北極星智能電網(wǎng)在線訊:在“雙碳”目標(biāo)下，大力發(fā)展風(fēng)、光等新能源是我們明確的方向。當(dāng)前，電力供給側(cè)和需求側(cè)體現(xiàn)出“雙隨機(jī)”特征，給電力保供工作、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行等帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：一方面，波動(dòng)性和間歇性較強(qiáng)的風(fēng)、光發(fā)電在電源結(jié)構(gòu)中的比例持續(xù)增長(zhǎng)，供給側(cè)隨機(jī)性日益凸顯；另一方面，終端電氣化水平提升與新型負(fù)荷不斷涌現(xiàn)，例如電動(dòng)汽車、數(shù)據(jù)中心、負(fù)荷聚合商、綜合能源系統(tǒng)等新業(yè)態(tài)用戶的出現(xiàn)，導(dǎo)致需求側(cè)的隨機(jī)性越發(fā)顯著。
(資料圖)
面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，虛擬電廠作為一種廣泛聚合與調(diào)控需求側(cè)多元資源的技術(shù)，可以顯著提升電力系統(tǒng)的靈活性與調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而有效應(yīng)對(duì)“雙隨機(jī)”帶來的諸多問題。因此，我們要高度重視虛擬電廠在新型電力系統(tǒng)中的角色定位，并發(fā)揮好其作用。
（來源：能源評(píng)論·首席能源觀 ID:CEO_ER 作者：曾鳴）
助力新型電力系統(tǒng)
解決“能源三角”難題
新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要面對(duì)“能源三角”難題，即同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)，虛擬電廠有望為此提供重要助力。
首先，虛擬電廠能助力新型電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。虛擬電廠可降低大規(guī)模波動(dòng)性可再生能源并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。虛擬電廠通過對(duì)分布式能源、多元負(fù)荷資源的整合和優(yōu)化控制，形成了一種“風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖”資源，可根據(jù)電網(wǎng)安全運(yùn)行需求，以調(diào)峰服務(wù)、調(diào)頻服務(wù)、需求響應(yīng)等形式靈活參與電力系統(tǒng)資源配置，有效強(qiáng)化電力需求側(cè)與供給側(cè)的協(xié)同互動(dòng)，顯著提升電力系統(tǒng)平衡能力與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而有效應(yīng)對(duì)新能源出力波動(dòng)性帶來的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
其次，虛擬電廠能助力新型電力系統(tǒng)清潔環(huán)保運(yùn)行。虛擬電廠可提升可再生能源的消納水平，簡(jiǎn)單來說，即通過合格的虛擬電廠，在保證可靠性前提下將有更多的風(fēng)能和光能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。一方面，虛擬電廠可發(fā)掘可控負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等資源，追蹤可再生能源的潛力，通過引導(dǎo)需求側(cè)資源外部特性匹配供給側(cè)可再生能源出力曲線，促進(jìn)可再生能源電力的規(guī)模化消納；另一方面，建設(shè)虛擬電廠可針對(duì)分布式可再生能源設(shè)備的接入、通信、控制及優(yōu)化運(yùn)行，形成標(biāo)準(zhǔn)化體系與方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)側(cè)分布式資源有序管理，提升分布式資源接入電網(wǎng)的友好性，為分布式可再生能源消納提供重要支撐，從而提高可再生能源接網(wǎng)和消納的水平。
