒的响应速度,明显快于前者。

不仅如此,虚拟电厂在稳定供电方面也表现出更高的经济性。以往在用电负荷较大时,供电侧的调整方式往往是扩建电厂、调动备用电源、加强用电有序管理。虚拟电厂通过减少用电侧的负荷来保证用电的稳定性,不会对居民、工商业的用电产生过大影响,成本更低,对环境更加友好。

国家电网测算显示,为保持电力系统稳定,传统火电厂如需建设燃煤机组,实现运行区削峰填谷,需满足5%高峰负荷需求,即最大用电需求计算,电厂及配套电网建设成本约4000亿元;如果用虚拟电厂来实现同样的功能,其建设、运营、激励等环节只需投资500-600亿元,成本远低于前者。

发展机制仍有待完善

——推动虚拟电厂规模化发展,需要进一步明确其盈利机制,协调好供电方与其他各方的关系

业内人士分析,虚拟电厂近期备受关注。一方面是由于极端天气等因素对电力产生的需求。另一方面,储能、新能源汽车等相关技术的成熟,让虚拟电厂获得更多的电力资源。此外,依托物联网、大数据等手段,虚拟电厂可以更准确地预测可再生能源的发电量,避免“弃风弃光”现象,节约电力资源的同时,也实现了其优化在更大规模的配置上。

但是,和传统电厂一样,虚拟电厂的运营也需要考虑一个关键问题——如何赚钱?

张晓轩告诉记者,国内虚拟电厂主要通过参与辅助服务市场和需求侧响应来赚取一定的费用。前者是指为电力系统调节等提供服务,后者是指根据电网需求调整用电侧的使用量。总体来看,目前国内虚拟电厂盈利模式比较单一,激励机制不够完善。

记者了解到,在一些较早部署虚拟电厂的欧洲国家,当地的虚拟电厂可以通过为发电企业提供电力规划和技术支持,或者帮助发电企业接入电网并收取部分费用来获得服务费。完成电力交易后的费用。业内人士认为,参考一些欧洲国家的经验,中国的虚拟电厂在盈利模式上可以实现一定的创新。例如,进一步丰富辅助服务市场交易类型,加快电力现货市场和容量市场建设,拓宽虚拟电厂参与市场的渠道。此外,还可探索能源托管、节能服务等其他增值服务,如提供电费节省、碳减排分析解决方案等。

中国正在加紧部署虚拟电厂。 2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动计划》,提出大力提高电力系统综合调节能力,加快柔性供电建设,引导自备电厂、传统高-容量工业负载,以及工业和商业可中断负载。 、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节。今年3月发布的《现代能源系统“十四五”规划》明确了工业可调负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车之间的能源交互等各个方面并将实施电网(V2G)。演示用于资源聚合的虚拟发电厂。力争到2025年达到最大负荷的3%-5%。

专家认为,为了进一步推动虚拟电厂的规模化发展,需要处理很多关系。 “要充分体现虚拟电厂在市场上的价值,让它与供给侧的资源公平竞争,以谁更划算、谁更清洁为标准进行选择。”曾明表示,另一方面,仍需进一步完善相关政策支持,不断创新数字信息技术,让虚拟电厂更加“智能”,进而在更广泛的范围内推广应用。 (本报记者廖瑞玲)

《人民日报海外版》(2022年9月20日第11版)

责任编辑:李思洋

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