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虚拟电厂意在推动能源绿色转型
来源: 国家能源局 时间: 2022-07-19 点击数: 532
 

        虚拟电厂并不是真正意义上的发电厂,而是一种智能电网技术,在虚拟电厂聚合下,企业、居民等用户均可参与电力市场交易,灵活性更高。作为能源智慧化的关键技术,虚拟电厂应用前景广泛,全球都在抢占先机。目前,我国基本处于前期试点研究阶段。

        资本市场总是不缺热门概念。近日,A股虚拟电厂概念股热度颇高,受到投资者追捧。虚拟电厂概念本轮走热,源自关于特斯拉的一则消息——太平洋燃气与电力公司联合特斯拉推出虚拟电厂试点项目。受此消息刺激,多家A股上市公司透露,涉及虚拟电厂相关业务,并展开积极布局。虚拟电厂走红背后,是能源系统数字化转型浪潮来袭。

        提起电厂,人们脑海里第一反应往往是:高耸的烟囱、巨大的冷却塔、滚滚的白烟。如今在我们身边有一些电厂,既没有厂房,不烧煤,也不用其他燃料,却具备发电的能力,我们称之为虚拟电厂。虚拟电厂并不是真正意义上的发电厂,而是一种智能电网技术,其核心理念就是通过先进信息通信技术和软件系统,把工厂、商场甚至居民家的各类分散、可调节的电源和负荷汇聚起来,形成一个虚拟的“电厂”进行统一管理和调度。在虚拟电厂聚合下,企业、居民等用户均可参与电力市场交易,灵活性更高。

        以大型商业综合体为例,通常这些楼宇都会配备大量的空调机组,冬天供暖夏天送冷都会消耗大量电能。在夏季用电高峰时段,如果通过预先安装的电子终端实现分钟级远程柔性可调节负荷需求响应,将中央空调的温度上调2摄氏度至3摄氏度,便可让日均用电量减少近20%,从而减轻电网的负担,同时商场用户也不会因为微小的温度上升而感到不适。如果能管控更多这样的大厦和工厂,就可以在不新建发电厂的前提下,更好地释放存量电力的潜能,保障电网安全。

        虽然技术很先进,但虚拟电厂并非新概念。自1997年这个概念提出以来,便受到欧洲、北美和澳洲多国关注。自2001年起,德国、英国、西班牙、法国、丹麦等欧洲国家开始兴起以集成中小型分布式发电单元为主要目标的虚拟发电厂研究项目;同期北美推进相同内涵的“电力需求响应”。澳大利亚、日本等亚太国家近年来也逐步加入虚拟电厂研究、部署行列。

        我国尚未形成成熟的成套解决方案,虚拟电厂项目基本处于前期试点研究阶段。“十三五”期间,我国江苏、上海、河北、广东等地相继开展了电力需求响应和虚拟电厂试点。比如,江苏省于2016年开展了全球单次规模最大的需求响应。上海于2017年建成世界首个商业建筑虚拟电厂——黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程。国网冀北电力有限公司优化创新虚拟电厂运营模式,并高质量服务北京冬奥会。

        在“双碳”目标下,虚拟电厂对提升电网安全保障水平、推动能源绿色低碳转型具有重要意义。当前,以可再生能源为代表的现代能源系统,正加速替代以油气为代表的传统能源系统。从能源生产、消费和配置各环节看,现代能源系统以电为中心、以电网为平台的特点日益显著。未来,分布式可再生能源、电动汽车、新型储能等配电网中的分散发电和有源负荷将呈现高速增长态势,更多电力用户将由单一的消费者转变为混合型的产消者。这些都对电网的安全、可靠、经济运行等提出新的挑战。

        虚拟电厂正是针对这些新现象,聚焦再电气化进程中生产侧和消费侧同步发力的重要特征,提出适应未来能源清洁低碳发展趋势的技术和商业模式,在清洁供暖、用户侧需求响应、电动汽车等领域都具有广阔的应用前景。作为电网的“智能管家”,虚拟电厂将分散式电源和负荷化零为整,既可以作为“正电厂”向电力系统供电,也可以作为“负电厂”消纳系统的电力,起到灵活的削峰填谷作用,助力电网系统保持实时平衡。这不仅可以减少电源和电网建设投资,还可以为企业、居民等参与者提供新增收入的渠道,实现用户和系统、技术和商业模式的双赢。

        能源再电气化和智慧化已成全球能源转型重要趋势。作为能源智慧化的关键技术,虚拟电厂应用前景广泛,全球都在抢占先机,争取战略主动。不过无论是在海外还是国内,虚拟电厂都还很年轻。在能源转型的道路上,尚需政府、企业、用户等各方共同努力,在市场机制建设、商业模式创新、核心技术研发以及用户广泛参与等方面积极探索,助力能源流与信息流高度融合,最终实现能源生产、交易、利用的高效化,以及能源基础设施的共享。

 
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