炎炎夏日限电怎么救？新秀虚拟电厂或成“救命稻草”

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炎炎夏日限电怎么救？新秀虚拟电厂或成“救命稻草”

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【原创】作者：王子琴

2022-08-30 17:49

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　　【CNMO】今年夏天，和高温一起出现最多的词一定包括“限电”，我国很多地区都出现了限电的情况，“限电”也频繁地出现在热搜上。并且由于高温不断刷新记录，今年的限电也比往年来得更早一些，不少高耗能企业被要求限电停产。　　众所周知，在炎热的夏天，人们的用电需求飙升。当负载接近极限，政府会采取限电措施，强行降低用电需求。但是限电并不能从根本上解决问题。在此之际，与之密切相关的虚拟电厂引发了市场的关注。　　虚拟电厂是提升电力系统调节能力的重要手段，人们希望它能有效调节电力获得平衡。不过，对于大多数人来说，虚拟电厂是一个非常抽象的概念，大家并不知道它到底是什么东西。接下来，我们就和大家谈谈这个神奇的概念。虚拟电厂是什么　　虽然虚拟电厂是近期才“火”起来的概念，但它并不是一个新东西。在世界能源紧缺、环境污染等问题日益突出的大背景下，能源的绿色高效利用愈发受到人们重视。早在二十多年前，虚拟电厂就在德国、英国、法国、荷兰等欧洲国家兴起，目前也已拥有多个成熟的示范项目。　　“虚拟电厂”这一术语源于1997年《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》一书中对虚拟公共设施的定义：虚拟公共设施是独立且以市场为驱动的实体之间的一种灵活合作，这些实体不必拥有相应的资产而能够为消费者提供其所需要的高效电能服务。　　书中的术语介绍可能有些晦涩难懂，简单来说，虚拟电厂顾名思义就是虚拟化的电厂。与传统电厂不同，它不是一个物理真实的电厂，而是一种智能电网技术，但可以起到电厂的作用。　　具体来看，虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。换言之，虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。　　虽然没有物理实体，但虚拟电厂可以起到传统电厂的作用：发出电能，提供能量；并通过调节功率来参与辅助服务市场。虚拟电厂怎么运作　　虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合DER参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。那么，虚拟电厂具体是怎么运作的呢？　　我们可以这样理解，因为虚拟电厂是一个用电管理系统，首先需要把它安装在各个用电处，比如工厂、商场等用电大户的配电间终端设备内，然后把空调、点灯等这些可调节的负荷划入到统一管理序列。当这些操作全部进行完后，人们就可以通过调节这些负荷，达到电量的实时供需平衡。　　其实全球首富马斯克也在该领域进行了布局。2015年，特斯拉推出了家用储能产品POWERWALL，这是一个可充电的家用电池系统，我们可以把它看作一个迷你“虚拟电厂”。今年7月，特斯拉宣布与太平洋燃气与电力公司（PG&E）在加州合作开展虚拟电厂项目，将家庭储能产品POWERWALL的用户网络，变成一个庞大的“分布式发电厂”。　　马斯克投资的这个虚拟电厂的操作模式和我们上述的方式类似，只在一些细节上有所区分。首先，这个虚拟电厂的发电储电系统是由屋顶上的光伏板和POWERWALL组成，收集到电能后，PG＆E将管理这些电力，进行负荷的活动。在这个运转模式下，可以实现精准供电平衡。　　值得一提的是，虚拟电厂还具有较高的经济性和灵活性。据国家电网推算，通过建设煤电机组满足经营区内5%的峰值负荷，需要投资4000亿元；如果选择虚拟电厂，投资则仅需500亿-600亿元，是煤电投资的12.5%。虚拟电厂市场火爆　　2018年，中国风电、太阳能发电装机年均增长44%和191%，远高于全球平均增速。但这些发电方式具有随机性、间歇性和波动性等特征，大规模、高比例接入将给电力系统平衡和电网安全运行带来一系列挑战。　　今年的四川缺电的情况就反映出了该问题。众所周知，四川是全国最大的水电开发和西电东送基地，但在今年夏天，四川遭遇了历史同期最高极端高温、最少降雨量以及最高电力负荷，在用电需求急剧攀升的情况下，水电发电能力断崖式下降，导致电能供不应求，多地出现用电不足的情况。　　而虚拟电厂具有多样性，协同性，灵活性等技术特点，这种解决思路在我国有着非常大的市场潜力，甚至可以说，虚拟电厂也是目前解决我国电网尖峰负荷最经济的选项之一。　　国家也发现了虚拟电厂的“闪光点”，2021年以来，我国发布多项扶持政策，市场形势一片大好，巨大的市场潜力也吸引了众多领域企业入局。8月26日，深圳市虚拟电厂管理中心正式举行揭牌仪式，成为全国首家虚拟电厂管理中心。据悉，该管理中心接入容量达87万千瓦，接近一座大型煤电厂的装机容量，可见其规模之大。　　展望未来，相关机构预计2030年虚拟电厂的运营市场规模将超过4500亿元。如此看来，这方面的市场前景可以说是一片光明。不过目前来看，我国虚拟电厂发展仍处于早期阶段，想要使其全面商业化还需再接再厉。

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