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下載手機(jī)APP 提起電廠，很多人都會(huì)聯(lián)想到這樣的場(chǎng)景——巨大的冷卻塔，挺拔的煙囪和滾滾的白煙?？墒侨缃瘢蹅兩磉叧尸F(xiàn)了一種電廠，既不燒煤，也沒(méi)有廠房，但卻能經(jīng)過(guò)調(diào)理負(fù)荷等效進(jìn)行“發(fā)電”，這便是“虛擬電廠”。
今年夏天，繼續(xù)的高溫天氣使得我國(guó)用電負(fù)荷壓力猛增，虛擬電廠概念一再走進(jìn)大眾視野。國(guó)網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟(jì)技能研討院副院長(zhǎng)費(fèi)斐表明，虛擬電廠能夠有用緩解電網(wǎng)供需矛盾、確保電網(wǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)、降低電網(wǎng)出資、推進(jìn)用戶(hù)節(jié)能減排，為企業(yè)、用戶(hù)帶來(lái)收益，完成多方共贏。
業(yè)界看好虛擬電廠商場(chǎng)潛力
發(fā)電和用電保持動(dòng)態(tài)平衡，是電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要確保。近年來(lái)，跟著用電結(jié)構(gòu)的變化，我國(guó)電力負(fù)荷峰谷差越來(lái)越大。為了確保高峰期供電安全，電網(wǎng)不得不保存大量的冗余發(fā)電能力，構(gòu)成資源糟蹋。而虛擬電廠的呈現(xiàn)處理了這個(gè)問(wèn)題。
虛擬電廠組成結(jié)構(gòu)
“虛擬電廠不同于傳統(tǒng)火電廠，它是對(duì)分散資源進(jìn)行聚合調(diào)控的一種特別電廠。”費(fèi)斐告知記者，虛擬電廠以物聯(lián)網(wǎng)為根底，經(jīng)過(guò)先進(jìn)的信息通訊技能和優(yōu)化操控技能，將可控負(fù)荷、電動(dòng)轎車(chē)、分布式儲(chǔ)能、分布式電源等分散資源進(jìn)行聚合和調(diào)控，能夠呼應(yīng)調(diào)度組織下達(dá)的調(diào)度指令，獨(dú)立參加電力商場(chǎng)買(mǎi)賣(mài)。
華北電力大學(xué)動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)研討中心主任曾鳴將虛擬電廠的核心總結(jié)為“聚合”和“通訊”。“一方面，虛擬電廠所聚合的各類(lèi)用電負(fù)荷要‘可調(diào)理’，比方辦公樓里的空調(diào)、公共交通用電等;另一方面，它以數(shù)字化技能為支撐，將不同空間的用電負(fù)荷整合起來(lái)，完成優(yōu)化調(diào)度，然后起到安穩(wěn)電力供應(yīng)的作用。”曾鳴解說(shuō)說(shuō)。
那么虛擬電廠又是怎么“發(fā)電”的呢?