最后，虛擬電廠能助力新型電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。當(dāng)大規(guī)模的可再生能源接網(wǎng)后，系統(tǒng)在調(diào)頻、儲(chǔ)能和微電網(wǎng)改造等方面會(huì)面臨一系列新的挑戰(zhàn)。為了迎接這些挑戰(zhàn)，需要投入大量資金，推高用電成本。虛擬電廠則能有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。一方面，虛擬電廠可在兼顧電網(wǎng)、聚合商、用戶等主體利益訴求的前提下，通過激勵(lì)措施、市場(chǎng)交易等多樣化方案，充分發(fā)掘既有資源參與系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的潛力與積極性，與深度調(diào)峰改造、增加發(fā)電裝機(jī)容量及配套電網(wǎng)建設(shè)等方法相比，該方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果更好；另一方面，虛擬電廠可突破物理地域的限制，通過層級(jí)化管理架構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)和電壓等級(jí)的分散資源的聚合和控制，解決從日級(jí)到毫秒級(jí)的多時(shí)間尺度運(yùn)行控制問題，實(shí)現(xiàn)大范圍時(shí)空域內(nèi)的資源優(yōu)化配置，有效提升綜合化效益。
總之，虛擬電廠既能在消納更多新能源的基礎(chǔ)上助力保供電，又能提高能源的綜合利用效率，降低整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本——支撐起“能源三角”是虛擬電廠助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要方式。
兼顧多方需求
推動(dòng)虛擬電廠加速發(fā)展
現(xiàn)階段，我國(guó)虛擬電廠總體上處于試點(diǎn)示范階段。為進(jìn)一步發(fā)揮虛擬電廠對(duì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的支撐作用，需要從頂層框架、市場(chǎng)機(jī)制、數(shù)字技術(shù)和商業(yè)模式四個(gè)方面加速虛擬電廠的規(guī)模化發(fā)展。
從頂層框架來看，我國(guó)亟須加快制定、完善虛擬電廠建設(shè)與發(fā)展的指導(dǎo)意見。立足我國(guó)能源電力工業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)程及系統(tǒng)發(fā)展水平，結(jié)合相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，從聚合類型、聚合模式、物理參數(shù)、信息化水平等維度明確虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與技術(shù)體系，加快虛擬電廠發(fā)展規(guī)劃編制工作，分地區(qū)、分階段明確虛擬電廠發(fā)展重點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)需求完善進(jìn)入與退出機(jī)制，推動(dòng)我國(guó)虛擬電廠實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化和有序化發(fā)展。
從市場(chǎng)機(jī)制來看，要依托市場(chǎng)這只“看不見的手”激發(fā)虛擬電廠的發(fā)展活力。在起步階段，應(yīng)注重對(duì)虛擬電廠市場(chǎng)主體的培育，探索虛擬電廠與電力市場(chǎng)之間，以及虛擬電廠內(nèi)部多元主體之間的互動(dòng)機(jī)制，擴(kuò)大市場(chǎng)主體范圍、完善交易品種；在成熟階段，應(yīng)注重還原虛擬電廠調(diào)峰、調(diào)頻等服務(wù)的商品屬性，通過建立和完善市場(chǎng)化交易規(guī)則、設(shè)立有效的競(jìng)價(jià)機(jī)制，進(jìn)一步激發(fā)虛擬電廠參與市場(chǎng)交易的積極性；在資源配置擴(kuò)大化階段，應(yīng)注重建立省間、省內(nèi)協(xié)調(diào)運(yùn)作的市場(chǎng)機(jī)制，充分發(fā)揮省間資源協(xié)調(diào)互補(bǔ)特性，推動(dòng)虛擬電廠融入全國(guó)統(tǒng)一市場(chǎng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在更大時(shí)空范圍內(nèi)參與資源的優(yōu)化配置。
