日前，國家能源局綜合司公示了能源領(lǐng)域“科技助力經(jīng)濟2020”重點專項擬立項項目，擬將多層級虛擬電廠平臺、適應(yīng)靈活運行需求的燃機核心部件保障技術(shù)研究等10個項目列入重點專項。其中，作為推進能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的有效手段，虛擬電廠已從理論高地走進電網(wǎng)實地，在激活能源互動消費、促進清潔能源消納等方面發(fā)揮了重要作用。
既是電力“智能管家”也是智慧能源管理系統(tǒng)
虛擬電廠早年主要以能效電廠的項目形式體現(xiàn)，主要用于需求側(cè)有效節(jié)電。目前，各個研究機構(gòu)對虛擬電廠的實質(zhì)有不同解釋：“可自愈的微電網(wǎng)”“不同類型的分散在中壓配電網(wǎng)不同節(jié)點的分布式能源集合”“帶有傳輸系統(tǒng)的發(fā)電站”“多技術(shù)和多站點異質(zhì)實體”等。
那么，虛擬電廠到底能做什么，如何定位?多年致力于能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略研究的中國工程院原副院長杜祥琬指出，虛擬電廠不是傳統(tǒng)意義上的電廠，它相當(dāng)于一個電力“智能管家”，站在電網(wǎng)角度，把風(fēng)電、光伏發(fā)電等分布式能源通過儲能裝置組織起來，形成穩(wěn)定、可控的“大電廠”，便于處理與大電網(wǎng)之間的各種關(guān)系。
冀北電力交易公司負責(zé)人王宣元解釋，所謂“虛擬”，體現(xiàn)在它并不具有實體存在的電廠形式，卻有電廠功能，而且遠超傳統(tǒng)實體電廠，因為它打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中發(fā)電廠之間、發(fā)電側(cè)和用電側(cè)之間的物理界限。王宣元如此定義虛擬電廠：“它是互聯(lián)網(wǎng)+源網(wǎng)荷儲售服一體化(即電源、電網(wǎng)、負荷、儲能、銷售、服務(wù)的聚合體)的清潔智慧能源管理系統(tǒng)，是對多種分布式能源進行聚合、優(yōu)化控制和管理，為電網(wǎng)提供調(diào)頻、調(diào)峰等輔助服務(wù)，并能夠參與電力市場交易的技術(shù)和商業(yè)模式。”
智能電網(wǎng)研究領(lǐng)域資深專家馮慶東也表示，虛擬電廠在電力系統(tǒng)的作用是把多個異地的分布式電源、負荷當(dāng)做一個電廠來參與電力市場交易。
“當(dāng)然，電力交易只是虛擬電廠諸多功能中的一個。”王宣元強調(diào)，核心是源網(wǎng)荷儲售服一體化，其中的電源，既可以是傳統(tǒng)火電，也可以是新興的風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電;既可以是大規(guī)模集中式發(fā)電，也可以是分布式零散發(fā)電，還可以是冷、熱、儲能等其他能源形式。虛擬電廠把它們“串聯(lián)”起來，基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)電和用電自我調(diào)節(jié)，保持瞬時平衡。
聚合優(yōu)化用戶規(guī)模貫通能源產(chǎn)業(yè)鏈
2019年12月12日，冀北虛擬電廠示范工程投入商業(yè)運營。這一天對于遠在沽源縣西南部山區(qū)的蓮花灘風(fēng)電場有著不同尋常的意義。“我們接入冀北虛擬電廠，2019年12月，在富風(fēng)期的發(fā)電指標(biāo)提升5個百分點，相當(dāng)于每臺風(fēng)機利潤增加4%，是虛擬電廠聚合億萬用戶的強大功能，讓富余風(fēng)電有處可去。”該風(fēng)電場場長劉宏偉介紹，虛擬電廠為新能源場站帶來新生機。
此外，隨著新一輪電改不斷深入，主體多元、開放共享、互利共贏的電力市場格局成為各界的共同期待。冀北虛擬電廠在促進清潔能源消納的同時，對構(gòu)建電力市場也具有重要意義。
據(jù)了解，冀北電力首創(chuàng)虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場機制，《第三方獨立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場試點方案》獲國家能源局、華北能源監(jiān)管局批復(fù)。2019年12月12日零時，負荷側(cè)資源開始參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場。
王宣元介紹，調(diào)峰輔助服務(wù)是為了讓電可以更安全、經(jīng)濟地輸送到用戶，在負荷高峰時，增加發(fā)電機出力，在負荷低谷時，減少發(fā)電機出力，以解決電能發(fā)、供、用瞬時平衡的難題。“以滿足用戶需求為導(dǎo)向，深入推進電力市場建設(shè)，打造價值創(chuàng)造體系，是公司打算深入推進的工作之一。”王宣元表示，下一步，冀北電力將探索創(chuàng)新市場交易新機制，不斷擴大虛擬電廠聚合優(yōu)化用戶規(guī)模，以市場建設(shè)為契機，打造新業(yè)態(tài)，重構(gòu)新生態(tài)，拉動上下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，貫通能源產(chǎn)業(yè)鏈。
能源柔性互動商業(yè)模式和市場機制實現(xiàn)多贏
王宣元表示，在虛擬電廠的聚合下，企業(yè)、居民等用戶可以參與電力市場交易，生產(chǎn)線、電鍋爐、大樓、充電樁等用戶側(cè)資源，也可以成為一個個微型發(fā)電機，參與電力市場交易，獲取調(diào)峰輔助服務(wù)費用。
“以前，我們車間每個時段開機數(shù)量比較平均，用電負荷相對均勻。加入冀北虛擬電廠后，我們改進生產(chǎn)工序，用電高峰時段少開機甚至不開機，夜間低谷時段爭取滿負荷生產(chǎn)。”陽光硅谷電子科技有限公司動力班運維人員張云峰說，企業(yè)接入虛擬電廠并參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場后，調(diào)整了部分車間生產(chǎn)工序，不僅享受到低谷電價，還得到一筆調(diào)峰費用。
借助冀北虛擬電廠建立的多種能源柔性互動的商業(yè)模式和市場機制，類似陽光硅谷的電力用戶有了全新的市場角色，他們參與到電力市場中來，與電網(wǎng)更好互動，開拓了新的盈利模式。
“不僅是工廠，居民和樓宇也可以參與到虛擬電廠的價值創(chuàng)造中。你可以把家里的電動汽車、空調(diào)、冰箱等交給虛擬電廠‘托管’，虛擬電廠將挖掘家庭負荷特性，讓用電、能耗、能效數(shù)據(jù)信息覆蓋各家各戶，在創(chuàng)造良好舒適生活環(huán)境的同時，實現(xiàn)用戶、系統(tǒng)、技術(shù)和商業(yè)模式多贏。”王宣元表示。
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