“虛擬電廠的電力來(lái)源能夠分為兩大類(lèi)。”國(guó)網(wǎng)動(dòng)力研討院企業(yè)戰(zhàn)略研討所副所長(zhǎng)張曉萱介紹，一類(lèi)是其聚合的分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)等向電網(wǎng)供給的充裕電力;另一類(lèi)是虛擬電廠經(jīng)過(guò)操控其聚合的可調(diào)理負(fù)荷，減少用電高峰時(shí)的電力需求，所節(jié)省的部分等效于向電網(wǎng)供給了電力。
有專(zhuān)家表明，因?yàn)樘摂M電廠依托的是高度智能化的操控系統(tǒng)，并接入銜接大量設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)，所以它的理論呼應(yīng)速度與調(diào)理能力都遠(yuǎn)超傳統(tǒng)調(diào)峰手法，特別適配以風(fēng)光電為首，需求電網(wǎng)做出快速反應(yīng)的可再生動(dòng)力。
虛擬電廠渠道
此外，虛擬電廠還具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性。依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)測(cè)算，經(jīng)過(guò)火電廠完成電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足5%的峰值負(fù)荷需求出資4000億元;而經(jīng)過(guò)虛擬電廠，在建造、運(yùn)營(yíng)、激勵(lì)等環(huán)節(jié)出資僅需500億元至600億元，僅為火電廠本錢(qián)的12%~15%。
雖然近期才“走紅”，但虛擬電廠并非新概念。早在1997年，經(jīng)濟(jì)學(xué)家西蒙?阿韋布赫就提出了虛擬電廠的相關(guān)概念。他在《虛擬公共設(shè)施：新興產(chǎn)業(yè)的描述、技能及競(jìng)爭(zhēng)力》一書(shū)中將其定義為：受商場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立實(shí)體間靈敏合作，且能夠?yàn)轭櫩凸┙o所需的高效電能服務(wù)而不用擁有相應(yīng)的資產(chǎn)。
自2001年起，歐洲各國(guó)就開(kāi)始展開(kāi)以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬電廠研討項(xiàng)目;同期，北美也在推進(jìn)相同內(nèi)涵的“電力需求呼應(yīng)”，經(jīng)過(guò)商場(chǎng)化激勵(lì)機(jī)制引導(dǎo)用戶(hù)錯(cuò)峰用電，確保電網(wǎng)系統(tǒng)安穩(wěn)性，例如，特斯拉布局Powerwall家用儲(chǔ)能電池，讓電網(wǎng)在壓力較大的時(shí)候能夠從Powerwall用戶(hù)處調(diào)集電力。
而我國(guó)在“十三五”時(shí)期，也已展開(kāi)虛擬電廠的試點(diǎn)工作。上海于2017年建成首個(gè)商業(yè)修建虛擬電廠——黃浦區(qū)商業(yè)修建虛擬電廠示范工程。國(guó)家電網(wǎng)冀北電力公司在2019年優(yōu)化立異虛擬電廠運(yùn)營(yíng)模式，并服務(wù)北京冬奧會(huì)。8月26日，國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠辦理中心在深圳揭牌，接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類(lèi)型負(fù)荷聚合商14家，接入容量達(dá)87萬(wàn)千瓦，挨近一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。
今年以來(lái)，鼓舞虛擬電廠開(kāi)展的方針一再出臺(tái)，進(jìn)一步推進(jìn)其開(kāi)展。
《“十四五”現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)規(guī)劃》提出，展開(kāi)工業(yè)可調(diào)理負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能、新動(dòng)力轎車(chē)與電網(wǎng)能量互動(dòng)等各類(lèi)資源聚合的虛擬電廠示范。《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》要求建立一批適用于分布式動(dòng)力的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-數(shù)”歸納虛擬電廠。《關(guān)于推進(jìn)動(dòng)力電子產(chǎn)業(yè)開(kāi)展的輔導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》中也提出，探究展開(kāi)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、多能互補(bǔ)的才智動(dòng)力系統(tǒng)、智能微電網(wǎng)、虛擬電廠建造。
