近日，在浙江省發(fā)展和改革委員會(huì)、省能源局對(duì)2022年電力需求響應(yīng)工作的相關(guān)通知中，明確要最大范圍動(dòng)員需求側(cè)響應(yīng)資源，開展“虛擬電廠”等項(xiàng)目試點(diǎn)示范，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司也提出，今年浙江電網(wǎng)將持續(xù)加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，從而保障7、8兩月電網(wǎng)平穩(wěn)地迎峰度夏。
據(jù)悉，2022年工商業(yè)用戶參與需求響應(yīng)最高能獲得4元/度電的補(bǔ)貼，另外還能根據(jù)容量獲得月度補(bǔ)貼。這項(xiàng)補(bǔ)貼工作已經(jīng)持續(xù)數(shù)年之久，根據(jù)浙江省發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布的《關(guān)于調(diào)整高耗能企業(yè)電價(jià)的通知（征求意見稿）》，可以看到2022年度的補(bǔ)貼預(yù)算有十多億額度。為何政府要發(fā)放如此巨額的補(bǔ)貼？這些補(bǔ)貼企業(yè)要如何爭(zhēng)?。?ldquo;虛擬電廠”項(xiàng)目在此過程中起到什么作用，緣何被重點(diǎn)提及？這還要從電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)說起。
平衡經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的最優(yōu)解
電力具有“瞬時(shí)平衡”的特點(diǎn)，即用戶用多少電，電廠就要發(fā)多少電。然而，電廠可以持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，用戶的用電需求卻是不斷波動(dòng)的，白天用得多、晚上用得少，夏天用得多、冬天用得少。由此，就產(chǎn)生了供需之間的不平衡，一方面電廠要按用戶的極限用電量?jī)?chǔ)備供電能力，以防供不應(yīng)求造成電網(wǎng)崩潰，另一方面用電需求的波動(dòng)又會(huì)使得電廠在絕大多數(shù)時(shí)間無(wú)法滿功率運(yùn)行，帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。
面對(duì)復(fù)雜多變的電力供需環(huán)境，需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等調(diào)節(jié)手段應(yīng)運(yùn)而生。簡(jiǎn)單來說，這些手段就是通過價(jià)格信號(hào)或補(bǔ)貼激勵(lì)等方式，鼓勵(lì)用戶在用電高峰期減少用電量、在用電低谷期加大用電量，從而既降低對(duì)供電能力的上限要求，又提升日常運(yùn)行中供電需求的下限托底。浙江省每年支出的十余億元補(bǔ)貼，也正是應(yīng)用于此。雖然看起來投入不少，但相比其產(chǎn)生的效果仍顯得很“劃算”，這筆投入在減少新電廠建設(shè)需求的同時(shí)，更讓老電廠的資源得以充分利用。
用戶參與需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等工作，為電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行作出貢獻(xiàn)之余，還能從中獲取經(jīng)濟(jì)收益，可以說是雙贏之舉。然而，這些工作的專業(yè)性較強(qiáng)，對(duì)用戶的要求也不低，許多用戶即便有心參與，也會(huì)摸不著門道。虛擬電廠的出現(xiàn)，幫助用戶和電網(wǎng)之間搭起了橋梁。
虛擬電廠的概念此處不再贅述（點(diǎn)擊查看：“虛擬電廠”是什么？），我們可以簡(jiǎn)單認(rèn)為它是需求響應(yīng)的“升級(jí)”版，大大降低了用戶參與需求響應(yīng)等工作的門檻。相比過去需求側(cè)管理只針對(duì)負(fù)荷以外，虛擬電廠還能接入風(fēng)能、光伏、儲(chǔ)能、充電樁等多種資源。應(yīng)對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，虛擬電廠不僅可以協(xié)調(diào)用戶增減用電量，還能召集儲(chǔ)能等能源資源調(diào)節(jié)電能輸出，更好地保障電網(wǎng)的安全性和可靠性。虛擬電廠是電網(wǎng)運(yùn)行過程中，平衡經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的最優(yōu)解。基于虛擬電廠技術(shù)，更廣泛高效的電力調(diào)節(jié)工作成為可能，清潔能源消納也有了重要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑。
嘉興平湖的探索實(shí)踐
由浙達(dá)能源雙碳科技中心團(tuán)隊(duì)參與提供技術(shù)支持的嘉興平湖虛擬電廠，就是浙江省虛擬電廠中的重要代表。在嘉興平湖，國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司構(gòu)建了一個(gè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、分層分區(qū)彈性平衡的虛擬電廠，將園區(qū)、光伏、熱電聯(lián)產(chǎn)自備電廠、儲(chǔ)能電站、5G基站等6大類18小類源儲(chǔ)荷資源進(jìn)行聚合，實(shí)現(xiàn)了可調(diào)資源街道全覆蓋、類型全覆蓋，形成可供日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)合計(jì)可調(diào)負(fù)荷200兆瓦以上的資源池。嘉興平湖虛擬電廠建成以后，在2021年的電網(wǎng)運(yùn)行過程中就數(shù)次建功。
