9659澳门新葡萄娱乐场app观察室丨每年政府补贴十多亿,虚拟电厂究竟有何魅力?
2022.05.23

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近日,在浙江省发展和改革委员会、省能源局对2022年电力需求响应工作的相关通知中,明确要最大范围动员需求侧响应资源,开展“虚拟电厂”等项目试点示范,提高电力系统运行效率。国网浙江省电力有限公司也提出,今年浙江电网将持续加强电力需求侧管理,从而保障7、8两月电网平稳地迎峰度夏。

据悉,2022年工商业用户参与需求响应最高能获得4元/度电的补贴,另外还能根据容量获得月度补贴。这项补贴工作已经持续数年之久,根据浙江省发展和改革委员会发布的《关于调整高耗能企业电价的通知(征求意见稿)》,可以看到2022年度的补贴预算有十多亿额度。为何政府要发放如此巨额的补贴?这些补贴企业要如何争取?“虚拟电厂”项目在此过程中起到什么作用,缘何被重点提及?这还要从电网的运行特点说起。

 

平衡经济和环境的最优解

电力具有“瞬时平衡”的特点,即用户用多少电,电厂就要发多少电。然而,电厂可以持续稳定发电,用户的用电需求却是不断波动的,白天用得多、晚上用得少,夏天用得多、冬天用得少。由此,就产生了供需之间的不平衡,一方面电厂要按用户的极限用电量储备供电能力,以防供不应求造成电网崩溃,另一方面用电需求的波动又会使得电厂在绝大多数时间无法满功率运行,带来经济上的损失。

面对复杂多变的电力供需环境,需求响应、辅助服务等调节手段应运而生。简单来说,这些手段就是通过价格信号或补贴激励等方式,鼓励用户在用电高峰期减少用电量、在用电低谷期加大用电量,从而既降低对供电能力的上限要求,又提升日常运行中供电需求的下限托底。浙江省每年支出的十余亿元补贴,也正是应用于此。虽然看起来投入不少,但相比其产生的效果仍显得很“划算”,这笔投入在减少新电厂建设需求的同时,更让老电厂的资源得以充分利用。

用户参与需求响应、辅助服务等工作,为电网平稳运行作出贡献之余,还能从中获取经济收益,可以说是双赢之举。然而,这些工作的专业性较强,对用户的要求也不低,许多用户即便有心参与,也会摸不着门道。虚拟电厂的出现,帮助用户和电网之间搭起了桥梁。

虚拟电厂的概念此处不再赘述(点击查看:“虚拟电厂”是什么?),我们可以简单认为它是需求响应的“升级”版,大大降低了用户参与需求响应等工作的门槛。相比过去需求侧管理只针对负荷以外,虚拟电厂还能接入风能、光伏、储能、充电桩等多种资源。应对电网波动时,虚拟电厂不仅可以协调用户增减用电量,还能召集储能等能源资源调节电能输出,更好地保障电网的安全性和可靠性。虚拟电厂是电网运行过程中,平衡经济和环境的最优解。基于虚拟电厂技术,更广泛高效的电力调节工作成为可能,清洁能源消纳也有了重要的技术实现路径。

 

嘉兴平湖的探索实践

9659澳门新葡萄娱乐场app双碳科技中心团队参与提供技术支持的嘉兴平湖虚拟电厂,就是浙江省虚拟电厂中的重要代表。在嘉兴平湖,国网平湖市供电公司构建了一个源网荷储一体化、分层分区弹性平衡的虚拟电厂,将园区、光伏、热电联产自备电厂、储能电站、5G基站等6大类18小类源储荷资源进行聚合,实现了可调资源街道全覆盖、类型全覆盖,形成可供日前、日内、实时合计可调负荷200兆瓦以上的资源池。嘉兴平湖虚拟电厂建成以后,在2021年的电网运行过程中就数次建功。

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嘉兴平湖源网荷储一体化虚拟电厂应用界面

 

灵活用能潜力发掘

2021年10月11日,嘉兴平湖虚拟电厂平台通过算法实时分析,预测到用电高峰即将到来,迅速向用户下达了调节指令。

16时,浙江一路金属制品有限公司根据平台直调指令,激活了企业灵活用能空间的潜力:一方面企业将灵活可调的高负荷设备暂时关停,精准削减负荷480千瓦,另一方面该企业的光伏向电网倒送电,上网121千瓦,由此缓解电网高峰期的负荷压力。

每家企业都有一定的灵活用能空间,可以在不影响生产的前提下暂时中断某个生产环节30分钟、甚至几个小时,虚拟电厂通过深入挖掘企业灵活用能的潜力,就能为电网用能调节提供丰富的响应能力。

 

多种资源协调优化

2021年6月21日,嘉兴平湖虚拟电厂平台提前预测到平湖110千伏永兴变2号主变将出现负荷紧张异常。虚拟电厂平台的AI智能指挥长“启航”立刻发出预警,调控分中心总指挥长确认此次异常事件后迅速下达响应指令。

14时30分,随着响应指令的下达,永兴变下接入虚拟电厂的不同资源自动开始协调优化:浙江荣晟环保纸业股份有限公司暂时关停了部分辅助设备,同时保证了正常生产;平湖市新埭镇国际进口商品城将空调上调了两度,并未影响消费者的体感温度;虹桥景苑小区居民家中,借助智能空开设备,电热水器线路自动关闭;新埭地区的众多分布式光伏,智能调节逆变器运行方式平衡电压波动……

基于算法的预测、告警、调节,嘉兴平湖虚拟电厂在尽量考虑经济最优的情况下,通过充分调动多种能源资源,聚沙成塔发挥更大力量,尽量降低电网波动对单个用户的影响,及时避免了负荷异常事件。

 

虚拟电厂的应用前瞻

除了嘉兴平湖,我国还有许多区域的虚拟电厂建设项目都已颇具规模:2020年10月,已经有自动化虚拟电厂系统在深圳投入试运行;2021年5月,国家电网在上海开展了国内首次基于虚拟电厂技术的电力需求响应行动,一个小时测试累计调节电网负荷56.2万千瓦;2021年6月,武汉市的虚拟电厂可在各区域局部降低监控负荷共70万千瓦……

虚拟电厂作为一种聚合、协调和优化能源资源的技术,通过对现有资源的最大化开发利用,不必增加资源消耗,就能实现兴建大型电厂才能完成的功能,还提高了现有电厂的运行效率和清洁能源的消纳能力。

从经济角度来看,新建电厂的钱节省下来、老电厂的运行更有效率、用户还能从中获取补贴,整个系统实现了经济最大化;从环境角度来看,避免增加新的资源消耗、提高资源利用率、减少用能浪费,也符合绿色低碳、环境友好的可持续发展理念。这也能说明,为什么各地政府对于虚拟电厂青眼有加。

虚拟电厂出现在我国的时间并不算长,近年来的发展称得上是方兴未艾。它真正实现了“以虚化实、以柔克刚”,借助聚合柔性可调资源达成虚拟发电、用电的特性,解决过去实体电厂才能应对的刚性需求。虚拟电厂为我们揭开了未来社会能源利用的一角,互联、智能、高效、低碳——相信这一天会很快到来。

 

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