日前,國家能源局綜合司公示了能源領域“科技助力經濟2020”重點專項擬立項項目,擬將多層級虛擬電廠平臺、適應靈活運行需求的燃機核心部件保障技術研究等10個項目列入重點專項。其中,作為推進能源互聯網建設的有效手段,虛擬電廠已從理論高地走進電網實地,在激活能源互動消費、促進清潔能源消納等方面發揮了重要作用。
既是電力“智能管家”也是智慧能源管理系統
虛擬電廠早年主要以能效電廠的項目形式體現,主要用於需求側有效節電。目前,各個研究機構對虛擬電廠的實質有不同解釋:“可自愈的微電網”“不同類型的分散在中壓配電網不同節點的分佈式能源集合”“帶有傳輸系統的發電站”“多技術和多站點異質實體”等。
那麼,虛擬電廠到底能做什麼,如何定位?多年致力於能源轉型戰略研究的中國工程院原副院長杜祥琬指出,虛擬電廠不是傳統意義上的電廠,它相當於一個電力“智能管家”,站在電網角度,把風電、光伏發電等分佈式能源通過儲能裝置組織起來,形成穩定、可控的“大電廠”,便於處理與大電網之間的各種關係。
冀北電力交易公司負責人王宣元解釋,所謂“虛擬”,體現在它並不具有實體存在的電廠形式,卻有電廠功能,而且遠超傳統實體電廠,因為它打破了傳統電力系統中發電廠之間、發電側和用電側之間的物理界限。王宣元如此定義虛擬電廠:“它是互聯網+源網荷儲售服一體化(即電源、電網、負荷、儲能、銷售、服務的聚合體)的清潔智慧能源管理系統,是對多種分佈式能源進行聚合、優化控制和管理,為電網提供調頻、調峰等輔助服務,並能夠參與電力市場交易的技術和商業模式。”
智能電網研究領域資深專家馮慶東也表示,虛擬電廠在電力系統的作用是把多個異地的分佈式電源、負荷當做一個電廠來參與電力市場交易。
“當然,電力交易只是虛擬電廠諸多功能中的一個。”王宣元強調,核心是源網荷儲售服一體化,其中的電源,既可以是傳統火電,也可以是新興的風電、光伏發電、生物質發電;既可以是大規模集中式發電,也可以是分佈式零散發電,還可以是冷、熱、儲能等其他能源形式。虛擬電廠把它們“串聯”起來,基於互聯網、大數據、雲計算、人工智能等技術,實現發電和用電自我調節,保持瞬時平衡。
聚合優化用戶規模貫通能源產業鏈
2019年12月12日,冀北虛擬電廠示範工程投入商業運營。這一天對於遠在沽源縣西南部山區的蓮花灘風電場有著不同尋常的意義。“我們接入冀北虛擬電廠,2019年12月,在富風期的發電指標提升5個百分點,相當於每颱風機利潤增加4%,是虛擬電廠聚合億萬用戶的強大功能,讓富餘風電有處可去。”該風電場場長劉宏偉介紹,虛擬電廠為新能源場站帶來新生機。
此外,隨著新一輪電改不斷深入,主體多元、開放共享、互利共贏的電力市場格局成為各界的共同期待。冀北虛擬電廠在促進清潔能源消納的同時,對構建電力市場也具有重要意義。
據瞭解,冀北電力首創虛擬電廠參與調峰輔助服務市場機制,《第三方獨立主體參與華北電力調峰輔助服務市場試點方案》獲國家能源局、華北能源監管局批覆。2019年12月12日零時,負荷側資源開始參與華北電力調峰輔助服務市場。
王宣元介紹,調峰輔助服務是為了讓電可以更安全、經濟地輸送到用戶,在負荷高峰時,增加發電機出力,在負荷低谷時,減少發電機出力,以解決電能發、供、用瞬時平衡的難題。“以滿足用戶需求為導向,深入推進電力市場建設,打造價值創造體系,是公司打算深入推進的工作之一。”王宣元表示,下一步,冀北電力將探索創新市場交易新機制,不斷擴大虛擬電廠聚合優化用戶規模,以市場建設為契機,打造新業態,重構新生態,拉動上下游產業技術升級,貫通能源產業鏈。
能源柔性互動商業模式和市場機制實現多贏
王宣元表示,在虛擬電廠的聚合下,企業、居民等用戶可以參與電力市場交易,生產線、電鍋爐、大樓、充電樁等用戶側資源,也可以成為一個個微型發電機,參與電力市場交易,獲取調峰輔助服務費用。
“以前,我們車間每個時段開機數量比較平均,用電負荷相對均勻。加入冀北虛擬電廠後,我們改進生產工序,用電高峰時段少開機甚至不開機,夜間低谷時段爭取滿負荷生產。”陽光硅谷電子科技有限公司動力班運維人員張雲峰說,企業接入虛擬電廠並參與調峰輔助服務市場後,調整了部分車間生產工序,不僅享受到低谷電價,還得到一筆調峰費用。
藉助冀北虛擬電廠建立的多種能源柔性互動的商業模式和市場機制,類似陽光硅谷的電力用戶有了全新的市場角色,他們參與到電力市場中來,與電網更好互動,開拓了新的盈利模式。
“不僅是工廠,居民和樓宇也可以參與到虛擬電廠的價值創造中。你可以把家裡的電動汽車、空調、冰箱等交給虛擬電廠‘託管’,虛擬電廠將挖掘家庭負荷特性,讓用電、能耗、能效數據信息覆蓋各家各戶,在創造良好舒適生活環境的同時,實現用戶、系統、技術和商業模式多贏。”王宣元表示。
