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實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”靈活高效互動(dòng) 虛擬電廠已成不二之選
日期:2023-10-25   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_wangyue 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
推動(dòng)支持虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商、綜合能源服務(wù)商、負(fù)荷聚合商以及用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源四位一體參與市場(chǎng)調(diào)節(jié)。

我國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”的雙碳目標(biāo)發(fā)布后,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)成為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。

隨著風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)容量逐年增加,午間新能源消納困難和晚峰電力供應(yīng)不足的問題日益凸顯。

我國(guó)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中提到:“積極推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化發(fā)展,提升電力負(fù)荷彈性,開展各類資源聚合的虛擬電廠示范,為虛擬電廠的發(fā)展提供了契機(jī)”

同時(shí),《規(guī)劃》也對(duì)電力系統(tǒng)靈活性提出明確指標(biāo),即2025年靈活調(diào)節(jié)電源占比達(dá)到24%,電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的3%—5%。

10月19日,山東電力調(diào)度控制中心調(diào)度計(jì)劃處處長(zhǎng)張冰介紹了目前虛擬電廠技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐情況,并分析了山東虛擬電廠的發(fā)展情況.

現(xiàn)狀及問題

虛擬電廠是聚合優(yōu)化“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”清潔發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)和互動(dòng)商業(yè)模式。在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構(gòu)上,依托互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通訊技術(shù),聚合分布式電源、儲(chǔ)能負(fù)荷等尚未納入電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)控范圍的各類資源,進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制和市場(chǎng)交易。

值得注意的是,虛擬電廠不等于電廠。虛擬電廠由用戶側(cè)資源聚合而成,調(diào)節(jié)效果受用戶參與意愿、可調(diào)節(jié)負(fù)荷空間等因素影響較大,與傳統(tǒng)電廠相比,虛擬電廠的響應(yīng)能力仍具有較大的波動(dòng)性。

虛擬電廠也不等同于電力需求響應(yīng),當(dāng)前的虛擬電廠聚合資源以可中斷負(fù)荷為主,參與需求響應(yīng)也只是現(xiàn)階段虛擬電廠可以參與的主要交易品種,隨著電力市場(chǎng)建設(shè)不斷推進(jìn)和用戶側(cè)調(diào)節(jié)能力提升,虛擬電廠將逐漸參與中長(zhǎng)期市場(chǎng)交易和現(xiàn)貨市場(chǎng)交易及輔助服務(wù)市場(chǎng)交易。

目前的虛擬電廠根據(jù)聚合資源類型不同可分為三種。

需求側(cè)資源類型主要包括電動(dòng)汽車、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、可中斷負(fù)荷;供給側(cè)資源類型主要包括分布式電源、發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能;混合資源類型主要包括:分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷。

而根據(jù)發(fā)展階段不同又可以分為邀約型、市場(chǎng)型以及自主性三種。

邀約型是指通過需求響應(yīng)來(lái)削峰填谷,由政府部門和電力公司組織聚合商和用戶參與,完成邀約、響應(yīng)、激勵(lì)流程;市場(chǎng)型則是指通過參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)以及輔助服務(wù)市場(chǎng)獲得收益;而自主型是根據(jù)供需自主調(diào)度,并在市場(chǎng)環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定商業(yè)運(yùn)營(yíng)

目前虛擬電廠還處在發(fā)展起步階段,其主要類型大部分還是以邀約型為主。

一方面虛擬電廠接入要求較高,這就使得部分想?yún)⑴c的沒能力參與。

接入虛擬電廠需具備自有監(jiān)控平臺(tái),其功能包括負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)用電計(jì)劃管理以及資金結(jié)算;可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量測(cè)傳輸,其中包括電力、電量分時(shí)計(jì)量與傳輸,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與可靠性滿足要求,通過互聯(lián)網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、無(wú)線通信(5G專網(wǎng))等方式上傳至電力調(diào)度機(jī)構(gòu);有一定的調(diào)節(jié)能力,包括采集周期、具備可負(fù)荷電力以及連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)間都有較為具體的要求。

而另一方面其控制模式并不完善,又使得部分有能力參與的不想?yún)⑴c。

虛擬電廠的控制模式有三種,分別為集中式、分布式和混合式。三種運(yùn)行模式各有利弊,無(wú)論哪一種都不能完全實(shí)現(xiàn)效率的絕對(duì)保障和收益的完全公平。

集中式控制模式,優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本最低或參與電力市場(chǎng)獲利最大,缺點(diǎn)是內(nèi)部發(fā)電資源所屬權(quán)不唯一時(shí),會(huì)面臨收益二次分配問題;

