近日，在浙江省發展和改革委員會、省能源局對2022年電力需求響應工作的相關通知中，明確要最大范圍動員需求側響應資源，開展“虛擬電廠”等項目試點示范，提高電力系統運行效率。國網浙江省電力有限公司也提出，今年浙江電網將持續加強電力需求側管理，從而保障7、8兩月電網平穩地迎峰度夏。
據悉，2022年工商業用戶參與需求響應最高能獲得4元/度電的補貼，另外還能根據容量獲得月度補貼。這項補貼工作已經持續數年之久，根據浙江省發展和改革委員會發布的《關于調整高耗能企業電價的通知（征求意見稿）》，可以看到2022年度的補貼預算有十多億額度。為何政府要發放如此巨額的補貼？這些補貼企業要如何爭取？“虛擬電廠”項目在此過程中起到什么作用，緣何被重點提及？這還要從電網的運行特點說起。
平衡經濟和環境的最優解
電力具有“瞬時平衡”的特點，即用戶用多少電，電廠就要發多少電。然而，電廠可以持續穩定發電，用戶的用電需求卻是不斷波動的，白天用得多、晚上用得少，夏天用得多、冬天用得少。由此，就產生了供需之間的不平衡，一方面電廠要按用戶的極限用電量儲備供電能力，以防供不應求造成電網崩潰，另一方面用電需求的波動又會使得電廠在絕大多數時間無法滿功率運行，帶來經濟上的損失。
面對復雜多變的電力供需環境，需求響應、輔助服務等調節手段應運而生。簡單來說，這些手段就是通過價格信號或補貼激勵等方式，鼓勵用戶在用電高峰期減少用電量、在用電低谷期加大用電量，從而既降低對供電能力的上限要求，又提升日常運行中供電需求的下限托底。浙江省每年支出的十余億元補貼，也正是應用于此。雖然看起來投入不少，但相比其產生的效果仍顯得很“劃算”，這筆投入在減少新電廠建設需求的同時，更讓老電廠的資源得以充分利用。
用戶參與需求響應、輔助服務等工作，為電網平穩運行作出貢獻之余，還能從中獲取經濟收益，可以說是雙贏之舉。然而，這些工作的專業性較強，對用戶的要求也不低，許多用戶即便有心參與，也會摸不著門道。虛擬電廠的出現，幫助用戶和電網之間搭起了橋梁。
虛擬電廠的概念此處不再贅述（點擊查看：“虛擬電廠”是什么？），我們可以簡單認為它是需求響應的“升級”版，大大降低了用戶參與需求響應等工作的門檻。相比過去需求側管理只針對負荷以外，虛擬電廠還能接入風能、光伏、儲能、充電樁等多種資源。應對電網波動時，虛擬電廠不僅可以協調用戶增減用電量，還能召集儲能等能源資源調節電能輸出，更好地保障電網的安全性和可靠性。虛擬電廠是電網運行過程中，平衡經濟和環境的最優解。基于虛擬電廠技術，更廣泛高效的電力調節工作成為可能，清潔能源消納也有了重要的技術實現路徑。
嘉興平湖的探索實踐
由浙達能源雙碳科技中心團隊參與提供技術支持的嘉興平湖虛擬電廠，就是浙江省虛擬電廠中的重要代表。在嘉興平湖，國網平湖市供電公司構建了一個源網荷儲一體化、分層分區彈性平衡的虛擬電廠，將園區、光伏、熱電聯產自備電廠、儲能電站、5G基站等6大類18小類源儲荷資源進行聚合，實現了可調資源街道全覆蓋、類型全覆蓋，形成可供日前、日內、實時合計可調負荷200兆瓦以上的資源池。嘉興平湖虛擬電廠建成以后，在2021年的電網運行過程中就數次建功。
嘉興平湖源網荷儲一體化虛擬電廠應用界面
靈活用能潛力發掘
2021年10月11日，嘉興平湖虛擬電廠平臺通過算法實時分析，預測到用電高峰即將到來，迅速向用戶下達了調節指令。
16時，浙江一路金屬制品有限公司根據平臺直調指令，激活了企業靈活用能空間的潛力：一方面企業將靈活可調的高負荷設備暫時關停，精準削減負荷480千瓦，另一方面該企業的光伏向電網倒送電，上網121千瓦，由此緩解電網高峰期的負荷壓力。
每家企業都有一定的靈活用能空間，可以在不影響生產的前提下暫時中斷某個生產環節30分鐘、甚至幾個小時，虛擬電廠通過深入挖掘企業靈活用能的潛力，就能為電網用能調節提供豐富的響應能力。
多種資源協調優化
2021年6月21日，嘉興平湖虛擬電廠平臺提前預測到平湖110千伏永興變2號主變將出現負荷緊張異常。虛擬電廠平臺的AI智能指揮長“啟航”立刻發出預警，調控分中心總指揮長確認此次異常事件后迅速下達響應指令。
14時30分，隨著響應指令的下達，永興變下接入虛擬電廠的不同資源自動開始協調優化：浙江榮晟環保紙業股份有限公司暫時關停了部分輔助設備，同時保證了正常生產；平湖市新埭鎮國際進口商品城將空調上調了兩度，并未影響消費者的體感溫度；虹橋景苑小區居民家中，借助智能空開設備，電熱水器線路自動關閉；新埭地區的眾多分布式光伏，智能調節逆變器運行方式平衡電壓波動……
基于算法的預測、告警、調節，嘉興平湖虛擬電廠在盡量考慮經濟最優的情況下，通過充分調動多種能源資源，聚沙成塔發揮更大力量，盡量降低電網波動對單個用戶的影響，及時避免了負荷異常事件。
虛擬電廠的應用前瞻
除了嘉興平湖，我國還有許多區域的虛擬電廠建設項目都已頗具規模：2020年10月，已經有自動化虛擬電廠系統在深圳投入試運行；2021年5月，國家電網在上海開展了國內首次基于虛擬電廠技術的電力需求響應行動，一個小時測試累計調節電網負荷56.2萬千瓦；2021年6月，武漢市的虛擬電廠可在各區域局部降低監控負荷共70萬千瓦……
虛擬電廠作為一種聚合、協調和優化能源資源的技術，通過對現有資源的最大化開發利用，不必增加資源消耗，就能實現興建大型電廠才能完成的功能，還提高了現有電廠的運行效率和清潔能源的消納能力。
從經濟角度來看，新建電廠的錢節省下來、老電廠的運行更有效率、用戶還能從中獲取補貼，整個系統實現了經濟最大化；從環境角度來看，避免增加新的資源消耗、提高資源利用率、減少用能浪費，也符合綠色低碳、環境友好的可持續發展理念。這也能說明，為什么各地政府對于虛擬電廠青眼有加。
虛擬電廠出現在我國的時間并不算長，近年來的發展稱得上是方興未艾。它真正實現了“以虛化實、以柔克剛”，借助聚合柔性可調資源達成虛擬發電、用電的特性，解決過去實體電廠才能應對的剛性需求。虛擬電廠為我們揭開了未來社會能源利用的一角，互聯、智能、高效、低碳——相信這一天會很快到來。
浙達能源
雙碳科技