新型虛擬電廠來(lái)了！

最近虛擬電廠火了，

在新型電力系統(tǒng)之中，

虛擬電廠就是未來(lái)重要的新型電廠形式之一！

虛擬電廠在破解清潔能源消納難題、綠色能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮重要作用，能夠提升能源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源的負(fù)荷預(yù)測(cè)、響應(yīng)分配、實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制和儲(chǔ)能安全健康充放電管理，參與電力交易市場(chǎng)和需求響應(yīng)。

讓我們一起來(lái)了解什么是虛擬電廠！

什么是虛擬電廠

所謂虛擬電廠 (Virtual Power Plant ,簡(jiǎn)稱(chēng)VPP)，是一種通過(guò)先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)DG（即distributed generator，分布式電源）、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)等DER（即Distributed Energy Resource，分布式能源資源）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(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。
 

通俗來(lái)說(shuō)，虛擬電廠就是虛擬化的發(fā)電廠，它并不具備實(shí)體發(fā)電廠（如火力發(fā)電廠）本身 ，而是一種管理模式或者說(shuō)是一套系統(tǒng)，通過(guò)配套的技術(shù)把分散在不同空間的小型太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電裝置、儲(chǔ)能電池和各類(lèi)可控制（調(diào)節(jié)）的用電設(shè)備（負(fù)荷）整合集成，協(xié)調(diào)控制，對(duì)外等效形成一個(gè)可控電源，輔助電力系統(tǒng)運(yùn)行，并可參與電力市場(chǎng)交易，同時(shí)優(yōu)化資源利用，維護(hù)區(qū)域內(nèi)、甚至跨區(qū)域的用電穩(wěn)定與用電安全。
 

既可以有計(jì)劃地消納電力系統(tǒng)的電力，又可以向電力系統(tǒng)反向輸出電力，更靈活高效的進(jìn)行“削峰填谷”等作業(yè)，并獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益。

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)主要是以火力發(fā)電為主，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、核電等發(fā)電形式作為補(bǔ)充的一個(gè)系統(tǒng)。
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)大力推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)為樞紐平臺(tái)，集中式與分布式電力結(jié)構(gòu)并舉，在確保能源電力安全前提下，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展電力需求。相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)將更加清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)。
 

圍繞電力的產(chǎn)生和消耗，大體可分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電側(cè)。電網(wǎng)對(duì)運(yùn)行安全有著嚴(yán)格要求，而電網(wǎng)安全的首要目標(biāo)就是保證發(fā)用電的實(shí)時(shí)平衡，需要發(fā)電側(cè)的不斷調(diào)節(jié)去擬合負(fù)荷曲線。但是，新能源發(fā)電嚴(yán)重依賴(lài)于自然資源（光照強(qiáng)度、風(fēng)力強(qiáng)度），具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，對(duì)負(fù)荷的支撐能力不足。
 

若規(guī)模化直接并入電網(wǎng)發(fā)電，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成巨大沖擊，威脅電力系統(tǒng)安全以及供電的穩(wěn)定性。另外，由于小型分布式新能源發(fā)電設(shè)施、儲(chǔ)能設(shè)施、可控制用電設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)等的持續(xù)發(fā)展普及，在用電側(cè)，很多電力用戶(hù)也從單一的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲螒B(tài)的產(chǎn)銷(xiāo)者，并且各類(lèi)激增的大功率用電設(shè)備（如充電樁）“吃”起電來(lái)，也是讓電網(wǎng)直呼壓力山大，顯然不能任由其“胃口大開(kāi)”一哄而上。因而，新的發(fā)用電勢(shì)態(tài)下，“虛擬電廠”應(yīng)運(yùn)而生。

國(guó)家政策

2021年底中央深改委通過(guò)了《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》，電力市場(chǎng)改革再提速，虛擬電廠作為市場(chǎng)主體，通過(guò)參與市場(chǎng)交易完成商業(yè)閉環(huán)，獲得收益。

2022年1月29日，國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中提出，大力推進(jìn)電源側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展，合理配置儲(chǔ)能規(guī)模，改善新能源場(chǎng)站出力特性，支持分布式新能源合理配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，開(kāi)展工業(yè)可調(diào)節(jié)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、 新能源汽車(chē)與電網(wǎng)（V2G）能量互動(dòng)等各類(lèi)資源聚合的虛擬電廠示范。

近期，國(guó)家能源局南方監(jiān)管局發(fā)布《2022年南方區(qū)域電力市場(chǎng)監(jiān)管工作要點(diǎn)》的通知，組織修訂南方區(qū)域“兩個(gè)細(xì)則”，推動(dòng)儲(chǔ)能、虛擬電廠等更多市場(chǎng)主體納入“兩個(gè)細(xì)則”考核補(bǔ)償管理，研究增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、爬坡等新的輔助服務(wù)品種。組織調(diào)度機(jī)構(gòu)制定新型儲(chǔ)能、虛擬電廠等第三方主體并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是從政策規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還是市場(chǎng)機(jī)制，這些政策的相繼出臺(tái)都將虛擬電廠在儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)展上提到了重要位置。

 

虛擬電廠業(yè)務(wù)

那么，虛擬電廠具體可以做哪些事情呢？歸納來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

注源：為電網(wǎng)注入新的電力來(lái)源。讓更多的小型分布式新能源電源有組織地接入系統(tǒng)平臺(tái)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，形成合力，相對(duì)可控，實(shí)現(xiàn)并入電網(wǎng)運(yùn)行。