嘉興平湖源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化虛擬電廠應(yīng)用界面
靈活用能潛力發(fā)掘
2021年10月11日，嘉興平湖虛擬電廠平臺(tái)通過算法實(shí)時(shí)分析，預(yù)測(cè)到用電高峰即將到來，迅速向用戶下達(dá)了調(diào)節(jié)指令。
16時(shí)，浙江一路金屬制品有限公司根據(jù)平臺(tái)直調(diào)指令，激活了企業(yè)靈活用能空間的潛力：一方面企業(yè)將靈活可調(diào)的高負(fù)荷設(shè)備暫時(shí)關(guān)停，精準(zhǔn)削減負(fù)荷480千瓦，另一方面該企業(yè)的光伏向電網(wǎng)倒送電，上網(wǎng)121千瓦，由此緩解電網(wǎng)高峰期的負(fù)荷壓力。
每家企業(yè)都有一定的靈活用能空間，可以在不影響生產(chǎn)的前提下暫時(shí)中斷某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)30分鐘、甚至幾個(gè)小時(shí)，虛擬電廠通過深入挖掘企業(yè)靈活用能的潛力，就能為電網(wǎng)用能調(diào)節(jié)提供豐富的響應(yīng)能力。
多種資源協(xié)調(diào)優(yōu)化
2021年6月21日，嘉興平湖虛擬電廠平臺(tái)提前預(yù)測(cè)到平湖110千伏永興變2號(hào)主變將出現(xiàn)負(fù)荷緊張異常。虛擬電廠平臺(tái)的AI智能指揮長(zhǎng)“啟航”立刻發(fā)出預(yù)警，調(diào)控分中心總指揮長(zhǎng)確認(rèn)此次異常事件后迅速下達(dá)響應(yīng)指令。
14時(shí)30分，隨著響應(yīng)指令的下達(dá)，永興變下接入虛擬電廠的不同資源自動(dòng)開始協(xié)調(diào)優(yōu)化：浙江榮晟環(huán)保紙業(yè)股份有限公司暫時(shí)關(guān)停了部分輔助設(shè)備，同時(shí)保證了正常生產(chǎn)；平湖市新埭鎮(zhèn)國(guó)際進(jìn)口商品城將空調(diào)上調(diào)了兩度，并未影響消費(fèi)者的體感溫度；虹橋景苑小區(qū)居民家中，借助智能空開設(shè)備，電熱水器線路自動(dòng)關(guān)閉；新埭地區(qū)的眾多分布式光伏，智能調(diào)節(jié)逆變器運(yùn)行方式平衡電壓波動(dòng)……
基于算法的預(yù)測(cè)、告警、調(diào)節(jié)，嘉興平湖虛擬電廠在盡量考慮經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的情況下，通過充分調(diào)動(dòng)多種能源資源，聚沙成塔發(fā)揮更大力量，盡量降低電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)單個(gè)用戶的影響，及時(shí)避免了負(fù)荷異常事件。
虛擬電廠的應(yīng)用前瞻
除了嘉興平湖，我國(guó)還有許多區(qū)域的虛擬電廠建設(shè)項(xiàng)目都已頗具規(guī)模：2020年10月，已經(jīng)有自動(dòng)化虛擬電廠系統(tǒng)在深圳投入試運(yùn)行；2021年5月，國(guó)家電網(wǎng)在上海開展了國(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)，一個(gè)小時(shí)測(cè)試?yán)塾?jì)調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷56.2萬(wàn)千瓦；2021年6月，武漢市的虛擬電廠可在各區(qū)域局部降低監(jiān)控負(fù)荷共70萬(wàn)千瓦……
虛擬電廠作為一種聚合、協(xié)調(diào)和優(yōu)化能源資源的技術(shù)，通過對(duì)現(xiàn)有資源的最大化開發(fā)利用，不必增加資源消耗，就能實(shí)現(xiàn)興建大型電廠才能完成的功能，還提高了現(xiàn)有電廠的運(yùn)行效率和清潔能源的消納能力。
從經(jīng)濟(jì)角度來看，新建電廠的錢節(jié)省下來、老電廠的運(yùn)行更有效率、用戶還能從中獲取補(bǔ)貼，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)最大化；從環(huán)境角度來看，避免增加新的資源消耗、提高資源利用率、減少用能浪費(fèi)，也符合綠色低碳、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展理念。這也能說明，為什么各地政府對(duì)于虛擬電廠青眼有加。
虛擬電廠出現(xiàn)在我國(guó)的時(shí)間并不算長(zhǎng)，近年來的發(fā)展稱得上是方興未艾。它真正實(shí)現(xiàn)了“以虛化實(shí)、以柔克剛”，借助聚合柔性可調(diào)資源達(dá)成虛擬發(fā)電、用電的特性，解決過去實(shí)體電廠才能應(yīng)對(duì)的剛性需求。虛擬電廠為我們揭開了未來社會(huì)能源利用的一角，互聯(lián)、智能、高效、低碳——相信這一天會(huì)很快到來。
浙達(dá)能源
雙碳科技