全国
手机版|
关注公众号|
下载手机APP今年夏天，继续的高温天气使得我国用电负荷压力猛增，虚拟电厂概念一再走进大众视野。国网上海市电力公司经济技能研讨院副院长费斐表明，虚拟电厂能够有用缓解电网供需矛盾、确保电网安全运转、降低电网出资、推进用户节能减排，为企业、用户带来收益，完成多方共赢。
业界看好虚拟电厂商场潜力
发电和用电保持动态平衡，是电网平稳运转的重要确保。近年来，跟着用电结构的变化，我国电力负荷峰谷差越来越大。为了确保高峰期供电安全，电网不得不保存大量的冗余发电能力，构成资源糟蹋。而虚拟电厂的呈现处理了这个问题。
虚拟电厂组成结构
“虚拟电厂不同于传统火电厂，它是对分散资源进行聚合调控的一种特别电厂。”费斐告知记者，虚拟电厂以物联网为根底，经过先进的信息通讯技能和优化操控技能，将可控负荷、电动轿车、分布式储能、分布式电源等分散资源进行聚合和调控，能够呼应调度组织下达的调度指令，独立参加电力商场买卖。
华北电力大学动力互联网研讨中心主任曾鸣将虚拟电厂的核心总结为“聚合”和“通讯”。“一方面，虚拟电厂所聚合的各类用电负荷要‘可调理’，比方办公楼里的空调、公共交通用电等;另一方面，它以数字化技能为支撑，将不同空间的用电负荷整合起来，完成优化调度，然后起到安稳电力供应的作用。”曾鸣解说说。
那么虚拟电厂又是怎么“发电”的呢?
“虚拟电厂的电力来源能够分为两大类。”国网动力研讨院企业战略研讨所副所长张晓萱介绍，一类是其聚合的分布式电源、储能、电动车等向电网供给的充裕电力;另一类是虚拟电厂经过操控其聚合的可调理负荷，减少用电高峰时的电力需求，所节省的部分等效于向电网供给了电力。
有专家表明，因为虚拟电厂依托的是高度智能化的操控系统，并接入衔接大量设备的物联网，所以它的理论呼应速度与调理能力都远超传统调峰手法，特别适配以风光电为首，需求电网做出快速反应的可再生动力。
虚拟电厂渠道
此外，虚拟电厂还具有优异的经济性。依据国家电网测算，经过火电厂完成电力系统削峰填谷，满足5%的峰值负荷需求出资4000亿元;而经过虚拟电厂，在建造、运营、激励等环节出资仅需500亿元至600亿元，仅为火电厂本钱的12%~15%。
虽然近期才“走红”，但虚拟电厂并非新概念。早在1997年，经济学家西蒙?阿韦布赫就提出了虚拟电厂的相关概念。他在《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技能及竞争力》一书中将其定义为：受商场驱动的独立实体间灵敏合作，且能够为顾客供给所需的高效电能服务而不用拥有相应的资产。
自2001年起，欧洲各国就开始展开以集成中小型分布式发电单元为主要目标的虚拟电厂研讨项目;同期，北美也在推进相同内涵的“电力需求呼应”，经过商场化激励机制引导用户错峰用电，确保电网系统安稳性，例如，特斯拉布局Powerwall家用储能电池，让电网在压力较大的时候能够从Powerwall用户处调集电力。
而我国在“十三五”时期，也已展开虚拟电厂的试点工作。上海于2017年建成首个商业修建虚拟电厂——黄浦区商业修建虚拟电厂示范工程。国家电网冀北电力公司在2019年优化立异虚拟电厂运营模式，并服务北京冬奥会。8月26日，国内首家虚拟电厂办理中心在深圳揭牌，接入分布式储能、数据中心、充电站、地铁等类型负荷聚合商14家，接入容量达87万千瓦，挨近一座大型煤电厂的装机容量。
今年以来，鼓舞虚拟电厂开展的方针一再出台，进一步推进其开展。
《“十四五”现代动力系统规划》提出，展开工业可调理负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新动力轿车与电网能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》要求建立一批适用于分布式动力的“源-网-荷-储-数”归纳虚拟电厂。《关于推进动力电子产业开展的辅导意见(征求意见稿)》中也提出，探究展开源网荷储一体化、多能互补的才智动力系统、智能微电网、虚拟电厂建造。
在一系列方针的支持下，外界看好虚拟电厂的商场潜力。费斐表明，按2025年全国负荷16亿千瓦、虚拟电厂容量占总负荷3%来测算，届时全国虚拟电厂容量或许到达4800万千瓦，带来的经济效益将到达千亿元级。
数据共享进步发电功率
中午是上海城市用电的高峰时段，在黄浦区的一栋写字楼里，部分电梯暂停，几台空调主机和水泵临时关闭，就连地下车库的照明也部分平息。这并不是停电，而是虚拟电厂对用电设备进行的柔性调理。