控流：控制調(diào)節(jié)用電側(cè)電力流向及流量。盡可能多地接入可調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，使其有紀(jì)律地按計(jì)劃用電，并提升能效管理，實(shí)現(xiàn)最大程度的以不影響生產(chǎn)生活用電為前提，綜合考慮外部電網(wǎng)供電情況、內(nèi)部自發(fā)電（如有）情況、各類(lèi)用電成本、電網(wǎng)需求側(cè)管控等因素，科學(xué)合理最具經(jīng)濟(jì)性地安排用電計(jì)劃。

電力儲(chǔ)備：儲(chǔ)存電力，即儲(chǔ)能。儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)方面的關(guān)鍵支撐。正如小溪匯入大河、大河注入大海，分散在各地的小型新能源電力也需匯流“會(huì)師”才更有力量、更具操作空間，“會(huì)師地點(diǎn)”即配套的儲(chǔ)能系統(tǒng)，“會(huì)師”后統(tǒng)一聽(tīng)從上級(jí)調(diào)令；對(duì)于控流，也是同樣需要配套儲(chǔ)能系統(tǒng)才能更靈活地制定最佳用電方案?？梢哉f(shuō)，一個(gè)可靠的虛擬電廠，離不開(kāi)一套高效穩(wěn)定的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
 

虛擬電廠商業(yè)落地的要素

在雙碳背景下，新型電力系統(tǒng)的發(fā)展成為未來(lái)趨勢(shì)，如何消納廣泛的清潔能源成為技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式的重點(diǎn)。拋開(kāi)市場(chǎng)環(huán)境做業(yè)務(wù)步履維艱，虛擬電廠能夠從設(shè)計(jì)到成功落地，離不開(kāi)可控資源、關(guān)鍵技術(shù)和電力市場(chǎng)機(jī)制的合力支撐。

虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀

其實(shí)，虛擬電廠并不是剛出的新鮮事物。上世紀(jì)九十年代以來(lái)，虛擬電廠便受到北美、歐洲多個(gè)國(guó)家的廣泛關(guān)注。歐洲各國(guó)側(cè)重分布式電源+儲(chǔ)能，主要考慮實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電的可靠并網(wǎng)、智能互動(dòng)和參與電力市場(chǎng)，打造持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的商業(yè)模式；北美地區(qū)則基于需求響應(yīng)發(fā)展演化，兼顧可再生能源的利用，希望通過(guò)自主需求響應(yīng)和能效管理來(lái)提高綜合能源的利用效率，因此可控負(fù)荷占主體。

秉承“兼容并包、博采眾長(zhǎng)”的優(yōu)良傳統(tǒng)，我國(guó)同時(shí)吸收兩種技術(shù)和模式，兩手都抓。這一定程度上也是我們的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。

聚焦國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，自2019年開(kāi)始，陸續(xù)有虛擬電廠的示范項(xiàng)目落地，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)兩方面都卓有成效。
 

2019年底，國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠示范項(xiàng)目投運(yùn)。數(shù)據(jù)顯示，到2020年，冀北電網(wǎng)夏季空調(diào)負(fù)荷將達(dá)600萬(wàn)千瓦，10%空調(diào)負(fù)荷通過(guò)虛擬電廠進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，相當(dāng)于少建一座60萬(wàn)千瓦的傳統(tǒng)電廠；“煤改電”最大負(fù)荷將達(dá)200萬(wàn)千瓦，蓄熱式電采暖負(fù)荷通過(guò)虛擬電廠進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，預(yù)計(jì)可增發(fā)清潔能源7.2億千瓦時(shí)，減排63.65萬(wàn)噸CO2。

2021年5月5日至6日，國(guó)家電網(wǎng)在上海開(kāi)展了國(guó)內(nèi)首次基于虛擬電廠技術(shù)的電力需求響應(yīng)行動(dòng)，僅僅一個(gè)小時(shí)的測(cè)試，就能產(chǎn)生15萬(wàn)千瓦時(shí)的電量。在這次測(cè)試中，累計(jì)調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷56.2萬(wàn)千瓦，消納清潔能源電量123.6萬(wàn)千瓦時(shí)，減少碳排放量約336噸。

2021年11月，南方電網(wǎng)深圳供電局、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院聯(lián)合研發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)網(wǎng)地一體虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)在深圳試運(yùn)行。該平臺(tái)部署于南網(wǎng)調(diào)度云，網(wǎng)省兩級(jí)均可直接調(diào)度，為傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”調(diào)度模式轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;源荷互動(dòng)”新模式提供了解決方案。

此后，浙江、湖北、安徽、廣東等地的虛擬電廠相繼落地。
深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要任務(wù)。新型電力系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)以新能源為主體，提升光伏、風(fēng)電等清潔能源的消納，能源轉(zhuǎn)型催生儲(chǔ)能需求和更加數(shù)字化、智能化的電力系統(tǒng)。
虛擬電廠作為協(xié)調(diào)分布式資源參與電力交易市場(chǎng)和需求響應(yīng)的能源數(shù)字化平臺(tái)，在產(chǎn)業(yè)政策和市場(chǎng)需求不斷加碼的現(xiàn)期，將迎來(lái)快速發(fā)展。