“虛擬電廠”調(diào)節(jié)電力供需可以實(shí)現(xiàn)秒級響應(yīng)。

▲“虛擬電廠”是一個(gè)智慧能源管控平臺(tái)。

(資料圖)

8月初，廈門電網(wǎng)受臺(tái)風(fēng)外圍風(fēng)圈影響，用電量隨著氣溫持續(xù)攀升，在這場剛剛過去的臺(tái)風(fēng)和高溫“烤驗(yàn)”中，廈門電網(wǎng)持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。

作為全省唯一新型電力系統(tǒng)示范市，今年以來，國網(wǎng)廈門供電公司立足資源稟賦、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、電網(wǎng)基礎(chǔ)和政策機(jī)制優(yōu)勢，緊密融入“三大三先”省級高質(zhì)量發(fā)展示范電網(wǎng)建設(shè)，持續(xù)建強(qiáng)主干電網(wǎng)，加快建設(shè)高能級配電網(wǎng)平臺(tái)，打造現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)的示范樣板，推動(dòng)電網(wǎng)從各方面“提檔升級”。

其中，6月7日試上線的廈門“虛擬電廠”平臺(tái)，便是廈門電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)落地的一個(gè)重要項(xiàng)目，這也是全省首個(gè)“虛擬電廠”平臺(tái)。作為福建新型電力系統(tǒng)的示范性工程，它的運(yùn)行，對于穩(wěn)定廈門電網(wǎng)運(yùn)行、加速綠色清潔能源應(yīng)用、構(gòu)建能源生態(tài)的服務(wù)格局、加速電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型都具有重要的示范意義，將助力廈門率先在全國構(gòu)建具有特色的新型電力系統(tǒng)。

“虛擬電廠”是什么？它能發(fā)電嗎？和傳統(tǒng)發(fā)電站相比又有什么區(qū)別？帶著這些問題，本報(bào)記者走訪政府部門、供電公司、負(fù)荷聚合商和業(yè)內(nèi)專家為您揭秘。

形式

顛覆傳統(tǒng)

它沒廠房也不燒煤不發(fā)電

是一個(gè)智慧能源管控平臺(tái)

提起電廠，很多人會(huì)想到這樣的場景——火電廠里冒著水蒸氣的冷卻塔、風(fēng)電廠中高聳的風(fēng)機(jī)、光伏電站一排排光伏板……但您聽說過“虛擬電廠”嗎？

這段時(shí)間以來，廈門供電公司“虛擬電廠”平臺(tái)項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人翁俊頻頻被問及這個(gè)問題，他總是耐心地解釋:“‘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’”。

事實(shí)上，“虛擬電廠”不燒煤，也沒有廠房，本身并不發(fā)電，而是一個(gè)智慧能源管控平臺(tái)。

在廈門供電公司，記者看到了“虛擬電廠”的“廬山真面目”。工程師打開“虛擬電廠”負(fù)荷調(diào)控及運(yùn)營管理系統(tǒng)，點(diǎn)擊進(jìn)入“虛擬電廠”聚合調(diào)控平臺(tái)，記者看到，在這個(gè)平臺(tái)，各資源類型設(shè)備最大可調(diào)節(jié)容量、各響應(yīng)時(shí)間級別可調(diào)負(fù)荷、實(shí)時(shí)總可調(diào)負(fù)荷日曲線、調(diào)控指令信息、“虛擬電廠”發(fā)電量等信息一一直觀顯示?！斑@個(gè)柱狀圖是‘虛擬電廠’試運(yùn)行以來的累計(jì)發(fā)電量，到目前為止是17575千瓦?！惫こ處煾嬖V記者。

翁俊告訴記者，通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，“虛擬電廠”在社會(huì)用電高峰時(shí)，通過數(shù)字化手段統(tǒng)一調(diào)度，聚合包括儲(chǔ)能等分布式電源的電力，向電網(wǎng)輸出提供富余電力，或是引導(dǎo)簽約的客戶主動(dòng)削減自身用電負(fù)荷，向電網(wǎng)提供等效的供電容量，從而確保用電高峰期間的電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。

