關于“虛拟電(diàn)廠”那(nà)些(xiē)你(nǐ)不知道(dào)的事!

日前，國家(jiā)能源局綜合司公示了能源領域“科技(jì)助力經濟2020”重點專項拟立項項目，拟将多(duō)層級虛拟電(diàn)廠平台等10個(gè)項目列入重點專項。

在多(duō)數(shù)人(rén)的印象中，高(gāo)大(dà)的煙囪、巨大(dà)的廠房(fáng)、綿延不絕的“白煙”再加上(shàng)密密麻麻的高(gāo)壓線，這些(xiē)才是發電(diàn)廠應有(yǒu)的形象。實際上(shàng)，“虛拟電(diàn)廠”已經悄悄來(lái)到我們身邊。

發問：虛拟電(diàn)廠長啥樣？

“虛拟電(diàn)廠”，是一個(gè)實際上(shàng)并不存在的電(diàn)廠嗎？當然不是。

國網江蘇電(diàn)科院系統及新能源技(jì)術(shù)中心副主任周前告訴記者，虛拟電(diàn)廠沒有(yǒu)實體(tǐ)存在的電(diàn)廠形式，卻有(yǒu)超越傳統電(diàn)廠的功能。它相當于一個(gè)智能的“電(diàn)力管家(jiā)”，打破了傳統電(diàn)力系統中發電(diàn)廠之間(jiān)、發電(diàn)側和(hé)用電(diàn)側之間(jiān)的物理(lǐ)界限，涉及互聯網、大(dà)數(shù)據、雲計(jì)算(suàn)、人(rén)工智能等諸多(duō)技(jì)術(shù)，把風電(diàn)、光伏發電(diàn)等分布式能源組織起來(lái)并進行(xíng)聚合、優化控制(zhì)和(hé)管理(lǐ)，形成穩定、可(kě)控的“大(dà)電(diàn)廠”，實現發電(diàn)和(hé)用電(diàn)自我調節，為(wèi)電(diàn)網提供源網荷儲一體(tǐ)化服務。

冀北電(diàn)力交易公司負責人(rén)王宣元進一步解釋說，所謂“虛拟”，體(tǐ)現在它不具有(yǒu)實體(tǐ)存在的電(diàn)廠形式，卻有(yǒu)電(diàn)廠功能，而且遠超傳統實體(tǐ)電(diàn)廠。“它是互聯網+源網荷儲售服一體(tǐ)化（即電(diàn)源、電(diàn)網、負荷、儲能、銷售、服務的聚合體(tǐ)）的清潔智慧能源管理(lǐ)系統，是對多(duō)種分布式能源進行(xíng)聚合、優化控制(zhì)和(hé)管理(lǐ)，為(wèi)電(diàn)網提供調頻、調峰等輔助服務，并能夠參與電(diàn)力市場(chǎng)交易的技(jì)術(shù)和(hé)商業模式。”王宣元這樣定義虛拟電(diàn)廠。

王宣元強調，核心是源網荷儲售服一體(tǐ)化。其中的電(diàn)源，既可(kě)以是傳統火(huǒ)電(diàn)，也可(kě)以是新興的風電(diàn)、光伏發電(diàn)、生(shēng)物質發電(diàn)；既可(kě)以是大(dà)規模集中式發電(diàn)，也可(kě)以是分布式零散發電(diàn)，還(hái)可(kě)以是冷、熱、儲能等其他能源形式。虛拟電(diàn)廠把它們“串聯”起來(lái)，實現發電(diàn)和(hé)用電(diàn)自我調節，保持瞬時(shí)平衡。

實踐：我們用事實說話(huà)

6月29日淩晨3點起，位于上(shàng)海寶山(shān)區(qū)的寶武鋼鐵(tiě)調整了軋線軋制(zhì)規格，改變了軋機速率。同一時(shí)刻，位于青浦區(qū)的巴士客運停保站(zhàn)開(kāi)始為(wèi)公交車(chē)充電(diàn)……随着夜幕降臨，原本應該逐步下降的城市電(diàn)力負荷此時(shí)一反常态，開(kāi)始呈現逐步上(shàng)升趨勢。

當天3點到6點，國網上(shàng)海市電(diàn)力公司成功實施今年以來(lái)首次需求響應行(xíng)動，電(diàn)網單次最大(dà)提升負荷111萬千瓦，平均上(shàng)升負荷86萬千瓦。全市多(duō)個(gè)類型共2942家(jiā)電(diàn)力用戶，以及7個(gè)負荷集成商參與了此次需求響應，填谷負荷占上(shàng)海電(diàn)網夜間(jiān)低(dī)谷時(shí)段總負荷的6.3%。

值得(de)一提的是，本次需求響應參與主體(tǐ)除了工業生(shēng)産移峰、自備電(diàn)廠、冷熱電(diàn)三聯供、冰蓄冷空(kōng)調機組、電(diàn)力儲能設施、公共充電(diàn)站(zhàn)、小(xiǎo)區(qū)直供充電(diàn)樁等多(duō)類型用戶外，還(hái)首次引入虛拟電(diàn)廠。

“虛拟電(diàn)廠響應自動、控制(zhì)精準，機組特性曲線可(kě)模拟常規發電(diàn)機組，負荷調節的顆粒度更為(wèi)精細，與承載基荷調節功能的工業等類型負荷組合後，讓整體(tǐ)響應曲線更為(wèi)精準地滿足了電(diàn)網運行(xíng)調節需求。”國網上(shàng)海客服中心需求側管理(lǐ)中心主任鄭慶榮如是說。

