2017年,一個名為“源網荷儲售一體化能源互聯網”的試點示范項目在位于湖州的長興新能源小鎮落地。借助這個項目,虛擬電廠第一次出現在浙江。
有人把虛擬電廠比作“串起能源珍珠的一根繩”,在浙江,這根繩串起來的是分散在各地市縣的小火電、小水電、分布式新能源以及各類用戶側負荷。利用精準的調控技術,這些資源最終形成了可控的、具有規模化效應的、類似電廠的組織,在需要時用于削峰填谷。
今年夏天,浙江長時間、歷史性高溫天氣疊加經濟企穩回升,電力負荷需求持續保持高位。國網浙江省電力有限公司全力保供電,成功應對46天極端高溫、26天負荷需求超億千瓦的艱巨考驗。
在迎峰度夏期間,浙江的虛擬電廠也發揮了輔助調峰的作用——在供給側聚合省內的小型水電、火電資源,實現精準頂峰;在消費側精準實施需求響應,讓全省實際負荷緊緊貼合供電能力,把每千瓦可用電力資源“吃干榨盡”。
將零散資源有效聚合
雖然被冠以“虛擬”二字,但虛擬電廠所聚合的是實實在在的能源資源。
比如在湖州長興,虛擬電廠的推出就得益于當地發展了幾十年的本土產業——電池。借助電池技術,當地綜合運營服務平臺選取了80家工商業用戶,針對其非核心生產設備、空調、照明燈等用電設備實行改造,提供用戶用能數據監測、分析,通過合理減少終端用電需求,產生“富余”電能。
與長興類似,位于寧波的虛擬電廠也是有效聚合了負荷側資源,包括多家杭州灣地區的工業企業和商場,加上分布式光伏和儲能電站等,以無功調節能力參與無功平衡調節,提升了電網運營效率。2021年,寧波市虛擬電廠以負荷聚合商的身份,作為第三方獨立主體,參與了浙江的電力輔助服務市場試運行——連續3天參與旋轉備用交易品種,并實現盈利。
2021年1月1日11時30分,浙江電網首次實施虛擬電廠輔助電網調峰試點,遠程控制位于麗水的零碳虛擬電廠,輔助電網調峰43萬千瓦。顧名思義,麗水零碳虛擬電廠聚合了大量水電和光伏等清潔能源發電資源。為增強智能調控能力,麗水零碳虛擬電廠運用北斗通信、4G+量子、租賃專線等各類通信技術,實現對全域457座共160萬千瓦的分布式電源進行數據采集;接入水利部門全域水雨情實測數據,測算水電可發電力和電量,基于水系一張圖實現上下游聯動管理,可統籌優化34座庫容水電、共計50萬千瓦的出力。在今夏供電緊張時期,麗水零碳虛擬電廠通過優化小水電梯級流域調度,頂峰時段較以往多出力10%~30%,低谷時段在保障生態、飲水前提下少出力5%~10%,做到“滴水不棄、度電上網”。浙江省有超過2500座水電站,通過在麗水、衢州、杭州、溫州等地建設虛擬電廠,優化全流域水電調度,今年年內將提升小水電調峰能力100萬千瓦。
不僅是麗水零碳虛擬電廠,位于金華義烏的縣級虛擬電廠在今年夏天的迎峰度夏中也發揮了作用——啟動一鍵調荷功能5次,累計壓降負荷5萬千瓦,響應時間都在1分鐘以內。這個虛擬電廠的特點是“全域覆蓋、點滴聚合、精準響應”,目前已聚合當地5G基站、儲能電站、充電樁、空調、路燈和精準可調負荷六大資源,可調容量達到1.7萬千瓦。
除了上述區域虛擬電廠,華能集團浙江能源聚合中心率先接入調度系統,具備常態化接收省調自動發電控制(AGC)指令并參與系統調節的能力。這個虛擬電廠接入了包括電化學儲能,分布式燃機、樓宇空調、電動汽車充換電設施等總可調容量為6萬千瓦左右的靈活性資源,常態化調節能力為2.5萬千瓦。
讓專業人做專業事
上述浙江的虛擬電廠規模不同、范圍不同、依托資源不同,但大都面臨三個困境:身份、標準和盈利模式。
身份問題與目前電力市場主流的商業模式有關。
浙江電力調度控制中心高級工程師張思表示,國內主流虛擬電廠以聚合負荷和儲能資源為主,較少包含電源側資源。而虛擬電廠包含了電源、儲能和用戶等多元市場主體,需要需求側管理和分布式發電資源群調群控等多方面技術。它所涉及的范圍,要比負荷聚合商更廣泛。而目前,無論是現貨市場、輔助服務還是需求響應的商業模式,都是“僅支持電源或負荷等單一類型資源參與”。解決這個問題的方法是推出支持“源荷兼容”的商業模式。
同時,各類資源主體接入虛擬電廠的標準不統一。
從內部標準看,各類資源主體都是通過自有平臺開放接口或者安裝采集控制設備等方式接入虛擬電廠,但平臺開放配合意愿低、采集控制設備規約不一致,這增加了建設的難度和成本。從外部標準看,由于尚無虛擬電廠驗收標準和通用并網調度協議,虛擬電廠納入并網調度難度大。需明確虛擬電廠的建設入市流程、并網接入規范、調節能力要求、數據交互要求、補償考核方式和計量結算要求等標準,推進虛擬電廠規范納入并網調度。從長遠看,只有標準統一,才能實現同質化的管理,推動虛擬電廠更好發展。
虛擬電廠缺少盈利模式是行業普遍關注的問題。
張思表示,虛擬電廠與傳統市場主體主要盈利點的區別是調節能力。新型電力系統需要提高調節能力,但只有推動完善市場化交易機制,才能讓優質的可調資源找到商業模式,有動力參與調節。
當前在浙江,部分虛擬電廠已經開始探索盈利模式,一些聚合負荷和儲能資源的虛擬電廠就通過輔助服務市場和需求側響應探索可行的商業模式。
在輔助服務市場上,華東監管局發布的《華東區域電力輔助服務管理實施細則(征求意見稿)》首次將輔助服務的調用和補償等適用范圍擴大到調管范圍內接入電壓35千伏及以上的各類型并網主體。但是,支持大量分布式電源參與調節的商業模式尚未出現。也是在今年夏季,部分以小水電為主體資源的虛擬電廠主動參與電網調控,但因為缺乏模式,這些電廠只拿到了電費,而無法獲得輔助服務費。
從需求響應政策上,浙江一直鼓勵虛擬電廠參與需求響應,需求響應所需要的技術含量也給予虛擬電廠運營商更大的發揮空間。低于50%或者是高于150%的響應都屬于無效響應,得不到響應的服務補償費用,能否把握準響應率對于用戶是一個挑戰。除了要準確把握響應率,對用戶來說,負荷監測計算也很復雜。而要解決技術水平不足的問題,培養一批虛擬電廠運營商是必要的。讓專業人做專業事,不僅可指導用戶響應效率最大化,還可以減少“響應過頭”或“響應不足”,實現資源互補。
責任編輯: 江曉蓓