需要指出的是，廈門“虛擬電廠”平臺(tái)“首嘗螃蟹”，在全國率先在聚合、分解、調(diào)控、評估、結(jié)算等全過程中都引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，利用其不可修改、可溯源的優(yōu)點(diǎn)，確保業(yè)務(wù)、資金方面的公開、公正、透明。

“廈門建設(shè)‘虛擬電廠’，既有意義，也有潛力?！睆B門大學(xué)能源學(xué)院副教授景銳主要從事城市綜合能源系統(tǒng)的建模優(yōu)化評估與需求側(cè)管理，他說，隨著雙碳目標(biāo)的提出，風(fēng)電和光伏等清潔的新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，這些新能源“靠天吃飯”，間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性的特點(diǎn)突出，需要把它們“管”起來，傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”的運(yùn)行模式亟須向“源荷互動(dòng)”轉(zhuǎn)變，這對電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高的要求，“虛擬電廠”應(yīng)運(yùn)而生。

記者了解到，近年來，全面建成世界一流城市配電網(wǎng)，擁有較強(qiáng)的電力能源和互聯(lián)網(wǎng)通信基礎(chǔ)設(shè)施，清潔能源利用水平持續(xù)提升，每100度電就有30度來自清潔能源。同時(shí)，海辰儲(chǔ)能、浩添（廈門）儲(chǔ)能等多家儲(chǔ)能企業(yè)落地，可以預(yù)見將對“虛擬電廠”集聚更多靈活機(jī)動(dòng)的能源起到支撐作用。

原理

聚沙成塔

它通過“負(fù)荷聚合商”集電

巧妙“加減”調(diào)節(jié)電力供需

“虛擬電廠”能力不“虛”，尤其在迎峰度夏期間將有效增強(qiáng)廈門電網(wǎng)的承載力。

那么，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的背景下， “虛擬電廠”走向現(xiàn)實(shí)，它的電從哪兒來？又是如何運(yùn)作的呢？

當(dāng)用電緊張時(shí)，傳統(tǒng)電力調(diào)控模式一般采用錯(cuò)峰、避峰等有序用電措施。而“虛擬電廠”平臺(tái)，不用動(dòng)用發(fā)電站，也不用專門去新建電力項(xiàng)目，通過巧妙的“加”和“減”法，便可以調(diào)節(jié)電力供需。

“現(xiàn)在廈門地區(qū)出現(xiàn)調(diào)度負(fù)荷缺口，請立即啟動(dòng)需求響應(yīng)”?！笆盏剑_始執(zhí)行”。6月7日，廈門供電公司“虛擬電廠”平臺(tái)進(jìn)行了首次應(yīng)急演練。

當(dāng)天，“虛擬電廠”平臺(tái)對廈門地區(qū)數(shù)據(jù)中心后備發(fā)電機(jī)、商務(wù)樓宇空調(diào)、充電樁、儲(chǔ)能等可調(diào)資源進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)壓降，有效檢驗(yàn)了“虛擬電廠”平臺(tái)的實(shí)際可調(diào)資源調(diào)用實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。

中國電信廈門分公司是參與“虛擬電廠”的首批通信運(yùn)營商，云谷海峽通信樞紐數(shù)據(jù)中心8臺(tái)自備發(fā)電機(jī)已加裝智慧能源單元改造接入“虛擬電廠”平臺(tái)。該數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場值守響應(yīng)人員如接到“虛擬電廠”平臺(tái)調(diào)度需求指令，將立即啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)供電，向電網(wǎng)釋放近1000千瓦的負(fù)荷。該公司雙碳節(jié)能專家蘇衛(wèi)東告訴記者，中國電信一直是響應(yīng)國家綠色發(fā)展與節(jié)能減碳的主力軍，積極推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)云改數(shù)轉(zhuǎn)和數(shù)字化?！啊摂M電廠’在降低電網(wǎng)運(yùn)營成本、平抑電網(wǎng)峰谷差、實(shí)現(xiàn)精細(xì)化用能管理、促進(jìn)新能源消納等方面能發(fā)揮重要作用，后續(xù)將聯(lián)合中國電信研究院專家繼續(xù)組織支持參與廈門市‘虛擬電廠’建設(shè)試點(diǎn)推廣工作，創(chuàng)新研發(fā)中國電信‘虛擬電廠’聚合平臺(tái)，以實(shí)際行動(dòng)助力雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?！?/p>

