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这家电力公司 让虚拟电厂国际标准说“中国话”

2023年04月24日

4年前的秋天,国际电工委员会(IEC)在北京开了一个会。各国电力专家云集于此,讨论为一种电厂编制国际标准。

这种电厂看不见也摸不着。它不是一个实际的电厂,而是一个能源管理系统,但却是当时许多电力专家心目中能源转型的“诗与远方”。

它就是如今炙手可热的虚拟电厂。也正是在那年3月,由中国国家电网主导的IEC虚拟电厂标准获批立项。

填补全球空白

这项国际标准“说中国话”

顾名思义,虚拟电厂与传统电厂不同,不烧煤,也没有厂房,而是建在“云端”。

研究虚拟电厂多年的科研人员都知道,虚拟电厂并不具有实体形式,却真具有一个电厂的功能,而且其功能远超传统实体电厂。它打破了传统电力系统中发电厂之间、发电侧和用电侧之间的物理界限。

对于这样一种前景广阔的新事物,标准至关重要。对此,国网冀北电力颇有发言权。

虚拟电厂的国际标准是世界“通用语言”,是这一领域各国间互联互通的基本规范和技术合作的基础条件。

2018年3月,国网冀北电力和中国电科院组成的专家团队代表中国向IEC提交的虚拟电厂《架构与功能要求》和《用例》提案获批立项,成为IEC在虚拟电厂领域立项的首批国际标准。

虚拟电厂国际标准提案获批立项,标志着国家电网在虚拟电厂领域处于国际领跑地位,增强了我国制定能源转型国际标准的话语权,具有十分重要的现实意义和长远的战略价值。

此外,两项虚拟电厂标准获批立项,使得虚拟电厂的概念在原本体系架构上进一步提升:虚拟电厂是聚合优化“网源荷储”清洁发展的新一代智能控制技术和互动商业模式,在传统电网物理架构上,依托互联网和现代信息通信技术,聚合分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类分散资源,与系统开展协同优化运行控制和市场交易,实现电源侧的多能互补、负荷侧的双向互动、储能的灵活调剂,为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。

实力不虚

让分散资源凝聚成强大合力

虚拟电厂到底好在哪呢?

简单来说,“聚沙成塔”是虚拟电厂的关键词。它能把海量、分散、异质的能源资源变成可调控的持续能源资源。为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务是虚拟电厂的重要作用,也是它之所以能够被称为电厂的主要原因。

电网讲究源随荷动,需求侧用多少电,供应侧就发多少电。但用户用电有“峰谷”之分,需要调节电厂出力做到平衡。

以往,为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务,一般由稳定的火电机组来完成。

随着新型电力系统建设的持续推进,不稳定的可再生能源发电大规模并网。作为可再生能源富集地,国网冀北电力新能源装机容量占比已经超过70%。

相较传统的电厂,虚拟电厂有着不小的优势。

更便宜 以往在出现较大用电负荷时,供应侧的调节方式往往是扩建电厂、调动备用电源、加强有序用电管理等。而虚拟电厂通过科学降低用电侧负荷来保障用电稳定,不会对居民、工商业用电产生影响,成本更低。

例如,冀北虚拟电厂调峰能力20.4万千瓦,发电侧若要实现相同调峰能力改造费用将超亿元,而虚拟电厂改造成本仅为发电侧的5%,将大大降低系统运行成本费用。

更绿色 使用虚拟电厂调峰,可以减少电网和尖峰电源的建设,提高电网设备使用效率,促进新能源消纳,达到降碳减排的目的。

用一组直观数据来比较一下:

预计2023年京津唐电网尖峰负荷95%以上持续时间不到30小时。如通过虚拟电厂压降尖峰负荷365万千瓦,可节约常规电源投资110亿元、配套电网投资数十亿元。

预计,2023年冀北电网最大负荷3080万千瓦,如果最大负荷的10%通过虚拟电厂响应市场价格信号进行实时填谷响应,初步测算一个供热季可增加消纳新能源近3亿千瓦时。

走向市场

从“诗与远方”到广阔蓝海

远方清晰可见,前景诗意盎然。

但制定标准,获得国际最高话语权,只是迈出的第一步。如何让这个美好的“诗与远方”成为可以抵达的现实之境?

一个项目好不好,得看它能不能经得起市场的检验。与我国其他地区的“邀约型”虚拟电厂不同,国网冀北电力的实践率先进入了“市场型虚拟电厂”阶段。

2019年,也就是国际标准获批立项的第二年,国网冀北电力虚拟电厂示范工程投运。

这个虚拟电厂聚合了冀北五地市的可调节工商业、蓄热式电锅炉、智慧楼宇、储能等资源,主要参与华北调峰辅助服务市场的运营,通过实时响应京津唐电网调度指令,在后夜风电大发、电网低谷调峰困难时期,为京津唐电网提供调峰服务,拉升低谷用电负荷,促进新能源消纳。(许争 王一凡)

国网冀北电力。 资料图片

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