在一系列方針的支持下，外界看好虛擬電廠的商場(chǎng)潛力。費(fèi)斐表明，按2025年全國(guó)負(fù)荷16億千瓦、虛擬電廠容量占總負(fù)荷3%來(lái)測(cè)算，屆時(shí)全國(guó)虛擬電廠容量或許到達(dá)4800萬(wàn)千瓦，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將到達(dá)千億元級(jí)。
數(shù)據(jù)共享進(jìn)步發(fā)電功率
中午是上海城市用電的高峰時(shí)段，在黃浦區(qū)的一棟寫(xiě)字樓里，部分電梯暫停，幾臺(tái)空調(diào)主機(jī)和水泵臨時(shí)關(guān)閉，就連地下車(chē)庫(kù)的照明也部分平息。這并不是停電，而是虛擬電廠對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行的柔性調(diào)理。
“以空調(diào)為例。在夏季用電高峰期，咱們的虛擬電廠系統(tǒng)依托通訊技能和智能操控技能，能夠?qū)照{(diào)的預(yù)設(shè)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、送風(fēng)量等十幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行柔性操控，例如，在特定時(shí)段將空調(diào)溫度由23℃調(diào)升至26℃。在不停機(jī)、不影響用戶(hù)運(yùn)用的前提下，為電網(wǎng)‘減負(fù)’。”費(fèi)斐介紹，在這種調(diào)理下，一棟寫(xiě)字樓內(nèi)的空調(diào)、電梯、充電樁、照明在高峰時(shí)段能夠少用612千瓦的電力。今年夏天，上海市最高減少負(fù)荷為91.6萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。
據(jù)了解，國(guó)網(wǎng)上海市電力公司打造的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，包含資源收集層、虛擬電廠層、系統(tǒng)渠道層三個(gè)層次。在資源收集層，智能終端對(duì)可控負(fù)荷、電動(dòng)轎車(chē)、分布式儲(chǔ)能、分布式電源等海量靈敏資源進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測(cè)和操控;在虛擬電廠層，聚合商對(duì)可調(diào)理資源進(jìn)行分層分組聚合和和諧優(yōu)化操控，構(gòu)成技能指標(biāo)滿足電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)要求的“電廠”;而系統(tǒng)渠道層則經(jīng)過(guò)電力調(diào)度渠道、買(mǎi)賣(mài)渠道、辦理渠道間的和諧合作完成虛擬電廠的注冊(cè)、買(mǎi)賣(mài)、運(yùn)轉(zhuǎn)、結(jié)算全流程辦理。“系統(tǒng)會(huì)提前進(jìn)行發(fā)電猜測(cè)和負(fù)荷猜測(cè)，計(jì)算出當(dāng)天的供電‘缺口’，并在買(mǎi)賣(mài)中心發(fā)布購(gòu)買(mǎi)需求和買(mǎi)賣(mài)價(jià)格，之后依據(jù)報(bào)價(jià)、買(mǎi)賣(mài)量等信息與聚合商達(dá)成買(mǎi)賣(mài)出清。等到呼應(yīng)時(shí)段，虛擬電廠會(huì)依據(jù)買(mǎi)賣(mài)結(jié)果履行發(fā)電使命，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控。”費(fèi)斐解說(shuō)說(shuō)。
新動(dòng)力轎車(chē)換電站也是虛擬電廠的重要“資源”之一。8月，在安徽省合肥市供電公司的統(tǒng)一調(diào)度下，15座蔚來(lái)?yè)Q電站參加了全市虛擬電廠的電網(wǎng)調(diào)峰。在用電高峰期時(shí)，降低換電站單站平均功率，然后降低了合肥電網(wǎng)累積負(fù)荷。5天時(shí)間內(nèi)，在不影響用戶(hù)正常換電運(yùn)用的狀況下，15座蔚來(lái)?yè)Q電站累計(jì)調(diào)整負(fù)荷8兆瓦時(shí)，相當(dāng)于為3000余戶(hù)一般居民家庭“省出”了實(shí)時(shí)用電量。對(duì)此，蔚來(lái)動(dòng)力高級(jí)副總裁沈斐表明，經(jīng)過(guò)“低充高放”等方法，蔚來(lái)?yè)Q電站能夠更深化地進(jìn)行電網(wǎng)互動(dòng)。此外，它還能夠?yàn)殡娋W(wǎng)供給調(diào)頻輔佐服務(wù)，向電網(wǎng)放電。當(dāng)電網(wǎng)富裕時(shí)，用戶(hù)能夠多充電;而當(dāng)電網(wǎng)缺乏時(shí)，用戶(hù)能夠在蔚來(lái)?yè)Q電站對(duì)車(chē)輛貯存電能進(jìn)行放電。