特來電是廈門首批“負(fù)荷聚合商”之一，“包括特來電翔安市政光儲(chǔ)充放檢綠色能源示范站在內(nèi)，特來電首批共聚合了17個(gè)站點(diǎn)共計(jì)16兆瓦的可調(diào)節(jié)負(fù)荷，可調(diào)節(jié)負(fù)荷量在廈門充電運(yùn)營行業(yè)位居前列。”特來電廈門區(qū)域負(fù)責(zé)人告訴記者。

聚沙成塔，截至目前，廈門“虛擬電廠”平臺(tái)已聚合社會(huì)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源40萬千瓦，占全市最高用電負(fù)荷6%至7%，其中實(shí)時(shí)需求響應(yīng)資源5萬千瓦。負(fù)荷類型包括空調(diào)、儲(chǔ)能、充電樁、生產(chǎn)設(shè)備、自備發(fā)電機(jī)、5G基站等。其中，可調(diào)負(fù)荷量位居前三位的分別是充電樁、自備發(fā)電機(jī)、空調(diào)。

作用

削峰填谷

可實(shí)時(shí)響應(yīng)也可預(yù)約響應(yīng)

在人們“不知不覺”中完成調(diào)度

不同于傳統(tǒng)模式，靈活調(diào)度是“虛擬電廠”平臺(tái)的一大特點(diǎn)。

據(jù)介紹，“虛擬電廠”平臺(tái)設(shè)有七級時(shí)間級別調(diào)度，可實(shí)現(xiàn)天級、小時(shí)級、分鐘級甚至秒級等不同時(shí)間維度的響應(yīng)?！啊摂M電廠’的加入，將對電網(wǎng)削峰的效率和管控質(zhì)量實(shí)現(xiàn)大幅提升，用電負(fù)荷高峰期間的壓降效率由原先的24小時(shí)以上，最快可以縮短到3分鐘以內(nèi)，大大提升電網(wǎng)在用電高峰的快速應(yīng)對能力?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人蔡鴻斌介紹。

更值得一提的是，“虛擬電廠”的調(diào)度，往往在人們“不知不覺”中進(jìn)行。

比如，在用電負(fù)荷高峰期時(shí)，商場接受電網(wǎng)調(diào)控響應(yīng)任務(wù)，將溫度提升1至2攝氏度，在顧客幾乎無覺察的情況下，降低商場空調(diào)負(fù)荷。多個(gè)商場這樣操作的話，就能在不知不覺中省出不少電，助力電網(wǎng)削峰填谷。

“虛擬電廠”平臺(tái)可按可調(diào)資源由大到小、調(diào)節(jié)成本由低到高、調(diào)節(jié)速度由慢到快的原則，以綜合成本最低的方式滿足調(diào)控需求，最大限度發(fā)揮可調(diào)資源的作用。特來電廈門區(qū)域負(fù)責(zé)人表示，“‘虛擬電廠’既可實(shí)時(shí)響應(yīng)，也可預(yù)約響應(yīng)，我們可以根據(jù)用戶的需求、站點(diǎn)的實(shí)際經(jīng)營，靈活地去響應(yīng)‘虛擬電廠’的調(diào)度。”

推廣

政策驅(qū)動(dòng)

