虛擬電廠可以把分散資源聚沙成塔，提升電網(wǎng)對清潔能源的接入能力和消納能力，促進電力供應(yīng)的綠色低碳轉(zhuǎn)型，是符合新型電力系統(tǒng)發(fā)展需要的重要方式。目前，我國的虛擬電廠仍處于由邀約型向市場型過渡的階段，政策環(huán)境、市場機制等都已初具基礎(chǔ)，但仍有一些痛點尚待消除。
▲華能浙江虛擬電廠值班人員正在監(jiān)控接入資源運行情況。華能集團/供圖
11月25日11時26分，華能浙江虛擬電廠1號機組順利完成72小時試運行，這標志著全國首臺(套)接入調(diào)度系統(tǒng)參與虛擬電廠實時響應(yīng)調(diào)節(jié)的機組正式投產(chǎn)。據(jù)了解，該虛擬電廠目前總可調(diào)容量8.38萬千瓦。當(dāng)可調(diào)容量達到30萬千瓦時，其調(diào)節(jié)能力相當(dāng)于42萬千瓦傳統(tǒng)燃煤機組，每年可促進新能源消納23.3億千瓦時，節(jié)省原煤98.2萬噸，降低二氧化碳排放187萬噸，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
近期，多份國家政策文件提及虛擬電廠，均指出虛擬電廠在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中的重要價值。與此同時，全國多地紛紛布局虛擬電廠示范項目。一時間，“虛擬電廠”的概念引起業(yè)內(nèi)熱烈討論，呈現(xiàn)出“紙上香”景象。
在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中將如何發(fā)揮虛擬電廠的價值?我國虛擬電廠現(xiàn)階段發(fā)展狀況如何?未來該從哪些方面進一步挖掘潛力?記者就此進行了采訪與調(diào)查。
各地積極試點
政策大力扶持
據(jù)了解，近期業(yè)內(nèi)熱烈討論的“虛擬電廠”不同于常規(guī)的發(fā)電廠，它沒有鍋爐和煙囪，也不需要廠房和龐大的發(fā)電機;即便如此，它卻可以參與到電力系統(tǒng)當(dāng)中去，且任何分散資源都可能是其中的一員。“比如，您家屋頂上的光伏就可能是虛擬電廠的一分子?？梢哉f，虛擬電廠正是大眾參與電力行業(yè)和能源行業(yè)并為轉(zhuǎn)型保供作出自身貢獻的好機會。”全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織運行局運行分析處處長馮利民不久前在中國虛擬電廠發(fā)展前景展望和商業(yè)模式分析會上這樣說。
記者了解到，虛擬電廠是一種分布式多類型能源資源聚合管理運行模式，通過智能管控平臺，廣泛聚合和優(yōu)化各類分布式電源、儲能系統(tǒng)、充換電站以及微電網(wǎng)、樓宇空調(diào)等多元化需求側(cè)資源，把多類型、多能流、多主體資源以電為中心聚合起來，參與電網(wǎng)實時調(diào)度，實現(xiàn)電源側(cè)的多能互補、負荷側(cè)的柔性互動。“虛擬電廠還可以作為一個特殊電廠參與電力市場和輔助服務(wù)市場運營，促進資源優(yōu)化利用，提升資源利用率和系統(tǒng)靈活性，真正形成能源的互聯(lián)和高效運行。”浙達能源CEO蔣雪冬如是說。
近年來，我國在上海、江蘇、浙江、廣東等地相繼開展了虛擬電廠試點 ，主要以工業(yè)負荷、商業(yè)樓宇空調(diào)負荷和居民側(cè)負荷等負荷類資源為主，輔以儲能、分布式光伏、自備電廠等資源，拓展出需求響應(yīng)、調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、備用等多種補貼收益方式。
