虛擬電廠一直被認為是實現(xiàn)可再生能源發(fā)電大規(guī)模接入電網(wǎng)的最佳模式，近日，這個夢想變成了現(xiàn)實。
勞動節(jié)期間，國網(wǎng)上海電力在國內(nèi)率先開展了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)場景下的虛擬電廠全域綜合響應。
商業(yè)建筑虛擬電廠、智能有序充電、非工柔性空調(diào)、工業(yè)自動響應、儲能、綜合能源云平臺、分布式用能、冰蓄冷等多種類型客戶共同參與，通過對自身能源使用的合理分配，變成了一個個微型虛擬電廠。
據(jù)悉，國網(wǎng)上海電力此次全域綜合需求響應于4月28日下午13點開展了6個特定區(qū)域局部精準削峰響應試點，平均減低區(qū)域負載15.06%。
于5月2日凌晨3點-6點的電網(wǎng)負備用時段開展了規(guī)?；疤罟取表憫?，單次最大提升負荷34.03萬千瓦，響應時段平均填谷負荷31.21萬千瓦，填谷負荷量占夜間電網(wǎng)低谷負荷總量的3.35%。
在此之前，上海市電力需求響應中心于4月26日組織開展了上海市首次需求響應年度競價交易。
什么是虛擬電廠?
虛擬電廠是一種“特殊”的電廠，它通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)進行電源協(xié)調(diào)管理，將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等分布式能源聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，形成一個系統(tǒng)參與電力市場和電網(wǎng)運行。
中國工程院院士杜祥琬曾說：“‘虛擬電廠’不是傳統(tǒng)意義上的發(fā)電廠，而是相當于一個電力‘智能管家’。能在光伏等分布式能源有間歇性時，通過儲能裝置把它們組織起來，形成穩(wěn)定、可控的‘大電廠’，便于處理與大電網(wǎng)之間的各種關系。”
虛擬電廠概念的核心可以總結(jié)為“通信”和“聚合”。虛擬電廠的關鍵技術(shù)主要包括協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計量技術(shù)以及信息通信技術(shù)。從某種意義上講，虛擬電廠可以看做是一種先進的區(qū)域性電能集中管理模式，通過一套智能調(diào)控系統(tǒng)，讓電廠發(fā)電量和用戶用電量保持平衡，而這里的電廠不只是我們所看到的中心電廠，也包括電網(wǎng)中風力發(fā)電、太陽能發(fā)電這種不穩(wěn)定的發(fā)電設備。
虛擬電廠最具吸引力的功能在于能夠聚合分布式能源參與電力市場和輔助服務市場運行，為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務。
“虛擬電廠”的解決思路在我國有著非常大的市場潛力，對于面臨“電力緊張和能效偏低矛盾”的中國來說，無疑是一種好的選擇。
虛擬電廠的優(yōu)勢
隨著世界能源緊缺、環(huán)境污染等問題的日益突出，分布式電源以可靠、經(jīng)濟、靈活、環(huán)保的特點而被越來越多的國家所采用。然而，盡管分布式優(yōu)點突出，但仍存在諸多問題。
中國目前大多采用微網(wǎng)的概念作為分布式電源的并網(wǎng)形式，它能夠很好地協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源的技術(shù)矛盾，并具備一定的能量管理功能，但微網(wǎng)以分布式電源與用戶就地應用為主要控制目標，且受到地理區(qū)域的限制，對多區(qū)域、大規(guī)模分布式能源的有效利用及在電力市場中的規(guī)模化效益具有一定的局限性。
虛擬電廠并不改變每個分布式電源并網(wǎng)的方式，而是通過先進的控制計量、通信等技術(shù)聚合分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等不同類型的分布式能源，并通過更高層面的軟件構(gòu)架實現(xiàn)多個分布式能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行，更有利于資源的合理優(yōu)化配置及利用。