按約定自愿削減、暫停用電負(fù)荷

用戶可獲獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)償

根據(jù)測算，容量35萬千瓦的“虛擬電廠”平臺(tái)，相當(dāng)于投產(chǎn)3座110千伏變電站，可為政府節(jié)省土地資源和管廊投資約13.8億元；每利用100小時(shí)，可提供電量3500萬千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤1.42萬噸/年，減排二氧化碳4萬噸。

“虛擬電廠”的作用和意義顯而易見。

為進(jìn)一步優(yōu)化電力資源配置，廈門推出新政，力挺“虛擬電廠”落地運(yùn)行。今年6月，市發(fā)改委、市財(cái)政局印發(fā)《廈門市電力需求響應(yīng)實(shí)施方案（2023—2025年）》。

根據(jù)該方案，當(dāng)預(yù)判我市電力供需出現(xiàn)可預(yù)見性的供應(yīng)缺口時(shí)，電力用戶按照約定在缺口時(shí)段自愿削減、暫停用電負(fù)荷，可獲得適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)償。根據(jù)電力缺口預(yù)測和緊急程度，分為日前響應(yīng)（執(zhí)行響應(yīng)日前一天邀約）、日內(nèi)響應(yīng)（響應(yīng)時(shí)段開始前4小時(shí)邀約）和實(shí)時(shí)響應(yīng)三種類型，其中，日前、日內(nèi)響應(yīng)補(bǔ)償基準(zhǔn)價(jià)格為4元/千瓦時(shí)，實(shí)時(shí)響應(yīng)補(bǔ)貼價(jià)格系數(shù)為3，也就是補(bǔ)貼價(jià)格為12元/千瓦時(shí)。

市發(fā)改委能源處有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，廈門運(yùn)用激勵(lì)措施引導(dǎo)電力用戶主動(dòng)響應(yīng)削峰需求，逐步形成占我市年度最大用電負(fù)荷5%左右的需求側(cè)機(jī)動(dòng)調(diào)峰能力，保障我市電力運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

在景銳看來，從補(bǔ)貼力度可以看到廈門政府部門建設(shè)、推廣“虛擬電廠”的決心。他表示，廈門第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，服務(wù)業(yè)、商業(yè)的用電調(diào)節(jié)能力比較好，可分步、分階段推進(jìn)“虛擬電廠”運(yùn)行，慢慢摸索經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)不同用戶的類型，采用不同的策略，吸引更多用戶參與，在沿海城市中起到示范和借鑒的作用。

廈門供電公司表示，下一步，廈門“虛擬電廠”平臺(tái)將探索更多的商業(yè)模式，除需求響應(yīng)外，依托平臺(tái)的運(yùn)營管理和聚合能力，逐步實(shí)現(xiàn)輔助交易、電力實(shí)時(shí)現(xiàn)貨交易等更多綜合功能，增強(qiáng)廈門電網(wǎng)承載力，同時(shí)改變消費(fèi)側(cè)用電習(xí)慣，培養(yǎng)全社會(huì)低碳用能消費(fèi)觀。

“虛擬電廠”亮家底

可調(diào)多少電力？

廈門“虛擬電廠”已聚合社會(huì)可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源40萬千瓦，占全市最高用電負(fù)荷6%至7%，其中實(shí)時(shí)需求響應(yīng)資源5萬千瓦。

電力來自哪里？

負(fù)荷類型包括空調(diào)、儲(chǔ)能、充電樁、生產(chǎn)設(shè)備、自備發(fā)電機(jī)、5G基站等。其中，可調(diào)負(fù)荷量位居前三位的分別是充電樁、自備發(fā)電機(jī)、空調(diào)。

調(diào)節(jié)力有多強(qiáng)？

設(shè)有七級時(shí)間級別調(diào)度，可實(shí)現(xiàn)秒級響應(yīng)。通過它，用電負(fù)荷高峰期間的壓降效率可由原先24小時(shí)以上最快縮短到3分鐘以內(nèi)。

