2023年11月22日，由東方電子集團有限公司開發(fā)建設(shè)的國內(nèi)首個城市級數(shù)字化虛擬電廠——煙臺市數(shù)字化虛擬電廠投入運行。運行近4個月來，虛擬電廠取得了哪些進展?記者日前進行了探訪。
年可減少碳排放189萬噸
“加入虛擬電廠，我們企業(yè)一年可以節(jié)省多少用電?”“高峰少用電，有什么獎勵和補償機制?”……3月13日，一場虛擬電廠資源接入座談會在萊州市舉行。東方電子集團有限公司、萊州市發(fā)展改革局、國網(wǎng)萊州市供電公司與當(dāng)?shù)?0多家企業(yè)，進行了深入對接。
煙臺市數(shù)字化虛擬電廠智慧監(jiān)控平臺上，電力數(shù)據(jù)實時更新。
虛擬電廠，并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種基于能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“看不見的電廠”，它把一個個工廠、樓宇、園區(qū)內(nèi)的各類可調(diào)節(jié)用電資源匯聚起來，通過統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，達到滿足電力系統(tǒng)功率平衡、節(jié)省能源的目的。在不影響社會正常生產(chǎn)生活的前提下，讓“發(fā)電”與“用電”兩端“供需平衡”，保證電網(wǎng)安全。
“煙臺市數(shù)字化虛擬電廠建設(shè)一共分三部分：虛擬電廠智慧管控平臺、50萬千瓦可調(diào)負荷資源池和虛擬電廠運營中心。”東方電子股份有限公司綜合能源業(yè)務(wù)部部長董文杰指著一塊大屏幕告訴記者，“這就是虛擬電廠的智慧管控平臺，可以實時看到資源接入、用電負荷、電力交易情況等信息。”
2023年8月，東方電子集團有限公司完成虛擬電廠運營中心建設(shè)和虛擬電廠智慧管控平臺互聯(lián)網(wǎng)上線。國網(wǎng)煙臺供電公司制訂資源接入方案，規(guī)范管理需求響應(yīng)資源，健全負荷管理體系。目前，已完成24.2萬千瓦容量可調(diào)負荷資源池建設(shè)，實現(xiàn)與國網(wǎng)煙臺供電公司和國網(wǎng)山東省電力公司的互聯(lián)互通。隨著各地資源的陸續(xù)接入，50萬千瓦可調(diào)負荷資源池將有序達成。
50萬千瓦這一數(shù)字并非隨意確定的。“一般認為，可調(diào)節(jié)用電負荷達總負荷的5%左右，就可以基本滿足用電保供和電網(wǎng)安全的要求。”董文杰告訴記者。根據(jù)國網(wǎng)煙臺供電公司數(shù)據(jù)，2022年8月5日這一天，全市用電負荷達到987萬千瓦，達到歷史最高值。987萬的5%，約為50萬千瓦。
虛擬電廠更具性價比，建設(shè)成本不到同等容量火電廠建設(shè)成本的5%。如果要新建一個50萬千瓦規(guī)模的火電廠，至少需要占用300畝土地、20億元的投資，還會增加每年189萬噸的碳排放。
“喚醒”用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源
近年來，煙臺市大力發(fā)展清潔能源，全市清潔能源裝機容量達到1325萬千瓦，居全省首位。
“我們每天的用電量中，‘綠電’占比保底在40%左右，瞬間占比甚至可能達到80%。”國網(wǎng)煙臺供電公司調(diào)度控制中心工作人員叢志鵬說，發(fā)電和用電都具有瞬時性，最合理的發(fā)電曲線和用電曲線一定是重合的。在火力發(fā)電為主的年代，發(fā)電廠可以根據(jù)用電需要適時調(diào)整發(fā)電量，但是新能源發(fā)電卻有“靠天吃飯”的特點，發(fā)電與用電的矛盾就凸顯出來。
電能的存儲是個大問題?；瘜W(xué)蓄能，量非常有限;即使是抽水蓄能，與整個電網(wǎng)相比，也只是九牛一毛。
2023年5月，國家發(fā)展改革委發(fā)布《電力需求側(cè)管理辦法(征求意見稿)》，提出到2025年，各省需求響應(yīng)能力達到最大用電負荷的3%-5%，其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份達到5%或以上;并且強調(diào)將需求側(cè)資源以虛擬電廠等方式納入電力平衡、以負荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應(yīng)。
