虛擬電廠：既是電力“智能管家” 也是智慧能源管理系統(tǒng)

國電中星了解到：國家能源局綜合司公示了能源領域“科技助力經濟2020”重點專項擬立項項目，擬將多層級虛擬電廠平臺、適應靈活運行需求的燃機核心部件保障技術研究等10個項目列入重點專項。其中，作為推進能源互聯(lián)網建設的有效手段，虛擬電廠已從理論高地走進電網實地，在激活能源互動消費、促進清潔能源消納等方面發(fā)揮了重要作用。

既是電力“智能管家”

也是智慧能源管理系統(tǒng)

虛擬電廠早年主要以能效電廠的項目形式體現，主要用于需求側有效節(jié)電。目前，各個研究機構對虛擬電廠的實質有不同解釋：“可自愈的微電網”“不同類型的分散在中壓配電網不同節(jié)點的分布式能源集合”“帶有傳輸系統(tǒng)的發(fā)電站”“多技術和多站點異質實體”等。

那么，虛擬電廠到底能做什么，如何定位？多年致力于能源轉型戰(zhàn)略研究的中國工程院原副院長杜祥琬指出，虛擬電廠不是傳統(tǒng)意義上的電廠，它相當于一個電力“智能管家”，站在電網角度，把風電、光伏發(fā)電等分布式能源通過儲能裝置組織起來，形成穩(wěn)定、可控的“大電廠”，便于處理與大電網之間的各種關系。

冀北電力交易公司負責人王宣元解釋，所謂“虛擬”，體現在它并不具有實體存在的電廠形式，卻有電廠功能，而且遠超傳統(tǒng)實體電廠，因為它打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中發(fā)電廠之間、發(fā)電側和用電側之間的物理界限。王宣元如此定義虛擬電廠：“它是互聯(lián)網+源網荷儲售服一體化（即電源、電網、負荷、儲能、銷售、服務的聚合體）的清潔智慧能源管理系統(tǒng)，是對多種分布式能源進行聚合、優(yōu)化控制和管理，為電網提供調頻、調峰等輔助服務，并能夠參與電力市場交易的技術和商業(yè)模式。”

智能電網研究領域資深專家馮慶東也表示，虛擬電廠在電力系統(tǒng)的作用是把多個異地的分布式電源、負荷當做一個電廠來參與電力市場交易。

“當然，電力交易只是虛擬電廠諸多功能中的一個。”王宣元強調，核心是源網荷儲售服一體化，其中的電源，既可以是傳統(tǒng)火電，也可以是新興的風電、光伏發(fā)電、生物質發(fā)電；既可以是大規(guī)模集中式發(fā)電，也可以是分布式零散發(fā)電，還可以是冷、熱、儲能等其他能源形式。虛擬電廠把它們“串聯(lián)”起來，基于互聯(lián)網、大數據、云計算、人工智能等技術，實現發(fā)電和用電自我調節(jié)，保持瞬時平衡。

聚合優(yōu)化用戶規(guī)模

貫通能源產業(yè)鏈

2019年12月12日，冀北虛擬電廠示范工程投入商業(yè)運營。這一天對于遠在沽源縣西南部山區(qū)的蓮花灘風電場有著不同尋常的意義。“我們接入冀北虛擬電廠，2019年12月，在富風期的發(fā)電指標提升5個百分點，相當于每臺風機利潤增加4%，是虛擬電廠聚合億萬用戶的強大功能，讓富余風電有處可去。”該風電場場長劉宏偉介紹，虛擬電廠為新能源場站帶來新生機。

此外，隨著新一輪電改不斷深入，主體多元、開放共享、互利共贏的電力市場格局成為各界的共同期待。冀北虛擬電廠在促進清潔能源消納的同時，對構建電力市場也具有重要意義。

據了解，冀北電力首創(chuàng)虛擬電廠參與調峰輔助服務市場機制，《第三方獨立主體參與華北電力調峰輔助服務市場試點方案》獲國家能源局、華北能源監(jiān)管局批復。2019年12月12日零時，負荷側資源開始參與華北電力調峰輔助服務市場。

王宣元介紹，調峰輔助服務是為了讓電可以更安全、經濟地輸送到用戶，在負荷高峰時，增加發(fā)電機出力，在負荷低谷時，減少發(fā)電機出力，以解決電能發(fā)、供、用瞬時平衡的難題。“以滿足用戶需求為導向，深入推進電力市場建設，打造價值創(chuàng)造體系，是公司打算深入推進的工作之一。”王宣元表示，下一步，冀北電力將探索創(chuàng)新市場交易新機制，不斷擴大虛擬電廠聚合優(yōu)化用戶規(guī)模，以市場建設為契機，打造新業(yè)態(tài)，重構新生態(tài)，拉動上下游產業(yè)技術升級，貫通能源產業(yè)鏈。

能源柔性互動商業(yè)模式

和市場機制實現多贏

王宣元表示，在虛擬電廠的聚合下，企業(yè)、居民等用戶可以參與電力市場交易，生產線、電鍋爐、大樓、充電樁等用戶側資源，也可以成為一個個微型發(fā)電機，參與電力市場交易，獲取調峰輔助服務費用。

“以前，我們車間每個時段開機數量比較平均，用電負荷相對均勻。加入冀北虛擬電廠后，我們改進生產工序，用電高峰時段少開機甚至不開機，夜間低谷時段爭取滿負荷生產。”陽光硅谷電子科技有限公司動力班運維人員張云峰說，企業(yè)接入虛擬電廠并參與調峰輔助服務市場后，調整了部分車間生產工序，不僅享受到低谷電價，還得到一筆調峰費用。

借助冀北虛擬電廠建立的多種能源柔性互動的商業(yè)模式和市場機制，類似陽光硅谷的電力用戶有了全新的市場角色，他們參與到電力市場中來，與電網更好互動，開拓了新的盈利模式。

“不僅是工廠，居民和樓宇也可以參與到虛擬電廠的價值創(chuàng)造中。你可以把家里的電動汽車、空調、冰箱等交給虛擬電廠‘托管’，虛擬電廠將挖掘家庭負荷特性，讓用電、能耗、能效數據信息覆蓋各家各戶，在創(chuàng)造良好舒適生活環(huán)境的同時，實現用戶、系統(tǒng)、技術和商業(yè)模式多贏。”王宣元表示。

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