“虛擬電廠”已正式上線！打造數(shù)字化能源世界

今年4月,為了對企業(yè)的復工復產提供科技支撐,在財政部門的大力支持下,國家重點研發(fā)計劃現(xiàn)在已經啟動實施“科技助力經濟2020”重點專項。6月底,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。

作為推進能源互聯(lián)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(fā)揮了重要作用。

虛擬電廠誕生背景

隨著能源轉型的不斷深入,對電網的功能作用、運行方式提出了前所未有的考驗。風能、太陽能等清潔可再生能源,都具有隨機性、間歇性、波動性特征,大規(guī)模、高比例接入電網,帶來巨大調峰調頻壓力,導致系統(tǒng)轉動慣量弱化,給電力系統(tǒng)平衡調節(jié)和電網安全穩(wěn)定運行帶來一系列新的挑戰(zhàn)。

“虛擬電廠技術”能夠適應能源轉型需要,推動傳統(tǒng)電網從功能上向能源互聯(lián)網演進,從技術上向新一代電力系統(tǒng)升級,其物理特性、結構形態(tài)、運行機理、控制方式與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在明顯不同,被認為是影響能源轉型持續(xù)縱深推進的關鍵。

什么是虛擬電廠?

簡單來說,虛擬電廠就是“互聯(lián)網+”智慧能源環(huán)境下,以用戶為中心,以商業(yè)化市場為平臺的源網荷聚合管理模式。虛擬電廠通過智能調控系統(tǒng),讓電廠發(fā)電量和用戶用電量保持平衡,而這里的電廠并不只是我們所看到的中心電廠,也包括電網中風力發(fā)電、太陽能發(fā)電這些不穩(wěn)定的發(fā)電設備。當發(fā)電量富余時,會通過智能調控系統(tǒng)將多余電力調配給其他地方,而當電力不足時,可通過虛擬電廠補足到電量。

虛擬電廠將分布式發(fā)電機組、可控負荷和分布式儲能設施有機結合,通過配套的調控技術、通信技術實現(xiàn)對各類分布式能源進行整合調控的載體,以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網運行。從某種意義上講,虛擬發(fā)電廠可以看作是一種先進的區(qū)域性電能集中管理模式。

隨著可再生能源成為未來全球能源發(fā)展的主要方向,虛擬電廠在我國的研究目的主要是為大規(guī)模新能源電力的接入提供框架和技術支撐,通過虛擬發(fā)電廠的運行機制實現(xiàn)傳統(tǒng)能源與新能源之間的互補協(xié)同調度與電網的優(yōu)化運行,以最大程度地平抑新能源電力的強隨機波動性,提高新能源的利用率。

我國虛擬電廠案例

冀北虛擬電廠示范工程

2019年12月,冀北虛擬電廠示范工程投入商業(yè)運營。冀北泛在電力物聯(lián)網虛擬電廠示范工程的投運啟動,打造了“三型兩網”的雛形,讓傳統(tǒng)電網在技術體系、資源重組、市場運營上,向能源互聯(lián)網轉型實現(xiàn)了三級跨越:秒級感傳算用、億級用戶能力、多級共享生態(tài)。

江蘇大規(guī)模源網荷友好互動系統(tǒng)

2016年6月,江蘇大規(guī)模源網荷友好互動系統(tǒng)初步建成,2017年5月起投運。該系統(tǒng)借助“互聯(lián)網+”技術和智能電網技術的有機融合,在突發(fā)電源或電網緊急事故時,用電客戶可化身“虛擬電廠”,參與保護大電網安全。2018年5月,國內首套“大規(guī)模源網荷友好互動系統(tǒng)”三期擴建工程投入試運行,標志著我國擁有了世界上最大規(guī)模的“虛擬電廠”。

上海黃浦區(qū)試點商業(yè)建筑虛擬電廠項目

上海市商業(yè)建筑虛擬電廠是國家首個正式批復的商業(yè)建筑需求側管理示范項目。這座明確寫入上海市電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃,由眾多分布式儲能設備集合而成的黃埔區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠,正成為上海市電力體制改革、智能電網建設的獨特案例。

作為能源綜合管理調控的先進技術,虛擬電廠結合了發(fā)電,儲能與數(shù)字通信系統(tǒng),充分挖掘了經濟價值和社會效益。隨著國家對清潔能源和新興技術的發(fā)展的大力推動,虛擬電廠將成為智能電網和全球能源互聯(lián)網建設中重要的能源聚合形式,擁有廣闊的發(fā)展空間。