蔚來(lái)?yè)Q電站
遠(yuǎn)光動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)資深歸納動(dòng)力服務(wù)專(zhuān)家賀鵬表明，智能計(jì)量技能、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈技能是支持虛擬電廠的重要技能底座。他解說(shuō)，智能計(jì)量技能能夠完成自動(dòng)抄表，即對(duì)分布式動(dòng)力的電、氣、水、熱等動(dòng)力進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量讀取，供給實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的電源和需求側(cè)信息;運(yùn)用大數(shù)據(jù)和人工智能技能，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法技能，能夠?qū)μ摂M電廠內(nèi)部的發(fā)電量、負(fù)荷量、商場(chǎng)供需關(guān)系和實(shí)時(shí)電價(jià)進(jìn)行猜測(cè)、分析和評(píng)估;而區(qū)塊鏈去“中心化”則處理各用戶(hù)間的互信問(wèn)題，然后能夠建立一個(gè)信任系統(tǒng)。
“經(jīng)過(guò)智能計(jì)量、大數(shù)據(jù)和人工智能技能，虛擬電廠能夠聚合各個(gè)主體的詳細(xì)信息、所有發(fā)電數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)共享。這樣，一方面，在發(fā)電側(cè)能夠進(jìn)行才智調(diào)控，協(xié)助電廠合理擬定發(fā)電方案，進(jìn)步發(fā)電功率;另一方面，從電力買(mǎi)賣(mài)看，每個(gè)主體都能取得充足的商場(chǎng)信息，協(xié)助其做出最優(yōu)決議計(jì)劃。”賀鵬說(shuō)。
計(jì)量和通訊兩大技能難點(diǎn)待打破
雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但虛擬電廠并不能徹底處理“用電荒”難題。在賀鵬看來(lái)，虛擬電廠的核心理念是經(jīng)過(guò)信息化手法進(jìn)行“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)，高效使用各類(lèi)電力，然后完成供電側(cè)和發(fā)電側(cè)兩頭平衡，讓電網(wǎng)更安穩(wěn)。它本質(zhì)上還是一種負(fù)荷調(diào)控手法，并不能直接發(fā)電，所以只能緩解某些時(shí)段和部分地區(qū)因供需失衡構(gòu)成的電力短缺問(wèn)題，不能處理大面積或者災(zāi)害性的缺電狀況。
此外，多位業(yè)內(nèi)人士指出，虛擬電廠現(xiàn)在尚處于初步開(kāi)展階段，大范圍推行還面臨許多挑戰(zhàn)。
費(fèi)斐告知記者，虛擬電廠要想完成打破開(kāi)展，首先要攻破計(jì)量和通訊兩大技能難點(diǎn)。他解說(shuō)，虛擬電廠系統(tǒng)由大量設(shè)備互聯(lián)構(gòu)成，而多點(diǎn)計(jì)量難度大、功率低、難以把控收集頻率，極大地影響了系統(tǒng)功率。此外，信息安全建造刻不容緩。系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備都或許成為被進(jìn)犯的目標(biāo)，防范難度大。怎么避免信息被竊取、篡改，怎么避免調(diào)度系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)進(jìn)犯，都是亟待處理的問(wèn)題。
方針?lè)矫娴娜笔?，也是限制虛擬電廠開(kāi)展的原因之一。費(fèi)斐解說(shuō)，諸如誰(shuí)建造、誰(shuí)運(yùn)營(yíng)、誰(shuí)參加、誰(shuí)監(jiān)管、系統(tǒng)怎么規(guī)劃、本錢(qián)分?jǐn)倷C(jī)制、商場(chǎng)規(guī)則、買(mǎi)賣(mài)機(jī)制等關(guān)鍵問(wèn)題，尚無(wú)完善的方針支持系統(tǒng)。怎么結(jié)合地域特征建立激勵(lì)資金池，逐步探究擴(kuò)大資金來(lái)源、規(guī)劃，亦是需求政府、電網(wǎng)、用戶(hù)多方協(xié)同處理的問(wèn)題。