“以空调为例。在夏季用电高峰期，咱们的虚拟电厂系统依托通讯技能和智能操控技能，能够对空调的预设温度、风机转速、送风量等十几个参数进行柔性操控，例如，在特定时段将空调温度由23℃调升至26℃。在不停机、不影响用户运用的前提下，为电网‘减负’。”费斐介绍，在这种调理下，一栋写字楼内的空调、电梯、充电桩、照明在高峰时段能够少用612千瓦的电力。今年夏天，上海市最高减少负荷为91.6万千瓦，相当于一座大型煤电厂的装机容量。
据了解，国网上海市电力公司打造的虚拟电厂运营系统，包含资源收集层、虚拟电厂层、系统渠道层三个层次。在资源收集层，智能终端对可控负荷、电动轿车、分布式储能、分布式电源等海量灵敏资源进行数据收集、监测和操控;在虚拟电厂层，聚合商对可调理资源进行分层分组聚合和和谐优化操控，构成技能指标满足电网运转要求的“电厂”;而系统渠道层则经过电力调度渠道、买卖渠道、办理渠道间的和谐合作完成虚拟电厂的注册、买卖、运转、结算全流程办理。“系统会提前进行发电猜测和负荷猜测，计算出当天的供电‘缺口’，并在买卖中心发布购买需求和买卖价格，之后依据报价、买卖量等信息与聚合商达成买卖出清。等到呼应时段，虚拟电厂会依据买卖结果履行发电使命，对负荷进行调控。”费斐解说说。
新动力轿车换电站也是虚拟电厂的重要“资源”之一。8月，在安徽省合肥市供电公司的统一调度下，15座蔚来换电站参加了全市虚拟电厂的电网调峰。在用电高峰期时，降低换电站单站平均功率，然后降低了合肥电网累积负荷。5天时间内，在不影响用户正常换电运用的状况下，15座蔚来换电站累计调整负荷8兆瓦时，相当于为3000余户一般居民家庭“省出”了实时用电量。对此，蔚来动力高级副总裁沈斐表明，经过“低充高放”等方法，蔚来换电站能够更深化地进行电网互动。此外，它还能够为电网供给调频辅佐服务，向电网放电。当电网富裕时，用户能够多充电;而当电网缺乏时，用户能够在蔚来换电站对车辆贮存电能进行放电。
蔚来换电站
远光动力互联网资深归纳动力服务专家贺鹏表明，智能计量技能、大数据、人工智能和区块链技能是支持虚拟电厂的重要技能底座。他解说，智能计量技能能够完成自动抄表，即对分布式动力的电、气、水、热等动力进行自动测量读取，供给实时动态的电源和需求侧信息;运用大数据和人工智能技能，例如神经网络算法技能，能够对虚拟电厂内部的发电量、负荷量、商场供需关系和实时电价进行猜测、分析和评估;而区块链去“中心化”则处理各用户间的互信问题，然后能够建立一个信任系统。
“经过智能计量、大数据和人工智能技能，虚拟电厂能够聚合各个主体的详细信息、所有发电数据和负荷数据，构成数据共享。这样，一方面，在发电侧能够进行才智调控，协助电厂合理拟定发电方案，进步发电功率;另一方面，从电力买卖看，每个主体都能取得充足的商场信息，协助其做出最优决议计划。”贺鹏说。
计量和通讯两大技能难点待打破
虽然有许多优点，但虚拟电厂并不能彻底处理“用电荒”难题。在贺鹏看来，虚拟电厂的核心理念是经过信息化手法进行“源-网-荷-储”互动，高效使用各类电力，然后完成供电侧和发电侧两头平衡，让电网更安稳。它本质上还是一种负荷调控手法，并不能直接发电，所以只能缓解某些时段和部分地区因供需失衡构成的电力短缺问题，不能处理大面积或者灾害性的缺电状况。
此外，多位业内人士指出，虚拟电厂现在尚处于初步开展阶段，大范围推行还面临许多挑战。
费斐告知记者，虚拟电厂要想完成打破开展，首先要攻破计量和通讯两大技能难点。他解说，虚拟电厂系统由大量设备互联构成，而多点计量难度大、功率低、难以把控收集频率，极大地影响了系统功率。此外，信息安全建造刻不容缓。系统中的每个设备都或许成为被进犯的目标，防范难度大。怎么避免信息被窃取、篡改，怎么避免调度系统遭受网络进犯，都是亟待处理的问题。
方针方面的缺失，也是限制虚拟电厂开展的原因之一。费斐解说，诸如谁建造、谁运营、谁参加、谁监管、系统怎么规划、本钱分摊机制、商场规则、买卖机制等关键问题，尚无完善的方针支持系统。怎么结合地域特征建立激励资金池，逐步探究扩大资金来源、规划，亦是需求政府、电网、用户多方协同处理的问题。
技能标准缺失问题也亟须处理。贺鹏表明，现在，虚拟电厂各类示范项目已建造不少，但还没有构成国家级的技能标准。这既不利于统一办理，也不利于商场推行。
虚拟电厂的详细商业模式同样需求进一步探究。贺鹏以为，当时我国虚拟电厂尚处于邀约型阶段，以电厂自建为主，旨在满足电网本身的调理需求，还难以构成继续的商业模式。此外，因商场化的电力买卖机制尚不健全，盈利性受到限制，所以电网以外的其他商场主体出资建造虚拟电厂的动力缺乏。“怎么探究一套契合我国电力商场特征的商业模式，是虚拟电厂面临的重要课题。”贺鹏说。
