中國儲能網(wǎng)訊：不建廠房、不冒煙的虛擬電廠，從概念照進現(xiàn)實。
近日，浙江組織今夏首次虛擬電廠參與電網(wǎng)的移峰錯峰，這也標志著全省虛擬電廠管理平臺正式投入使用。
“虛擬”，一是看不見實體。這種特殊的電廠由成千上萬個充電樁、空調(diào)、新型儲能、自備電廠等資源組合而成。它們散落在千家萬戶，在數(shù)字技術(shù)的加持下匯聚起來參與電網(wǎng)調(diào)度。
二是不完全發(fā)電。比如空調(diào)、數(shù)據(jù)中心、景觀照明，都是純用電主體，充電樁和新型儲能可以放電，但都是事先存儲在電車和電池中的電量，只有分布式電源和自備電廠能夠真正發(fā)電。
今年迎峰度夏前，浙江建成首個覆蓋全省的虛擬電廠管理平臺，計劃今年資源聚合規(guī)模力爭達到400萬千瓦，到“十四五”末，資源聚合規(guī)模力爭達到500萬千瓦以上。
用電要錯峰
為什么要建這種電廠？
近些年，高溫天氣疊加工業(yè)發(fā)展，浙江夏季電力供應(yīng)形勢緊張。今年7月，全省最高用電負荷同比增長11.9%，居民空調(diào)負荷最高達2166萬千瓦，相當于同一時刻全省最多有1805萬臺家用空調(diào)同時開啟。
為了滿足用電所需，浙江在省內(nèi)頂峰發(fā)電、在省外爭取購電。
不過，這樣的用電尖峰時刻并不多見。以2023年為例，浙江省最高電力負荷超過1億千瓦，達到或超過最高負荷95%的尖峰時刻僅有33個小時。以尖峰為標準來擴建電廠和電網(wǎng)，顯然缺乏經(jīng)濟性。
一味地開源，不如科學(xué)節(jié)流。如果能在尖峰時刻做好用戶告知，鼓勵大家在特定時間減少用電或交替用電，就能實現(xiàn)移峰錯峰。從2018年起，浙江能源電力部門開始著手負荷管理。
目前，用電企業(yè)、新型儲能等主體可以自主參與需求響應(yīng)，也就是接受電網(wǎng)需求邀約，自主在尖峰時刻減少用電。由于峰谷電存在價差，參與的主體也能降低用電成本。
隨著用戶形態(tài)越來越豐富，靈活充電的新能源汽車、公共場所的各類空調(diào)、企業(yè)自用的小型儲能、屋頂安裝的分布式光伏，因其小而散，省調(diào)中心難以一一發(fā)出指令、精準調(diào)節(jié)，這無疑增加了電網(wǎng)調(diào)度的負擔。
保供又降本
轉(zhuǎn)換思路，把它們匯聚起來將迸發(fā)出巨大的能量。
目前，省級虛擬電廠管理平臺已經(jīng)聚合全省2.53余萬戶空調(diào)、4803個充電樁、818戶新型儲能、81戶數(shù)據(jù)中心、581戶景觀照明、87戶自備電廠以及25.02萬戶分布式電源等零散負荷資源。它們分屬近20家虛擬電廠運營商。
在這次移峰錯峰中，全省共17家虛擬電廠參與，最大響應(yīng)負荷132.3萬千瓦，平均響應(yīng)負荷100.3萬千瓦。也就是在尖峰時刻，虛擬電廠根據(jù)指令，科學(xué)調(diào)度下屬資源減用電、增發(fā)電、反放電。
8月5日晚，衢州信安能源虛擬電廠整合了電動汽車、儲能、分布式光伏等碎片化的電力資源進行移峰錯峰。
位于衢州的哲豐儲能電站就參與其中。該電站將1.4萬千瓦的高峰負荷平移至夜間23點至第二天早上8點的低谷時段，以加入虛擬電廠的形式幫助電網(wǎng)減壓。同時，根據(jù)尖峰谷電價的價差，這次調(diào)整可以為它減少用電成本約11900元。
節(jié)能是第五能源，虛擬電廠就是這樣參與夏冬高峰季保供。
此外，它還能以靈活性優(yōu)勢應(yīng)對具有不穩(wěn)定屬性的新能源，促進新能源電力消納，因此也有著減少化石燃料依賴、釋放土地資源的綠色屬性。
AI做指揮