虛擬電廠可以充分利用分布式資源的聚合能力，使其能夠在總體上表現(xiàn)出靈活的調(diào)節(jié)能力，從而參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，滿足電力系統(tǒng)功率平衡的需求。
董文杰給記者舉了個例子：家用汽車充電樁一般實行峰谷電價，深谷時段比標(biāo)準(zhǔn)電價每度便宜3毛多，而尖峰時刻則要貴3毛多，這本身就是一種“削峰填谷”的調(diào)節(jié)機制。很多車主會選擇晚上11點之后再充電，一個小區(qū)幾十臺甚至上百臺車同時充電，會使小區(qū)瞬時用電負荷過載。按照傳統(tǒng)思路，將選擇更換大功率變壓器等設(shè)備。而加入虛擬電廠之后，這些車可以根據(jù)系統(tǒng)安排，分批次進行充電，可以無感地保證早上8點充滿即可。在沒有新增配電設(shè)備、沒有新增用電量的同時，僅僅通過有序調(diào)控就實現(xiàn)了用電安全穩(wěn)定，還可以接入更多汽車充電樁。
將一個小區(qū)的用電情況放大到一個城市，就是城市級虛擬電廠。“它的調(diào)節(jié)機制要比一個小區(qū)復(fù)雜得多，但原理相通。”董文杰說。通過虛擬電廠，可以把用戶側(cè)海量的沉睡可調(diào)節(jié)資源“喚醒”。
呼吁市場交易機制
煙臺市數(shù)字化虛擬電廠的建設(shè)從2023年4月提上日程，短短四個月就完成了運營中心和智慧管控平臺的建設(shè)，當(dāng)年11月22日投入運營。
2023年8月28日，煙臺市政府印發(fā)《煙臺市數(shù)字化虛擬電廠建設(shè)實施方案》，從政府層面推動虛擬電廠的建設(shè)。前期，政府在虛擬電廠建設(shè)中起到了重要作用;后期，將由市場接棒，通過可持續(xù)的市場機制走向更遠。
為保障虛擬電廠建設(shè)“煙臺先行”，國網(wǎng)煙臺供電公司基于山東電力市場規(guī)則體系，做好協(xié)議簽署、市場注冊等工作，服務(wù)虛擬電廠順利入市，在需求側(cè)靈活挖掘調(diào)峰能力的同時獲得市場收益。
削峰填谷，哪怕只是將空調(diào)上調(diào)一度，也是作出了“犧牲”。還有一些企業(yè)在用電高峰錯峰用電，信號基站使用備用蓄電池工作……這些行為不能僅靠行政命令或者呼吁倡議來實現(xiàn)，在市場經(jīng)濟中應(yīng)該以“價格”的形式得到回報。
如何定價，是一個大問題。
3月1日，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，四次提到“虛擬電廠”，明確提出要“挖掘用戶側(cè)調(diào)節(jié)潛力，鼓勵虛擬電廠、負荷聚合商、車網(wǎng)互動等新業(yè)態(tài)創(chuàng)新發(fā)展，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)能力”。在健全市場交易機制方面，提出要明確虛擬電廠等新主體、新業(yè)態(tài)的市場準(zhǔn)入、出清、結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)，研究設(shè)計適宜的交易品種和交易規(guī)則，鼓勵多樣化資源平等參與市場交易。
董文杰介紹，煙臺市虛擬電廠已經(jīng)接入的24.2萬千瓦容量可調(diào)負荷資源池，以企事業(yè)為主。雖然已經(jīng)簽約接入，但是還沒有形成比較完善的市場交易機制，企業(yè)還無法從中直接獲益。待機制健全之后，接入企業(yè)的積極性將大為提升。
虛擬電廠變成“真金白銀”在國內(nèi)已有成功先例。東方電子集團打造的南方電網(wǎng)負荷聚合虛擬電廠，2022年累計參與廣東省電力交易中心191萬度電，平均出清價格每度電近3元。一個簽約參與虛擬電廠的企業(yè)，在用電高峰通過有序平移減少用電1萬度，可以獲得近3萬元的“補償收益”。
無論從國家還是省的層面，虛擬電廠的建設(shè)，都是“雙碳”戰(zhàn)略實施和新型電力系統(tǒng)建設(shè)下的必然選擇。虛擬電廠由“虛”向“實”的成熟運行，代表這種新質(zhì)生產(chǎn)力已被激活，其蘊含的巨大的經(jīng)濟效益與社會效益，正在蓄勢待發(fā)。(海報新聞 記者 董卿 從春龍 通訊員 趙錦哲)
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