为何要发展“看不见的电厂”
2023-08-11 16:10:44    北京能源协会


(相关资料图)

入夏以来,全国多地持续高温天气,居民用电负荷也快速增长。今年以来,多份政策文件相继出台,支持虚拟电厂(VPP)建设。那么,被频频提及的虚拟电厂究竟是何“秘密武器”?它能缓解社会高峰用电紧张吗?为何要发展“看不见的电厂”?

目前,虚拟电厂的理论和实践在欧美发达国家发展得较为成熟,先后在德国、英国、法国、美国、澳大利亚、日本等国开展了商业试点。欧洲的虚拟电厂发展较早,已基本实现市场化运营。其中,被誉为虚拟电厂“先驱者”之一的德国Next-Kraftwerke虚拟电厂运营公司,截至2022年已有15346个聚合单元、1120万千瓦装机容量。科技公司特斯拉也是虚拟电厂的先行者。2015年,特斯拉推出了家用储能设备PowerWall。PowerWall内 置 18650锂电池,有7千瓦时和10千瓦时两种配置,通过屋顶太阳能电池产生的电力,PowerWall可以储存100千瓦时以上的容量。目前,特斯拉已在美国加利福尼亚、澳大利亚和日本宫古岛等地建立了虚拟电厂。

总的来看,这些国家针对虚拟电厂的发展各有侧重。以德国为代表的欧洲国家以聚合分布式电源为主;美国以可控负荷为主;日本以聚合用户侧储能和分布式电源为主;澳大利亚以聚合用户侧储能为主。

近年来,我国多地夏季高温天气不断,伴随着极端高温的,是社会整体用电负荷的持续攀升。根据中国电力企业联合会分析,2023年全国最高用电负荷预计约13.7亿千瓦,较去年同期增加8000万千瓦左右,若出现极端情况,全国最高用电负荷可能较去年同期增加约1亿千瓦。

在电力消费旺季、电力供应偏紧的背景下,虚拟电厂建设获得了国家政策的大力支持。2015年和2016年,国家发改委、国家能源局先后发布了《关于促进智能电网发展的指导意见》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》等文件,提出研究推广虚拟电厂技术及能源虚拟化技术,因地制宜开展虚拟电厂试点示范。2023年5月,发改委发布《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》,提出建立和完善需求侧资源与电力运行调节的衔接机制,逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡,提高电力系统的灵活性。可以预见,虚拟电厂作为整合分布式资源、挖掘需求侧潜力的重要手段,其价值和作用将愈发受到各方的重视,虚拟电厂会逐步走进现实。

目前,我国虚拟电厂项目总体处于前期试点研究阶段。“十三五”期间,江苏、上海、河北、广东等地相继开展了电力需求响应和虚拟电厂的试点。比如,江苏省于2016年开展需求响应示范;上海于2017年建成黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程;国网冀北电力有限公司直接参与华北辅助服务市场的虚拟电厂示范项目,高质量服务绿色冬奥,并参与了多项虚拟电厂国际标准制定;2022年8月,国内首家虚拟电厂管理中心——深圳虚拟电厂管理中心揭牌,预计到2025年,深圳将建成具备100万千瓦级可调节能力的虚拟电厂;今年7月初,广州、深圳、柳州三地同步开展虚拟电厂多功能联合调控,标志着我国首个区域级虚拟电厂投入运行。

在电力供需不匹配的情况下,通过一定的激励措施,让用户主动改变自己的用电方式和用电行为,参与供需调剂,可以减轻电力系统的压力。虚拟电厂对于电网、用电负荷、发电、产业链等方面具有积极作用,其中电网和用电负荷跟百姓生活直接相关。

对于电网而言,虚拟电厂有助于提升电网的安全稳定运行。在电网调峰方面,虚拟电厂通过资源动态聚合和集中协调优化参与削峰填谷,实现日内更短时间尺度响应,精准削减负荷高峰、填充低谷负荷,有助于优化电网运行。

对用电负荷侧而言,虚拟电厂有助于优化供电服务、降费增效。比如,对于大型工商业企业来说,通过虚拟电厂提供的节能服务,可以掌握自身能源管理状况及用能水平,排查节能障碍和浪费环节,从而达到节能减排、提高经济效益的目的。在一定程度上,虚拟电厂可以替代应急电源车,作为重要的政府部门、公用事业部门、工商业企业等的应急电源供应商,满足其可靠供电的要求,获取应急电源服务收益。例如,在暴雨恶劣天气,由于光伏发电量下降、设备故障等原因出现电力供应缺口,可通过发挥所在区内虚拟电厂的调节能力,降低可调资源的用电需求,利用市场经济的方式促进电力供需平衡。

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