能源一点通丨源网荷储一体化虚拟电厂成新型电力系统重要突破口
2023.07.04

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近日,总部位于美国旧金山的非政府组织全球能源监测机构(GEM)发布报告称,中国有望在2025年前将风能和太阳能产能翻一番,并提前5年实现2030年清洁能源目标。

 

报告显示,风能和太阳能正在中国蓬勃发展。目前,中国的太阳能装机容量超过了世界其他地区的总和;在风能方面,自2017年以来中国的装机容量增加了一倍。预计到2025年,中国的太阳能和风能装机容量将达到1200吉瓦,可能有助于比预期更快地限制全球碳排放。

 

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正如上述报告所称,我国已成为全球新能源装机规模最大、发展速度最快的国家,始终在朝着碳达峰、碳中和的目标积极推进。电力是能源革命主战场,新型电力系统是新型能源体系的重要组成部分,然而其演进过程中,将长期面临安全-经济-环境问题交织、“保供应、 保安全、促消纳”矛盾叠加的挑战,能源三难困境指数亦逐步由电力系统承担。

 

新型电力系统是源网荷储一体化的系统,需要进一步凝聚共识、汇聚力量,提升电源和储能的支撑能力,夯实电网物质基础,挖掘需求侧响应能力,防范系统安全风险。

 

电力保供形势不容小觑,负荷管理成重要突破口

 

新能源虽然绿色无污染,但也存在不少问题,比如:新能源发电出力具有随机性、波动性,电力电量时空分布极度不均衡;新能源发电设备具有低抗扰、弱支撑性,新能源发电大规模替代常规机组带来安全性挑战;新能源发电低边际运行成本、高系统成本,对系统灵活调节和安全稳定支撑能力都提出了更高要求,需要多技术、多行业、多系统协调实现。

 

随着盛夏的来临,调控夏季高峰期用能峰谷差的紧迫性成为全国性难题。在此背景下,国家发改委前段时间也发布了《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》《电力负荷管理办法(征求意见稿)》,提出通过电力需求响应加快可调负荷资源池建设。

 

电力保供的严峻形势下,负荷管理工作俨然成为全力保障电力可靠有序供应的重要突破口,成为双碳目标及新型电力系统建设新形势下的重要发展方向,亟需深化、细化、强化负荷管理措施,推动负控系统技术手段建设,对负荷资源进行统一管理、统一调控、统一服务,实现电力安全保供要求下的负荷精准控制和用户常态化、精细化用能管理。为此,源网荷储一体化虚拟电厂就成为了该形势下重要的调控新方向。

 

促进能源高效利用,源网荷储一体化未来可期

 

电力系统是一个需要保持瞬时平衡的系统。在传统的电力系统中,发电量主要通过发电机组的旋转惯性和调频能力来调节,即所谓的电力平衡“源随荷动”。

 

与传统电网相比,新型电力系统的电网发展将形成以大电网为主、多种电网形式并存的模式。源网荷储一体化通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等多种交互形式,从而更经济、更高效和更安全地提高电力系统功率动态平衡能力,是构建新型电力系统的重要发展路径。

 

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源网荷储一体化虚拟电厂本身并不发电,而是将大量不同空间可调负荷聚合起来,参与电力系统运行和电力市场交易。从本质上来讲,虚拟电厂提供的是稀缺性的平衡服务,而非简单的电能。虚拟电厂可以鼓励需求侧用电主体尽可能把一些可以调整的用电需求挪到电价较低的时间段,选择平谷或低谷用电,从而避开用电高峰。

 

根据《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》,源网荷储一体化的实施路径有以下三点:

 

1、充分优化负荷侧调节能力

“云大物移智链”加强互动,虚拟电厂等一体化聚合。

 

2、实现就地就近、灵活坚强发展

增加本地电源支撑,提升重要负荷中心局部坚强电网建设。

 

3、激发市场活力,引导市场预期

市场化电价机制引导电源、电网、负荷、独立储能健康发展。

 

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从推进的重点来看,源网荷储一体化着眼于提升保障能力和利用效率:

 

1、区域(省)级源网荷储一体化

公平引入电源、负荷、独立储能主体放开市场化交易,提升用户侧调峰积极性,依托 5G 等现代通讯及智能化技术加强全网统一调度。

 

2、市(县)级源网荷储一体化

重点城市开展局部坚强电网建设,研究热电联产、新能源电站、灵活运行电热负荷一体化。

 

3、园区(居民区)级源网荷储一体化

依托现代信息通讯、大数据、人工智能、储能等,运用“互联网+”模式调动调节响应能力;在商业区、综合体、居民区,依托光伏发电、并网型微电网和充电基础设施开展建设

 

以碳中和政策为契机,源网荷储一体化将迎来长足发展,并将成为电力行业能否成功降碳的关键。

 

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源网荷储一体化虚拟电厂发展阶段与难点解决

 

源网荷储一体化虚拟电厂的发展主要分为三个阶段:

 

1、邀约型阶段

在没有电力市场情况下,由政府部门或调度机构牵头组织,各聚合商参与,共同完成邀约、响应和激励流程;

 

2、市场型阶段

虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式,参与电力现货市场和辅助服务市场;

 

3、自主调度型阶段

用户、分布式能源可自由选择调度主体,并实现跨空间的交易和结算。

 

目前,我国虚拟电厂项目多数处于第一阶段,随着现货市场的发展,虚拟电厂迎来新的机遇期,部分地方的现货市场已经将虚拟电厂纳入电力市场交易。

 

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那么,在虚拟电厂发展的过程中,需要重视哪些问题呢?

 

首先,资源评估是前提。聚合商要对各种类聚合资源的调节方向、调节幅度、响应时间、持续时间、爬坡率等特征进行刻画,并从技术能力、经济价值、商业潜力、风险角度进行评估。

 

其次,调度控制是核心。虚拟电厂要实时掌握用户的可调用状态,并将调度任务在内部资源间合理分配。

 

再次,信息通信是基础。需要保证控制指令和信息的上传下达。其四,利益分配是关键。聚合商对用户的指令执行、容量可靠性等进行评价,并考虑进聚合商与用户的利益分配过程中。

 

最后,运行机制是关键。目前国内存在多种虚拟电厂模式,有政府牵头电网企业组织管理的冀北、山西、深圳虚拟电厂模式,也有发电企业为主建设的综合智慧零碳电厂模式,还有虚拟电厂运营商建设的源网荷储一体化虚拟电厂,比如9659澳门新葡萄娱乐场app(ZD·POWER)在江浙沪各地市落地的虚拟电厂,这些都涉及到体制机制运作的不同视角问题。

 

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