技能標(biāo)準(zhǔn)缺失問(wèn)題也亟須處理。賀鵬表明，現(xiàn)在，虛擬電廠各類(lèi)示范項(xiàng)目已建造不少，但還沒(méi)有構(gòu)成國(guó)家級(jí)的技能標(biāo)準(zhǔn)。這既不利于統(tǒng)一辦理，也不利于商場(chǎng)推行。
虛擬電廠的詳細(xì)商業(yè)模式同樣需求進(jìn)一步探究。賀鵬以為，當(dāng)時(shí)我國(guó)虛擬電廠尚處于邀約型階段，以電廠自建為主，旨在滿足電網(wǎng)本身的調(diào)理需求，還難以構(gòu)成繼續(xù)的商業(yè)模式。此外，因商場(chǎng)化的電力買(mǎi)賣(mài)機(jī)制尚不健全，盈利性受到限制，所以電網(wǎng)以外的其他商場(chǎng)主體出資建造虛擬電廠的動(dòng)力缺乏。“怎么探究一套契合我國(guó)電力商場(chǎng)特征的商業(yè)模式，是虛擬電廠面臨的重要課題。”賀鵬說(shuō)。
今年夏天，繼續(xù)的高溫天氣使得我國(guó)用電負(fù)荷壓力猛增，虛擬電廠概念一再走進(jìn)大眾視野。國(guó)網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟(jì)技能研討院副院長(zhǎng)費(fèi)斐表明，虛擬電廠能夠有用緩解電網(wǎng)供需矛盾、確保電網(wǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)、降低電網(wǎng)出資、推進(jìn)用戶(hù)節(jié)能減排，為企業(yè)、用戶(hù)帶來(lái)收益，完成多方共贏。
業(yè)界看好虛擬電廠商場(chǎng)潛力
發(fā)電和用電保持動(dòng)態(tài)平衡，是電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要確保。近年來(lái)，跟著用電結(jié)構(gòu)的變化，我國(guó)電力負(fù)荷峰谷差越來(lái)越大。為了確保高峰期供電安全，電網(wǎng)不得不保存大量的冗余發(fā)電能力，構(gòu)成資源糟蹋。而虛擬電廠的呈現(xiàn)處理了這個(gè)問(wèn)題。
虛擬電廠組成結(jié)構(gòu)
“虛擬電廠不同于傳統(tǒng)火電廠，它是對(duì)分散資源進(jìn)行聚合調(diào)控的一種特別電廠。”費(fèi)斐告知記者，虛擬電廠以物聯(lián)網(wǎng)為根底，經(jīng)過(guò)先進(jìn)的信息通訊技能和優(yōu)化操控技能，將可控負(fù)荷、電動(dòng)轎車(chē)、分布式儲(chǔ)能、分布式電源等分散資源進(jìn)行聚合和調(diào)控，能夠呼應(yīng)調(diào)度組織下達(dá)的調(diào)度指令，獨(dú)立參加電力商場(chǎng)買(mǎi)賣(mài)。
華北電力大學(xué)動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)研討中心主任曾鳴將虛擬電廠的核心總結(jié)為“聚合”和“通訊”。“一方面，虛擬電廠所聚合的各類(lèi)用電負(fù)荷要‘可調(diào)理’，比方辦公樓里的空調(diào)、公共交通用電等;另一方面，它以數(shù)字化技能為支撐，將不同空間的用電負(fù)荷整合起來(lái)，完成優(yōu)化調(diào)度，然后起到安穩(wěn)電力供應(yīng)的作用。”曾鳴解說(shuō)說(shuō)。
那么虛擬電廠又是怎么“發(fā)電”的呢?
“虛擬電廠的電力來(lái)源能夠分為兩大類(lèi)。”國(guó)網(wǎng)動(dòng)力研討院企業(yè)戰(zhàn)略研討所副所長(zhǎng)張曉萱介紹，一類(lèi)是其聚合的分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)等向電網(wǎng)供給的充裕電力;另一類(lèi)是虛擬電廠經(jīng)過(guò)操控其聚合的可調(diào)理負(fù)荷，減少用電高峰時(shí)的電力需求，所節(jié)省的部分等效于向電網(wǎng)供給了電力。
有專(zhuān)家表明，因?yàn)樘摂M電廠依托的是高度智能化的操控系統(tǒng)，并接入銜接大量設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)，所以它的理論呼應(yīng)速度與調(diào)理能力都遠(yuǎn)超傳統(tǒng)調(diào)峰手法，特別適配以風(fēng)光電為首，需求電網(wǎng)做出快速反應(yīng)的可再生動(dòng)力。
虛擬電廠渠道