今年8月，我國首家虛擬電廠管理中心在深圳成立;今年5月，國家電投深圳能源的虛擬電廠平臺參與電力現(xiàn)貨市場，獲得平均度電0.274元的收益，成為國內(nèi)首個虛擬電廠參與電力現(xiàn)貨市場盈利的案例;2019年12月，國網(wǎng)冀北電力有限公司建設(shè)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程聚合優(yōu)化了“源網(wǎng)荷儲售服”智能控制技術(shù)和互動商業(yè)模式，將泛在可調(diào)資源聚合為可與電網(wǎng)柔性互動的互聯(lián)網(wǎng)電廠;2019年5月，江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)示范工程以“源網(wǎng)荷儲”的運營機制，實現(xiàn)了非工業(yè)柔性調(diào)控2715戶、工業(yè)剛性調(diào)控1726戶、主動需求響應(yīng)20.8萬戶接入。“這些項目在削峰填谷、保障電網(wǎng)供需平衡、促進新能源消納、提升能效管理水平、降低用能成本等方面都取得了良好的示范效果。”中國電科院技術(shù)戰(zhàn)略中心主任閆華光說。
在政策層面，國家發(fā)改委、國家能源局今年初發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確，要大力提升電力負荷彈性，開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷、樓宇空調(diào)負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側(cè)儲能、新能源汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范?！渡虾ｋ娏φ{(diào)峰輔助服務(wù)市場運營規(guī)則》《第三方獨立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場規(guī)則》等政策，均加速推動了虛擬電廠由邀約模式向市場化交易模式轉(zhuǎn)型。
把分散資源聚沙成塔
促進源荷網(wǎng)良性互動
虛擬電廠為何受到業(yè)內(nèi)熱捧?
“今年以來，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)展方向越來越明確，電網(wǎng)系統(tǒng)中高波動、高比例電力電子的新能源接入風(fēng)險也隨之日益突出。同時，電力市場化改革進程明顯加快，與電網(wǎng)靈活性能力相關(guān)的交易品種明顯緊缺。因此，虛擬電廠越來越受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。”蔣雪冬分析。
“現(xiàn)階段，用戶側(cè)的資源遠遠沒有調(diào)動起來發(fā)揮作用。近年來，我國最高用電負荷持續(xù)攀升，但同時調(diào)節(jié)的空間和潛力也很大。未來，隨著終端電氣化水平的不斷提升，用電設(shè)備類型的日益豐富，電力系統(tǒng)就更需要虛擬電廠這種手段把電動汽車、空調(diào)、電鍋爐等各類分散的資源聚合起來。同時，目前虛擬電廠還未形成固化的商業(yè)模式，其調(diào)節(jié)手段、調(diào)節(jié)路徑、可發(fā)展模式等仍具有多種可能性，因此，業(yè)內(nèi)對其探討也較為熱烈。”閆華光進一步指出。
業(yè)內(nèi)專家認為，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中清潔能源的大量接入，電力系統(tǒng)“雙高”“雙峰”特征進一步凸顯，電網(wǎng)潮流方向多變，電網(wǎng)運行中的不確定因素將大幅增加。而虛擬電廠可以把分散資源聚沙成塔，提升電網(wǎng)對清潔能源的接入能力和消納能力，促進電力供應(yīng)的綠色低碳轉(zhuǎn)型，是符合未來新型電力系統(tǒng)發(fā)展需要的重要方式。