【背景】

建“虛擬電廠”

廈門有優(yōu)勢

“虛擬電廠”在海外市場發(fā)展較快，目前我國的研發(fā)應(yīng)用和商業(yè)模式處于起步階段。廈門建設(shè)“虛擬電廠”，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

從能源結(jié)構(gòu)來看，截至2021年，廈門電源規(guī)模253.7萬千瓦，電源結(jié)構(gòu)（火、氣、水、光、生物質(zhì)）比例為55.9:32.2:0.24:7.1:4.5，新能源裝機(jī)占比為11.6%。光伏方面，廈門年有效日照時(shí)數(shù)在1800小時(shí)左右，光伏發(fā)電年最大利用小時(shí)數(shù)在800小時(shí)至1300小時(shí)之間。截至今年4月底，廈門已累計(jì)并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目305個(gè)，其中居民項(xiàng)目182個(gè)。

與此同時(shí)，廈門具有較好的電力基礎(chǔ)設(shè)施和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)介紹，廈門電網(wǎng)建成35千伏及以上變電站超109座，輸電線路超過1800公里，全面建成世界一流城市配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化100%覆蓋，供電可靠性全國領(lǐng)先。互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施方面，廈門在2022年成功創(chuàng)評“千兆城市”，到2022年11月，城市家庭千兆光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)到100%，重點(diǎn)場所5G網(wǎng)絡(luò)通達(dá)率超過80%，城市10G-PON及以上端口占比超過35%，每萬人擁有5G基站數(shù)超過18個(gè)。

【名詞解釋】

虛擬電廠

虛擬電廠是一種通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)、可調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)汽車等分布式能源資源DER（Distributed Energy Resource）的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，在需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、電力現(xiàn)貨市場都有很好的應(yīng)用前景。

【記者手記】

“虛擬電廠”催生新業(yè)態(tài)

加快發(fā)展“虛擬電廠”，不僅需要技術(shù)突破，還需要全社會(huì)的積極參與。

“虛擬電廠”催生全新的商業(yè)模式，越來越多的個(gè)人與企業(yè)可參與能源市場。

從個(gè)人來看，市民可通過自家光伏發(fā)電裝置參與到“虛擬電廠”的源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)良性互動(dòng)；市民的新能源汽車也可化身“超級電池”，向電網(wǎng)反送電，并從中獲取收益。

電動(dòng)汽車在電價(jià)低谷時(shí)充電，在電價(jià)高峰且電網(wǎng)負(fù)荷較高時(shí)，反向放電，賣電賺錢，一方面起到削峰填谷作用，一方面降低用車成本。當(dāng)前，廈門已有部分充電站具備V2G雙向充放電功能，如廈門供電公司同安鳳崗源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同自治示范項(xiàng)目、特來電翔安市政光儲(chǔ)充放檢綠色能源示范站等。記者從廈門供電公司了解到，電動(dòng)汽車一小時(shí)送電30度，就有30千瓦負(fù)荷，可以滿足8戶至10戶家庭需要。而據(jù)特來電計(jì)算，每臺(tái)電動(dòng)汽車平均電池容量50千瓦時(shí)，平均續(xù)航400千米，每天平均行駛里程50至60千米，折算下來每天耗電量在10度以內(nèi)，至少還有30度電可以作為移動(dòng)儲(chǔ)能為電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)能力，隨著電動(dòng)汽車增長和V2G普及，調(diào)節(jié)空間很大。

從產(chǎn)業(yè)來看，“虛擬電廠”的出現(xiàn)，不僅給電網(wǎng)的管理和調(diào)度帶來巨大的變革，也將為廈門新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良機(jī)?？梢灶A(yù)見，“虛擬電廠”將調(diào)動(dòng)企業(yè)投資光伏、儲(chǔ)能、充換電站、智能電網(wǎng)裝備等的積極性，新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也將隨之加速。

關(guān)鍵詞：