此外，虛擬電廠還具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性。依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)測(cè)算，經(jīng)過(guò)火電廠完成電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足5%的峰值負(fù)荷需求出資4000億元;而經(jīng)過(guò)虛擬電廠，在建造、運(yùn)營(yíng)、激勵(lì)等環(huán)節(jié)出資僅需500億元至600億元，僅為火電廠本錢(qián)的12%~15%。
雖然近期才“走紅”，但虛擬電廠并非新概念。早在1997年，經(jīng)濟(jì)學(xué)家西蒙?阿韋布赫就提出了虛擬電廠的相關(guān)概念。他在《虛擬公共設(shè)施：新興產(chǎn)業(yè)的描述、技能及競(jìng)爭(zhēng)力》一書(shū)中將其定義為：受商場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立實(shí)體間靈敏合作，且能夠?yàn)轭櫩凸┙o所需的高效電能服務(wù)而不用擁有相應(yīng)的資產(chǎn)。
自2001年起，歐洲各國(guó)就開(kāi)始展開(kāi)以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬電廠研討項(xiàng)目;同期，北美也在推進(jìn)相同內(nèi)涵的“電力需求呼應(yīng)”，經(jīng)過(guò)商場(chǎng)化激勵(lì)機(jī)制引導(dǎo)用戶(hù)錯(cuò)峰用電，確保電網(wǎng)系統(tǒng)安穩(wěn)性，例如，特斯拉布局Powerwall家用儲(chǔ)能電池，讓電網(wǎng)在壓力較大的時(shí)候能夠從Powerwall用戶(hù)處調(diào)集電力。
而我國(guó)在“十三五”時(shí)期，也已展開(kāi)虛擬電廠的試點(diǎn)工作。上海于2017年建成首個(gè)商業(yè)修建虛擬電廠——黃浦區(qū)商業(yè)修建虛擬電廠示范工程。國(guó)家電網(wǎng)冀北電力公司在2019年優(yōu)化立異虛擬電廠運(yùn)營(yíng)模式，并服務(wù)北京冬奧會(huì)。8月26日，國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠辦理中心在深圳揭牌，接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類(lèi)型負(fù)荷聚合商14家，接入容量達(dá)87萬(wàn)千瓦，挨近一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。
今年以來(lái)，鼓舞虛擬電廠開(kāi)展的方針一再出臺(tái)，進(jìn)一步推進(jìn)其開(kāi)展。
《“十四五”現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)規(guī)劃》提出，展開(kāi)工業(yè)可調(diào)理負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能、新動(dòng)力轎車(chē)與電網(wǎng)能量互動(dòng)等各類(lèi)資源聚合的虛擬電廠示范。《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》要求建立一批適用于分布式動(dòng)力的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-數(shù)”歸納虛擬電廠。《關(guān)于推進(jìn)動(dòng)力電子產(chǎn)業(yè)開(kāi)展的輔導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》中也提出，探究展開(kāi)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、多能互補(bǔ)的才智動(dòng)力系統(tǒng)、智能微電網(wǎng)、虛擬電廠建造。
在一系列方針的支持下，外界看好虛擬電廠的商場(chǎng)潛力。費(fèi)斐表明，按2025年全國(guó)負(fù)荷16億千瓦、虛擬電廠容量占總負(fù)荷3%來(lái)測(cè)算，屆時(shí)全國(guó)虛擬電廠容量或許到達(dá)4800萬(wàn)千瓦，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將到達(dá)千億元級(jí)。
數(shù)據(jù)共享進(jìn)步發(fā)電功率
中午是上海城市用電的高峰時(shí)段，在黃浦區(qū)的一棟寫(xiě)字樓里，部分電梯暫停，幾臺(tái)空調(diào)主機(jī)和水泵臨時(shí)關(guān)閉，就連地下車(chē)庫(kù)的照明也部分平息。這并不是停電，而是虛擬電廠對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行的柔性調(diào)理。