傳統(tǒng)主動配電網(wǎng)是實現(xiàn)大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)運行的另一種有效解決方案，它是將分布式電源的接入半徑進行了一定的擴展，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)實施主動管理，但對分布式電源能夠呈現(xiàn)給大電網(wǎng)及電力市場的效益考慮不足。
虛擬電廠的提出則為解決這些問題提供了新的思路。虛擬電廠更多強調(diào)的是對外呈現(xiàn)的功能和效果，更新運營理念并產(chǎn)生社會經(jīng)濟效益，其基本的應用場景是電力市場。這種方法無需對電網(wǎng)進行改造而能夠聚合分布式電源對公網(wǎng)穩(wěn)定輸電，并提供快速響應的輔助服務，成為分布式電源加入電力市場的有效方法，降低了其在市場中孤獨運行的失衡風險，可以獲得規(guī)模經(jīng)濟的效益。
虛擬電廠的上海實踐
近年來，上海電網(wǎng)特大型城市受端電網(wǎng)負荷特征日益凸顯，峰谷差逐年放大，尖峰時段降溫負荷占比不斷增高。為了保證高峰期供電安全，上海電網(wǎng)不得不保留大量的冗余發(fā)電能力，造成資源浪費。虛擬電廠的出現(xiàn)解決了這個問題。
虛擬電廠可以讓電網(wǎng)成為用戶側(cè)可調(diào)資源聚合共享的樞紐和平臺，將每個用戶內(nèi)可調(diào)節(jié)電力資源聚合成一個可控集合體，根據(jù)大電網(wǎng)運行需求和自身情況主動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)“需求彈性，供需協(xié)同”和社會整體資源利用效率最優(yōu)化，也為上海城市電網(wǎng)安全運行和清潔能源消納提供更好保障。
在上海市電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃中，由眾多分布式儲能設備集合而成的黃埔區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠，成為上海市電力體制改革、智能電網(wǎng)建設的獨特案例。
早在2018年1月，位于黃浦區(qū)九江路上的寶龍大廈第八次參與了虛擬電廠試運行，“發(fā)電”能力達100千瓦。寶龍大廈僅僅是黃浦區(qū)虛擬電廠的一個項目。
據(jù)了解，依托“智慧城市能源云平臺”的虛擬電廠功能，通過大數(shù)據(jù)研判及客戶細分實現(xiàn)了更高效、更智能的局部響應。
有別于過去針對大電網(wǎng)層面開展、固定標準補償方式的需求響應，本次全域綜合需求響應在國內(nèi)率先開展局部精準需求響應（最小精準定位至一臺10千伏變壓器）。
在國內(nèi)率先在需求響應競價交易中引入通知提前量系數(shù)，更好適應電網(wǎng)運行需求，調(diào)動用戶參與積極性，進一步提高了需求側(cè)管理市場化水平。
全市負荷管理終端、能源控制器、能源路由器、智能有序充電樁、用戶內(nèi)部用能管理系統(tǒng)、溫感傳感器、柔性控制終端等構(gòu)建的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)感知層。
負控無線專網(wǎng)、光纖專網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的網(wǎng)絡層；市需求響應平臺和用電負荷管理系統(tǒng)構(gòu)建的平臺層。
共同支撐了此次全鏈互動、自動運轉(zhuǎn)的全過程“源網(wǎng)荷”交互。
國網(wǎng)上海電力在報道中稱， 今年的虛擬電廠全域綜合響應只是一個成功的開頭，未來，依托泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)構(gòu)建和技術(shù)突破，將進一步實現(xiàn)需求側(cè)管理工作各個環(huán)節(jié)互聯(lián)、源網(wǎng)荷交互。
運用信息化手段推動供需雙方需求智能高效互動，進一步提升需求側(cè)機動調(diào)峰能力和需求側(cè)響應市場化水平，助力打造新時代共生、共建、共享、共贏的智慧城市能源生態(tài)圈。