閆華光指出，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進，分布式可再生能源發(fā)電、電動汽車、溫控負荷等用戶側(cè)資源將會持續(xù)快速增長，通過聚合用戶側(cè)各類靈活性資源，將有力支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)：“一是通過參與電網(wǎng)運行，將會促進可再生能源的消納;二是通過聚合體內(nèi)部的優(yōu)化組合，進行雙向調(diào)節(jié)，實現(xiàn)削峰填谷，保障電網(wǎng)供需平衡;三是通過綜合能源管理，提升用電效率，降低用能成本;四是通過多類靈活性資源的互聯(lián)聚合，促進電、氫、氣、冷、熱等能源的耦合互補與互聯(lián)互通，提升終端能源效率和供能可靠性。”
杭州數(shù)元電力科技有限公司董事長俞慶分析，“在新型電力系統(tǒng)架構(gòu)中，電源側(cè)將成為間歇性、波動性較強的靈活電源，單靠儲能無法完全對沖發(fā)電波動風(fēng)險。因此，負荷側(cè)就需要虛擬電廠這樣的手段來促進‘源荷互動’，這也是實現(xiàn)綠色電力最高效傳輸、配送、消納的方法 。”
潛力足空間大
配套亟需跟上
馮利民指出，從虛擬電廠的發(fā)展階段來看，往往是從邀約型到市場型，再到自主型。“第一個階段通常是由政府通過專項資金、特定合同、補貼刺激等手段激勵。在第二個階段形成明顯規(guī)模市場效應(yīng)后，虛擬電廠就可以通過參與電力現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場獲利。最后在整個行業(yè)發(fā)展成熟后，虛擬電廠系統(tǒng)就可以實現(xiàn)跨空間自主調(diào)度。”
有其他業(yè)內(nèi)專家告訴記者，目前不管是從清潔能源接入規(guī)模，還是從市場成熟度，或是社會對虛擬電廠的認知來看，我國的虛擬電廠仍處于由邀約型向市場型過渡的階段，政策環(huán)境、市場機制等都已初步具備一定的基礎(chǔ)，但仍有待進一步推動 。
在閆華光看來，由于電力用戶資源的分散以及設(shè)備類型的多樣性，想要將負荷側(cè)資源聚合在一起本身就存在著一定困難。“即使能將設(shè)備聚合在一起，但不同類型的設(shè)備互聯(lián)互通、協(xié)調(diào)配合仍是目前虛擬電廠聚合資源的痛點。比如，各類用電設(shè)備、設(shè)備云平臺、用戶側(cè)能源管理系統(tǒng)與電網(wǎng)之間缺乏統(tǒng)一的互聯(lián)互通信息接口，這在改造及調(diào)節(jié)上都有一定的困難。”此外，他還指出，因現(xiàn)階段我國電力市場發(fā)展仍不成熟，電力市場輔助服務(wù)品種不夠豐富，缺乏成熟的價格機制引導(dǎo)用戶自愿將電力設(shè)備接入虛擬電廠聚合平臺。
“我國對虛擬電廠的實踐，在相關(guān)配套政策、市場機制以及技術(shù)要求等方面均還有待完善，比如，國內(nèi)大部分市場中用電側(cè)報量不報價，電力用戶只能被動地接受價格，使得大量資源的靈活性遠遠沒有被挖掘出來。當(dāng)然，市場的建設(shè)和社會的認知都需要一個培育過程，相信目前的阻礙都會一一得到突破。”蔣雪冬說。
針對現(xiàn)存行業(yè)痛點，閆華光建議，下一步仍需加強統(tǒng)籌管理和頂層設(shè)計，推動各環(huán)節(jié)聯(lián)合發(fā)力，從源頭上把需求側(cè)靈活性資源納入“雙碳”戰(zhàn)略布局，在規(guī)劃層面確立需求側(cè)靈活可調(diào)節(jié)資源的地位。“此外，需健全電力需求側(cè)靈活可調(diào)節(jié)資源的標準體系和檢測認證體系，減少虛擬電廠大規(guī)模推廣應(yīng)用的成本，實現(xiàn)智能電網(wǎng)與用戶之間的互聯(lián)交互，提升用戶使用的便捷度和滿意度，支撐業(yè)務(wù)規(guī)范化發(fā)展。”
從商業(yè)模式看，華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴認為，應(yīng)加速虛擬電廠商業(yè)模式創(chuàng)新，推動多元化投融資體制機制建設(shè)，為虛擬電廠業(yè)態(tài)培育提供良好環(huán)境與重要動能。