“以空調(diào)為例。在夏季用電高峰期，咱們的虛擬電廠系統(tǒng)依托通訊技能和智能操控技能，能夠?qū)照{(diào)的預(yù)設(shè)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、送風(fēng)量等十幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行柔性操控，例如，在特定時(shí)段將空調(diào)溫度由23℃調(diào)升至26℃。在不停機(jī)、不影響用戶(hù)運(yùn)用的前提下，為電網(wǎng)‘減負(fù)’。”費(fèi)斐介紹，在這種調(diào)理下，一棟寫(xiě)字樓內(nèi)的空調(diào)、電梯、充電樁、照明在高峰時(shí)段能夠少用612千瓦的電力。今年夏天，上海市最高減少負(fù)荷為91.6萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。
據(jù)了解，國(guó)網(wǎng)上海市電力公司打造的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，包含資源收集層、虛擬電廠層、系統(tǒng)渠道層三個(gè)層次。在資源收集層，智能終端對(duì)可控負(fù)荷、電動(dòng)轎車(chē)、分布式儲(chǔ)能、分布式電源等海量靈敏資源進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、監(jiān)測(cè)和操控;在虛擬電廠層，聚合商對(duì)可調(diào)理資源進(jìn)行分層分組聚合和和諧優(yōu)化操控，構(gòu)成技能指標(biāo)滿足電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)要求的“電廠”;而系統(tǒng)渠道層則經(jīng)過(guò)電力調(diào)度渠道、買(mǎi)賣(mài)渠道、辦理渠道間的和諧合作完成虛擬電廠的注冊(cè)、買(mǎi)賣(mài)、運(yùn)轉(zhuǎn)、結(jié)算全流程辦理。“系統(tǒng)會(huì)提前進(jìn)行發(fā)電猜測(cè)和負(fù)荷猜測(cè)，計(jì)算出當(dāng)天的供電‘缺口’，并在買(mǎi)賣(mài)中心發(fā)布購(gòu)買(mǎi)需求和買(mǎi)賣(mài)價(jià)格，之后依據(jù)報(bào)價(jià)、買(mǎi)賣(mài)量等信息與聚合商達(dá)成買(mǎi)賣(mài)出清。等到呼應(yīng)時(shí)段，虛擬電廠會(huì)依據(jù)買(mǎi)賣(mài)結(jié)果履行發(fā)電使命，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控。”費(fèi)斐解說(shuō)說(shuō)。
新動(dòng)力轎車(chē)換電站也是虛擬電廠的重要“資源”之一。8月，在安徽省合肥市供電公司的統(tǒng)一調(diào)度下，15座蔚來(lái)?yè)Q電站參加了全市虛擬電廠的電網(wǎng)調(diào)峰。在用電高峰期時(shí)，降低換電站單站平均功率，然后降低了合肥電網(wǎng)累積負(fù)荷。5天時(shí)間內(nèi)，在不影響用戶(hù)正常換電運(yùn)用的狀況下，15座蔚來(lái)?yè)Q電站累計(jì)調(diào)整負(fù)荷8兆瓦時(shí)，相當(dāng)于為3000余戶(hù)一般居民家庭“省出”了實(shí)時(shí)用電量。對(duì)此，蔚來(lái)動(dòng)力高級(jí)副總裁沈斐表明，經(jīng)過(guò)“低充高放”等方法，蔚來(lái)?yè)Q電站能夠更深化地進(jìn)行電網(wǎng)互動(dòng)。此外，它還能夠?yàn)殡娋W(wǎng)供給調(diào)頻輔佐服務(wù)，向電網(wǎng)放電。當(dāng)電網(wǎng)富裕時(shí)，用戶(hù)能夠多充電;而當(dāng)電網(wǎng)缺乏時(shí)，用戶(hù)能夠在蔚來(lái)?yè)Q電站對(duì)車(chē)輛貯存電能進(jìn)行放電。
蔚來(lái)?yè)Q電站