“虛拟電(diàn)廠在迎峰度夏、迎峰度冬等關鍵時(shí)期，對我們電(diàn)網供需側平衡起到了巨大(dà)作(zuò)用，保障了關鍵時(shí)期電(diàn)力供應的安全可(kě)靠，同時(shí)它在電(diàn)動汽車(chē)、智能園區(qū)等新興領域同樣應用廣泛。”國網江蘇電(diàn)科院發展策劃部主任劉建坤表示，随着電(diàn)動汽車(chē)行(xíng)業的迅速發展，大(dà)量電(diàn)動汽車(chē)儲能電(diàn)池的無序充電(diàn)将給電(diàn)網造成負面沖擊。在虛拟電(diàn)廠的控制(zhì)下，充放儲一體(tǐ)化電(diàn)站(zhàn)可(kě)與可(kě)中斷負荷相互配合，大(dà)大(dà)緩解高(gāo)峰用電(diàn)的緊張，起到削峰填谷的作(zuò)用。

據悉，目前江蘇“虛拟電(diàn)廠”已分别于2018年、2019年、2020年持續開(kāi)展了三期、四期、五期擴建，接入可(kě)中斷用戶2000餘家(jiā)、可(kě)切負荷300餘萬千瓦。随着這套系統在全國推廣，全國虛拟電(diàn)廠遠景規模将達到1億千瓦，相當于少(shǎo)建100台百萬千瓦級的燃煤機組，同時(shí)可(kě)消納清潔能源超過1億千瓦。

未來(lái)：商業模式和(hé)市場(chǎng)機制(zhì)多(duō)赢

“不僅是工廠、企業用戶，未來(lái)居民也可(kě)以參與到虛拟電(diàn)廠的價值創造中。”周前表示，2018年10月11日，國網江蘇電(diàn)力與蘇甯簽署合作(zuò)協議，雙方将在居民家(jiā)庭電(diàn)氣化推廣、智能家(jiā)電(diàn)高(gāo)端應用、綜合能源服務示範點等領域加強合作(zuò)。項目鼓勵客戶利用家(jiā)電(diàn)海量微負荷參與電(diàn)網互動，建立“虛拟電(diàn)廠”。居民家(jiā)裏的空(kōng)調、冰箱，大(dà)樓的電(diàn)鍋爐、充電(diàn)樁等都可(kě)以交給虛拟電(diàn)廠“托管”，通(tōng)過無線通(tōng)信技(jì)術(shù)，讓“電(diàn)力管家(jiā)”充分挖掘客戶的用電(diàn)、能耗、能效數(shù)據信息并實現能源的靈活配置，既提升了企業、居民的用電(diàn)體(tǐ)驗，也實現了用戶、系統、技(jì)術(shù)和(hé)商業模式多(duō)赢。

“以前，我們車(chē)間(jiān)每個(gè)時(shí)段開(kāi)機數(shù)量比較平均，用電(diàn)負荷相對均勻。加入冀北虛拟電(diàn)廠後，我們改進生(shēng)産工序，用電(diàn)高(gāo)峰時(shí)段少(shǎo)開(kāi)機甚至不開(kāi)機，夜間(jiān)低(dī)谷時(shí)段争取滿負荷生(shēng)産。”陽光矽谷電(diàn)子科技(jì)有(yǒu)限公司動力班運維人(rén)員張雲峰說，企業接入虛拟電(diàn)廠并參與調峰輔助服務市場(chǎng)後，調整了部分車(chē)間(jiān)生(shēng)産工序，不僅享受到低(dī)谷電(diàn)價，還(hái)得(de)到一筆調峰費用。

借助冀北虛拟電(diàn)廠建立的多(duō)種能源柔性互動的商業模式和(hé)市場(chǎng)機制(zhì)，類似陽光矽谷的電(diàn)力用戶有(yǒu)了全新的市場(chǎng)角色。他們參與到電(diàn)力市場(chǎng)中來(lái)，與電(diàn)網更好互動，開(kāi)拓了新的盈利模式。

“随着虛拟電(diàn)廠建設規模的增大(dà)和(hé)要求的提高(gāo)，為(wèi)其帶來(lái)了巨大(dà)的機遇，也提出更大(dà)的挑戰。”劉建坤表示，我們除積極制(zhì)定相關政策，持續推動已建、新建用戶接入到虛拟電(diàn)廠中，不斷增大(dà)可(kě)調節資源規模外，後續還(hái)将着重提升虛拟電(diàn)廠大(dà)數(shù)據預測分析能力和(hé)完善電(diàn)力交易市場(chǎng)模型等，對負荷預測和(hé)太陽能、風能等實際産能變化幅度極大(dà)的可(kě)再生(shēng)能源産能等數(shù)據進行(xíng)有(yǒu)效預測，為(wèi)處理(lǐ)中心提供各子系統實時(shí)、精确的數(shù)據信息流，建立有(yǒu)效、可(kě)行(xíng)的雙邊合同、平衡市場(chǎng)及混合市場(chǎng)等多(duō)種市場(chǎng)模型，大(dà)幅拓寬電(diàn)力市場(chǎng)交易模式。