虛擬電廠意在推動能源綠色轉(zhuǎn)型

王軼辰

虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術(shù)，在虛擬電廠聚合下，企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場交易，靈活性更高。作為能源智慧化的關(guān)鍵技術(shù)，虛擬電廠應(yīng)用前景廣泛，全球都在搶占先機(jī)，目前我國基本處于前期試點(diǎn)研究階段。

虛擬電廠其核心理念就是通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，把工廠、商場甚至居民家的各類分散、可調(diào)節(jié)的電源和負(fù)荷匯聚起來，形成一個虛擬的“電廠”進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。在虛擬電廠聚合下，企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場交易，靈活性更高。

以大型商業(yè)綜合體為例，通常這些樓宇都會配備大量的空調(diào)機(jī)組，冬天供暖夏天送冷都會消耗大量電能。在夏季用電高峰時段，如果通過預(yù)先安裝的電子終端實(shí)現(xiàn)分鐘級遠(yuǎn)程柔性可調(diào)節(jié)負(fù)荷需求響應(yīng)，將中央空調(diào)的溫度上調(diào)2～3℃，便可讓日均用電量減少近20%，從而減輕電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。如果能管控更多這樣的大廈和工廠，就可以在不新建發(fā)電廠的前提下更好地釋放存量電力的潛能，保障電網(wǎng)安全。

雖然技術(shù)很先進(jìn)，但虛擬電廠并非新概念。自1997年這個概念提出以來便受到歐洲、北美和澳洲多國關(guān)注。自2001年起，德國、英國、西班牙、法國、丹麥等歐洲國家開始興起以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬發(fā)電廠研究項(xiàng)目；同期北美推進(jìn)相同內(nèi)涵的“電力需求響應(yīng)”。

我國尚未形成成熟的成套解決方案，虛擬電廠項(xiàng)目基本處于前期試點(diǎn)研究階段?！笆濉逼陂g，我國江蘇、上海、河北、廣東等地相繼開展了電力需求響應(yīng)和虛擬電廠試點(diǎn)。在“雙碳”目標(biāo)下，虛擬電廠對提升電網(wǎng)安全保障水平、推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。當(dāng)前，以可再生能源為代表的現(xiàn)代能源系統(tǒng)，正加速替代以油氣為代表的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)。從能源生產(chǎn)、消費(fèi)和配置各環(huán)節(jié)看，現(xiàn)代能源系統(tǒng)以電為中心、以電網(wǎng)為平臺的特點(diǎn)日益顯著。未來，分布式可再生能源、電動汽車、新型儲能等配電網(wǎng)中的分散發(fā)電和有源負(fù)荷將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，更多電力用戶將由單一的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲偷漠a(chǎn)消者。這些都對電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等提出新的挑戰(zhàn)。

虛擬電廠正是針對這些新現(xiàn)象，聚焦再電氣化進(jìn)程中生產(chǎn)側(cè)和消費(fèi)側(cè)同步發(fā)力的重要特征，提出適應(yīng)未來能源清潔低碳發(fā)展趨勢的技術(shù)和商業(yè)模式，在清潔供暖、用戶側(cè)需求響應(yīng)、電動汽車等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。作為電網(wǎng)的“智能管家”，虛擬電廠將分散式電源和負(fù)荷化零為整，既可以作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電、也可以作為“負(fù)電廠”消納系統(tǒng)的電力，起到靈活的削峰填谷作用，助力電網(wǎng)系統(tǒng)保持實(shí)時平衡。這不僅可以減少電源和電網(wǎng)建設(shè)投資，還可以為企業(yè)、居民等參與者提供新增收入的渠道，實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)、技術(shù)和商業(yè)模式的雙贏。

能源再電氣化和智慧化已成全球能源轉(zhuǎn)型重要趨勢。作為能源智慧化的關(guān)鍵技術(shù)，虛擬電廠應(yīng)用前景廣泛，全球都在搶占先機(jī)、爭取戰(zhàn)略主動。不過無論是在海外還是國內(nèi)，虛擬電廠都還很年輕。在能源轉(zhuǎn)型的道路上，尚需政府、企業(yè)、用戶等各方共同努力，在市場機(jī)制建設(shè)、商業(yè)模式創(chuàng)新、核心技術(shù)研發(fā)以及用戶廣泛參與等方面積極探索，助力能源流與信息流高度融合，最終實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、交易、利用的高效化，以及能源基礎(chǔ)設(shè)施的共享。