遠(yuǎn)光動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)資深歸納動(dòng)力服務(wù)專(zhuān)家賀鵬表明，智能計(jì)量技能、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈技能是支持虛擬電廠的重要技能底座。他解說(shuō)，智能計(jì)量技能能夠完成自動(dòng)抄表，即對(duì)分布式動(dòng)力的電、氣、水、熱等動(dòng)力進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量讀取，供給實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的電源和需求側(cè)信息;運(yùn)用大數(shù)據(jù)和人工智能技能，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法技能，能夠?qū)μ摂M電廠內(nèi)部的發(fā)電量、負(fù)荷量、商場(chǎng)供需關(guān)系和實(shí)時(shí)電價(jià)進(jìn)行猜測(cè)、分析和評(píng)估;而區(qū)塊鏈去“中心化”則處理各用戶(hù)間的互信問(wèn)題，然后能夠建立一個(gè)信任系統(tǒng)。
“經(jīng)過(guò)智能計(jì)量、大數(shù)據(jù)和人工智能技能，虛擬電廠能夠聚合各個(gè)主體的詳細(xì)信息、所有發(fā)電數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)共享。這樣，一方面，在發(fā)電側(cè)能夠進(jìn)行才智調(diào)控，協(xié)助電廠合理擬定發(fā)電方案，進(jìn)步發(fā)電功率;另一方面，從電力買(mǎi)賣(mài)看，每個(gè)主體都能取得充足的商場(chǎng)信息，協(xié)助其做出最優(yōu)決議計(jì)劃。”賀鵬說(shuō)。
計(jì)量和通訊兩大技能難點(diǎn)待打破
雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但虛擬電廠并不能徹底處理“用電荒”難題。在賀鵬看來(lái)，虛擬電廠的核心理念是經(jīng)過(guò)信息化手法進(jìn)行“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)，高效使用各類(lèi)電力，然后完成供電側(cè)和發(fā)電側(cè)兩頭平衡，讓電網(wǎng)更安穩(wěn)。它本質(zhì)上還是一種負(fù)荷調(diào)控手法，并不能直接發(fā)電，所以只能緩解某些時(shí)段和部分地區(qū)因供需失衡構(gòu)成的電力短缺問(wèn)題，不能處理大面積或者災(zāi)害性的缺電狀況。
此外，多位業(yè)內(nèi)人士指出，虛擬電廠現(xiàn)在尚處于初步開(kāi)展階段，大范圍推行還面臨許多挑戰(zhàn)。
費(fèi)斐告知記者，虛擬電廠要想完成打破開(kāi)展，首先要攻破計(jì)量和通訊兩大技能難點(diǎn)。他解說(shuō)，虛擬電廠系統(tǒng)由大量設(shè)備互聯(lián)構(gòu)成，而多點(diǎn)計(jì)量難度大、功率低、難以把控收集頻率，極大地影響了系統(tǒng)功率。此外，信息安全建造刻不容緩。系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備都或許成為被進(jìn)犯的目標(biāo)，防范難度大。怎么避免信息被竊取、篡改，怎么避免調(diào)度系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)進(jìn)犯，都是亟待處理的問(wèn)題。
方針?lè)矫娴娜笔?，也是限制虛擬電廠開(kāi)展的原因之一。費(fèi)斐解說(shuō)，諸如誰(shuí)建造、誰(shuí)運(yùn)營(yíng)、誰(shuí)參加、誰(shuí)監(jiān)管、系統(tǒng)怎么規(guī)劃、本錢(qián)分?jǐn)倷C(jī)制、商場(chǎng)規(guī)則、買(mǎi)賣(mài)機(jī)制等關(guān)鍵問(wèn)題，尚無(wú)完善的方針支持系統(tǒng)。怎么結(jié)合地域特征建立激勵(lì)資金池，逐步探究擴(kuò)大資金來(lái)源、規(guī)劃，亦是需求政府、電網(wǎng)、用戶(hù)多方協(xié)同處理的問(wèn)題。
技能標(biāo)準(zhǔn)缺失問(wèn)題也亟須處理。賀鵬表明，現(xiàn)在，虛擬電廠各類(lèi)示范項(xiàng)目已建造不少，但還沒(méi)有構(gòu)成國(guó)家級(jí)的技能標(biāo)準(zhǔn)。這既不利于統(tǒng)一辦理，也不利于商場(chǎng)推行。
虛擬電廠的詳細(xì)商業(yè)模式同樣需求進(jìn)一步探究。賀鵬以為，當(dāng)時(shí)我國(guó)虛擬電廠尚處于邀約型階段，以電廠自建為主，旨在滿足電網(wǎng)本身的調(diào)理需求，還難以構(gòu)成繼續(xù)的商業(yè)模式。此外，因商場(chǎng)化的電力買(mǎi)賣(mài)機(jī)制尚不健全，盈利性受到限制，所以電網(wǎng)以外的其他商場(chǎng)主體出資建造虛擬電廠的動(dòng)力缺乏。“怎么探究一套契合我國(guó)電力商場(chǎng)特征的商業(yè)模式，是虛擬電廠面臨的重要課題。”賀鵬說(shuō)。