分布式控制模式,優(yōu)點(diǎn)是虛擬電廠計(jì)算分配壓力小,缺點(diǎn)是各個(gè)分布式能源之間相互獨(dú)立缺乏集中控制下的協(xié)調(diào)運(yùn)行;

相比以上兩種控制模式,虛擬電廠第三種控制模式——混合控制模式,更具自主性,更有競(jìng)爭(zhēng)力,協(xié)調(diào)性更佳。特點(diǎn)是分布式能源代理商承擔(dān)了部分虛擬電廠集中整合的職責(zé),有效降低了集中調(diào)度模式下的計(jì)算負(fù)擔(dān),同時(shí)緩解與分布式能源間的通訊阻塞問題。

另外,從市場(chǎng)機(jī)制來(lái)看,目前的虛擬電廠不具備經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)吸引力。虛擬電廠可參與市場(chǎng)有待拓寬,其盈利空間和商業(yè)模式還有極大的優(yōu)化可能。

近期來(lái)看,在滿足市場(chǎng)技術(shù)準(zhǔn)入要求的前提下,可參與現(xiàn)貨市場(chǎng)以及對(duì)應(yīng)品種的輔助服務(wù)市場(chǎng)交易。參與日前現(xiàn)貨市場(chǎng),可通過自調(diào)度、報(bào)量報(bào)價(jià)或接受市場(chǎng)價(jià)格三種方式參與;參與輔助服務(wù)市場(chǎng)時(shí),以調(diào)峰輔助服務(wù)為主。

但是長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,虛擬電廠不僅可參與中長(zhǎng)期市場(chǎng)交易,方式與常規(guī)機(jī)組一致,還可參與日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)等多種時(shí)間尺度的現(xiàn)貨市場(chǎng)交易以及輔助服務(wù)市場(chǎng)交易。

而僅是輔助服務(wù)市場(chǎng),其規(guī)模就足夠令人驚嘆。據(jù)北京電力交易中心估算:假設(shè)遠(yuǎn)期輔助服務(wù)成本為0.03元/KWh,2025年預(yù)計(jì)電量約9.5萬(wàn)億千瓦時(shí),2030年約11萬(wàn)億千瓦時(shí),預(yù)計(jì)輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模為2850-3300億元。

假以時(shí)日,虛擬電廠也會(huì)成為人們爭(zhēng)相爭(zhēng)搶的“香餑餑”。

國(guó)內(nèi)外對(duì)比

不難看出,虛擬電廠具體應(yīng)用時(shí)并不是固定選擇的,而是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行組合的。

由于不同地區(qū)的虛擬電廠需求、模式、市場(chǎng)機(jī)制以及發(fā)展情況不盡相同,其虛擬電廠選擇參與市場(chǎng)時(shí)的方式和著重點(diǎn)也不一樣。

國(guó)外地區(qū)以美國(guó)和歐洲為例,美國(guó)的虛擬電廠參與系統(tǒng)削峰填谷,以可控負(fù)荷的需求響應(yīng)為主。主要由能源零售商推動(dòng),通過指導(dǎo)電力用戶暫時(shí)變更用電模式進(jìn)行削峰填谷。

用電高峰期,零售商以虛擬電廠方式聚合所控制的部分儲(chǔ)能,以確保電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并提供給需要的用戶,獲得收益。

而歐洲地區(qū)虛擬電廠參與電力市場(chǎng)交易,以聚合分布式電源為主。一般由獨(dú)立第三方運(yùn)營(yíng)商、發(fā)電廠以及輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商合作運(yùn)營(yíng),通過虛擬電廠將大量分布式電源整合后共同參與電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)。

相比國(guó)外虛擬電廠,國(guó)內(nèi)的發(fā)展起步較晚。

近年來(lái),國(guó)內(nèi)對(duì)虛擬電廠的宏觀政策導(dǎo)向也愈發(fā)積極,中央、部委多次提及支持虛擬電廠的發(fā)展。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)虛擬電廠還處在試點(diǎn)發(fā)展階段,虛擬電廠項(xiàng)目以研究示范為主,聚焦于需求側(cè)響應(yīng)模式。

虛擬電廠和其他靈活資源合理組合可以共同提高供消的穩(wěn)定性,隨著新能源裝機(jī)規(guī)模不斷提升,現(xiàn)階段我國(guó)的虛擬電廠還需要研究建立源網(wǎng)荷儲(chǔ)靈活高效互動(dòng)的電力運(yùn)行與市場(chǎng)體系。