關(guān)鍵難題是，如何喚醒這些小而散的負荷資源？浙江虛擬電廠“1.0版”的背后，是一支來自清華大學(xué)的國家重點研究項目團隊。
虛擬電廠運營商和各類資源簽約后，會按需給用電主體裝上監(jiān)測設(shè)備，通過匯總電力數(shù)據(jù)實現(xiàn)打包管理。這些數(shù)據(jù)又和省級虛擬電廠管理平臺打通，接入全省的新型電力負荷管理系統(tǒng)，由此參與需求響應(yīng)等業(yè)務(wù)。
不同的資源在調(diào)控能力、成本等方面各有特性，比如分布式光伏在白天大量發(fā)電，自備電廠大多配合企業(yè)生產(chǎn)線啟停，空調(diào)又和環(huán)境溫度密切相關(guān)。
各類資源協(xié)同起來，不僅能形成規(guī)模，還能在內(nèi)部實現(xiàn)互補，達到1+1>2的效果。
國網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司在錢江世紀城公園投運V2G雙向充放電設(shè)備，可連接到虛擬電廠。通訊員 姚靖霖 攝
其中，少不了算法、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的加持。清華大學(xué)團隊針對AI虛擬電廠技術(shù)形成課題，讓AI來實現(xiàn)分散資源聚合、調(diào)控、時空組合等方面的精確計算。同時使用區(qū)塊鏈技術(shù)，在資源之間實現(xiàn)去中心化的鏈接，讓虛擬電廠更加安全可靠。
這些理論研究成果首次應(yīng)用在浙江虛擬電廠管理平臺，將在示范運行過程中不斷迭代為2.0版、3.0版……
總之，虛擬電廠就像個承包商，既解決電網(wǎng)“管不過來”的問題，又解決用戶“規(guī)模不夠、沒資格參與”或是“看不懂規(guī)則、不會參與”的問題，為雙方省時省力。
市場來激勵
事實上，虛擬電廠興起不久。這一概念在海外最早出現(xiàn)于1997年，直到2016年才被引入國內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)體系。
在浙江，近幾年杭州、寧波、嘉興、金華等多地開始探索區(qū)域虛擬電廠，并建立相應(yīng)的補貼激勵機制。
對標“真電廠”的響應(yīng)能力，虛擬電廠還需繼續(xù)擴大規(guī)模，這就要讓更多主體參與進來。
吸引力來自電力市場機制。除了參與需求響應(yīng)，虛擬電廠還可以參與電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，交易它的發(fā)電量和調(diào)節(jié)能力，獲得市場化的收益。
去年開始，被稱作“虛擬電廠0.5版”的第三方獨立主體參與削峰調(diào)峰輔助服務(wù)交易市場已經(jīng)開啟。
截至目前，共有89個虛擬電廠、負荷聚合商等第三方獨立主體完成平臺注冊，74個主體參與交易，涉及二級用戶29360戶，最大單日響應(yīng)負荷43.12萬千瓦。
“0.5版”與“1.0版”的區(qū)別在于，當時沒有完善的虛擬電廠管理平臺，市場也設(shè)置有一定的啟動門檻，規(guī)模較小，激勵強度也不大。未來銜接到電力市場中，還需繼續(xù)完善機制、提升市場延續(xù)性。
放眼全球，德國虛擬電廠聚焦管理分布式能源，聚合參與電力市場和提供電力輔助服務(wù)，美國虛擬電廠通過實時靈活響應(yīng)需求獲得收益，日本則以用戶側(cè)儲能為主建設(shè)虛擬電廠，商業(yè)化程度都比較高。
虛擬電廠發(fā)展大致會經(jīng)歷邀約型、市場型、自主調(diào)度型等階段。當前，國內(nèi)基本以邀約型或市場型為主，要進入成熟市場并實現(xiàn)自主調(diào)度，還有較長的路要走。