從數(shù)字技術(shù)來看，要加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。近年來，國(guó)家電網(wǎng)有限公司、南方電網(wǎng)公司在數(shù)字通信技術(shù)與能源融合的問題上做了很多研究，不僅成立了相關(guān)的專家委員會(huì)，還舉辦了多場(chǎng)論壇。以國(guó)網(wǎng)冀北電力為代表的省級(jí)電力公司也積極參與實(shí)踐，推動(dòng)先進(jìn)數(shù)字技術(shù)在虛擬電廠領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。深化“大云物移智鏈”等先進(jìn)信息技術(shù)與虛擬電廠的融合，推動(dòng)智慧綜合管理平臺(tái)建設(shè)，有效覆蓋用戶接入與審核、保量保價(jià)、在線優(yōu)化與出清、自動(dòng)化簽約、執(zhí)行結(jié)果溯源與結(jié)算等環(huán)節(jié)，促進(jìn)能源信息流動(dòng)和開放共享，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠的聚合用戶管理、系統(tǒng)狀態(tài)感知、運(yùn)營(yíng)策略動(dòng)態(tài)優(yōu)化、指令實(shí)時(shí)下發(fā)等功能，為打造可觀、可控、可靠的虛擬電廠提供重要支撐。
從商業(yè)模式來看，加速虛擬電廠商業(yè)模式創(chuàng)新，推動(dòng)多元化投融資體制機(jī)制建設(shè)。具體來說，就是要制定促進(jìn)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的金融、投資、財(cái)稅等綜合性政策，穩(wěn)步拓寬虛擬電廠投融資渠道，有序引入多元化資本，建立直接融資與間接融資互為補(bǔ)充的融資模式。鼓勵(lì)各方資源以多樣化途徑參與到虛擬電廠建設(shè)與發(fā)展的過程中，為虛擬電廠業(yè)態(tài)培育提供良好環(huán)境與重要?jiǎng)幽堋?/p>
電網(wǎng)牽頭做生態(tài)
發(fā)展綜合能源服務(wù)
針對(duì)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)的管理和控制系統(tǒng)必不可少，運(yùn)營(yíng)平臺(tái)要能夠協(xié)調(diào)電、熱、氣、冷的耦合與轉(zhuǎn)化，發(fā)展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)。
在主體層面，虛擬電廠涉及多種市場(chǎng)主體，分布范圍廣泛——在供給側(cè)的各種電站、在需求側(cè)的多種可調(diào)負(fù)荷、在電網(wǎng)配網(wǎng)側(cè)的不同類型的儲(chǔ)能；設(shè)備類型多樣——既有分散式風(fēng)機(jī)，又有分布式光伏，還有現(xiàn)在發(fā)展勢(shì)頭正猛的電動(dòng)汽車等。
在運(yùn)營(yíng)層面，虛擬電廠的平臺(tái)建設(shè)、服務(wù)業(yè)務(wù)的開展，除了需要配備專業(yè)運(yùn)維人員來協(xié)調(diào)各種能源的耦合，還需要市場(chǎng)的多元主體積極參與。僅僅靠一家公司難以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有項(xiàng)目的投資，只有圍繞虛擬電廠建立起綜合生態(tài)模式，并確立相關(guān)各方在生態(tài)系統(tǒng)中的定位，才能推動(dòng)虛擬電廠可持續(xù)發(fā)展，這也是我們接下來要探索的重要方向。
在投資層面，一定要保證多方投資者的互惠共贏，這是產(chǎn)業(yè)生態(tài)保持穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。同時(shí)，還要在相關(guān)部門的指導(dǎo)下，明確多方投資者中的牽頭企業(yè)構(gòu)建生態(tài)。
電網(wǎng)企業(yè)不僅對(duì)數(shù)據(jù)的掌握較為全面，而且在其服務(wù)區(qū)域內(nèi)，全國(guó)有大量已投入運(yùn)行、在建和待改造的園區(qū)，具有很大的潛力。如果由電網(wǎng)企業(yè)牽頭建立多能耦合平臺(tái)和仿真模型，在規(guī)劃、運(yùn)行階段持續(xù)優(yōu)化多能耦合算法，并將投資回報(bào)率以及與電網(wǎng)互動(dòng)方式等信息告知其他投資者，將會(huì)大大激發(fā)市場(chǎng)潛力，促進(jìn)虛擬電廠生態(tài)模式的建立。
要明確的是，虛擬電廠屬于競(jìng)爭(zhēng)性業(yè)務(wù)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)要有利于競(jìng)爭(zhēng)活力的迸發(fā)，在多元主體的共同努力下促進(jìn)健康可持續(xù)發(fā)展。
（作者系華北電力大學(xué)教授、能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任；編輯整理：本刊實(shí)習(xí)記者馮睿哲）
關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) 可再生能源 電動(dòng)汽車 數(shù)字技術(shù)