虛擬電廠的核心是“通信”和“聚合”,聚合的可調(diào)節(jié)資源越多,才能在電力調(diào)峰中發(fā)揮更大的作用。所以我們必須推動(dòng)支持虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商、綜合能源服務(wù)商、負(fù)荷聚合商以及用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源四位一體參與市場(chǎng)調(diào)節(jié)。

在政策支持下,虛擬電廠相關(guān)技術(shù)和模式日漸成熟,目前國(guó)內(nèi)多個(gè)虛擬電廠發(fā)展也取得了不錯(cuò)的成績(jī),如:

上海虛擬電廠,擁有調(diào)度-交易-運(yùn)營(yíng)一體化運(yùn)營(yíng)體系,目前平臺(tái)已接入20家虛擬電廠,最大調(diào)節(jié)能力可達(dá)41.48萬(wàn)千瓦;

作為首個(gè)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的示范工程的冀北虛擬電廠,目前接入總?cè)萘繛?5.8萬(wàn)千瓦,最大調(diào)節(jié)能力為20.4萬(wàn)千瓦;

深圳虛擬電廠是首家虛擬電廠管理中心,對(duì)接虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商累計(jì)66家,接入資源規(guī)模達(dá)150萬(wàn)千瓦,最大調(diào)節(jié)能力為30萬(wàn)千瓦。

山東需求及情況

作為工業(yè)種類最齊全的經(jīng)濟(jì)大省,山東用電的保供需求極大;再加上近幾年新能源裝機(jī)迅速增長(zhǎng),山東新能源消納需求爆發(fā)。

山東日均最高負(fù)荷同比增長(zhǎng)9.48%,全網(wǎng)用電量同比增長(zhǎng)5.69%,10天破億,兩創(chuàng)新高,首次出現(xiàn)午晚峰同時(shí)破億。

山東電網(wǎng)風(fēng)光新能源總裝機(jī)為7647萬(wàn)千瓦,新能源最大出力達(dá)4769萬(wàn)千瓦,午間消納能力已經(jīng)趨于飽和。

山東省面臨著電力供應(yīng)緊張和消納困難的雙重困境。

面對(duì)以上兩個(gè)問題,山東不僅要整合分布式能源資源,挖掘各類負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)潛力,實(shí)現(xiàn)能源的高效配置和靈活調(diào)度。還要完善電力市場(chǎng)規(guī)則,激發(fā)負(fù)荷側(cè)資源參與調(diào)解積極性,提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力。

這時(shí)候就輪到虛擬電廠發(fā)揮作用了,發(fā)展虛擬電廠也成為了山東解決以上兩大問題的不二選擇。

現(xiàn)階段山東三家虛擬電廠接入資源總量為53.88萬(wàn)千瓦,可調(diào)節(jié)容量9.56萬(wàn)千瓦。

其中,中廣核運(yùn)營(yíng)虛擬電廠接入資源包括特來(lái)電充換電站、特銳德工業(yè)園區(qū)等???cè)萘?.8萬(wàn)千瓦,可調(diào)節(jié)容量2.26萬(wàn)千瓦;

國(guó)電投運(yùn)營(yíng)虛擬電廠接入資源包括分布式光伏等,總?cè)萘?.93萬(wàn)千瓦,可調(diào)節(jié)容量4.03萬(wàn)千瓦;

華能虛擬電廠接入資源包括代理購(gòu)電企業(yè)、空調(diào)負(fù)荷、充換電站等,總?cè)萘?9.15萬(wàn)千瓦,可調(diào)節(jié)容量3.27萬(wàn)千瓦。

山東現(xiàn)行虛擬電廠相關(guān)要求均以2022年6月山東能監(jiān)辦、山東省發(fā)改委、省能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步做好2022年下半年山東省電力現(xiàn)貨市場(chǎng)結(jié)算試運(yùn)行工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》(魯監(jiān)能市場(chǎng)[2022]34號(hào))為準(zhǔn)。

現(xiàn)在山東的虛擬電廠主要是用作移峰填谷。參與填谷交易,緩解負(fù)荷低谷時(shí)段或新能源大發(fā)導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)備用不足問題;參與頂峰交易,緩解負(fù)荷高峰時(shí)段發(fā)電不足產(chǎn)生的電力短缺問題。

目前,山東能監(jiān)辦正在組織修訂市場(chǎng)規(guī)則,擬更新虛擬電廠參與市場(chǎng)機(jī)制,對(duì)虛擬電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理、注冊(cè)入場(chǎng)要求、市場(chǎng)交易組織方式和結(jié)算等方面進(jìn)行明確。 

原標(biāo)題:實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”靈活高效互動(dòng) 虛擬電廠已成不二之選
 
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