5月19日，由國家能源局主辦、電力規(guī)劃設(shè)計總院承辦的能源綠色低碳轉(zhuǎn)型典型案例發(fā)布及技術(shù)交流會在北京召開，發(fā)布了典型案例和《能源綠色低碳轉(zhuǎn)型典型案例匯編》，“廣東深圳虛擬電廠智慧調(diào)度運(yùn)行管理云平臺”(以下簡稱“深圳虛擬電廠管理平臺”)作為南方電網(wǎng)公司唯一入選案例，為能源領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型提供有益的經(jīng)驗借鑒和實踐參考，為傳統(tǒng)“源隨荷動”調(diào)度模式向“源荷互動”轉(zhuǎn)變提供“深圳經(jīng)驗”，找準(zhǔn)虛擬電廠在新型能源體系下的角色定位，最大化提升可調(diào)資源和全社會能效水平。
作為南方電網(wǎng)首批新型電力系統(tǒng)示范區(qū)，虛擬電廠管理平臺2021年底開始實體化、市場化、常態(tài)化運(yùn)作。目前該平臺已發(fā)展為國內(nèi)數(shù)據(jù)采集密度最高、接入負(fù)荷類型最全、直控資源最多、應(yīng)用場景最全的虛擬電廠管理平臺，調(diào)節(jié)能力超56萬千瓦，相當(dāng)于兩臺中型火電機(jī)組。
在日前開展的南方電網(wǎng)首批新型電力系統(tǒng)示范區(qū)驗收工作中，驗收專家組評價該示范項目“形成了一套國際領(lǐng)先的虛擬電廠調(diào)控技術(shù)理論體系和配套軟硬件裝備。”
去年底，虛擬電廠“深圳經(jīng)驗”亮相法國第七屆全球ICT能效峰會，首次在國際論壇上介紹、分享深圳虛擬電廠建設(shè)發(fā)展歷程、經(jīng)驗做法及工作成效;過去一年，深圳虛擬電廠管理中心接待了近300批次從各地來深圳調(diào)研虛擬電廠的專家和同行，平均下來差不多每天接待1批。
這座“看不見的電廠”能夠“出圈”，究竟有何獨(dú)特性?
有力應(yīng)對“新”挑戰(zhàn)
進(jìn)入5月，深圳氣溫逐漸攀升，北部一座變電站在午間出現(xiàn)重載風(fēng)險，設(shè)在深圳供電局的深圳虛擬電廠管理中心可通過虛擬電廠管理平臺，讓局部精細(xì)化調(diào)峰變得更靈活。“憑借這套能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我們很快找到變電站附近‘萬幫虛擬電廠’有可調(diào)充電樁，隨即下發(fā)調(diào)荷指令，1個多小時內(nèi)就完成了緊急削峰。”中心工作人員歐鳴宇說。
在深圳負(fù)荷尖峰期，這樣的例子并不鮮見。近年，深圳以新能源汽車為代表的新型負(fù)荷爆發(fā)增長，用電最大峰谷差進(jìn)一步擴(kuò)大，加上新能源本身具有波動性、隨機(jī)性、間歇性，電力保障面臨更多挑戰(zhàn)。匯集海量虛擬電廠分布式資源的深圳虛擬電廠管理平臺，有助于破解這道難題，既作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電調(diào)峰，也能作為“負(fù)電廠”加大新能源消納，配合填谷。
深圳虛擬電廠管理平臺是國內(nèi)首個網(wǎng)地一體虛擬電廠管理平臺，由于部署在南網(wǎng)調(diào)度云，網(wǎng)、省兩級調(diào)度機(jī)構(gòu)均可直接調(diào)度，實現(xiàn)虛擬電廠全時段可觀、可測、可控、可調(diào)。2023年深圳開展33次虛擬電廠本地化精準(zhǔn)響應(yīng)，有效應(yīng)對尖峰負(fù)荷，調(diào)節(jié)電量125.8萬千瓦時。若按當(dāng)前深圳一戶家庭日均用電8千瓦時來算，可滿足近16萬戶家庭一天的用電需求。
“虛擬電廠不需要占地，也不影響環(huán)境，還能產(chǎn)生有一定的能效管理效果。”深圳供電局虛擬電廠管理經(jīng)理李江南說，根據(jù)測算，深圳虛擬電廠管理平臺上線2年多來，累計促進(jìn)清潔能源消納11億千瓦時，實現(xiàn)二氧化碳減排92萬噸。在這座寸土寸金的超大型城市，該平臺已經(jīng)成為提高新能源接入承載能力和供需平衡能力、促進(jìn)能源綠色轉(zhuǎn)型的重要抓手。
全鏈條參與調(diào)度
作為電力與算力深度融合的產(chǎn)物，虛擬電廠涉及資源接入、聚合、調(diào)控、運(yùn)營等關(guān)鍵技術(shù)。在可借鑒經(jīng)驗不多的情況下，深圳供電局一路摸著石頭過河，形成自己的特色。
“和其他一些城市做法不同，我們的管理平臺接入調(diào)度。這也意味著，平臺必須在網(wǎng)絡(luò)安全、精準(zhǔn)響應(yīng)和時效性上滿足調(diào)度的超高要求。”深圳虛擬電廠管理中心總經(jīng)理程韌俐介紹，在“資源拓?fù)湮恢?rdquo;界面里，所有虛擬電廠運(yùn)營商的地圖坐標(biāo)、資源信息都有詳細(xì)展示，通過多級電網(wǎng)模型拼接方法，甚至可以細(xì)化到每家運(yùn)營商每一處分布式資源的“站—線—變—戶”關(guān)系。這也是工作人員緊急情況下能迅速“點(diǎn)對點(diǎn)”精準(zhǔn)調(diào)用負(fù)荷、解決局部重過載的關(guān)鍵所在。
當(dāng)然，僅此還不夠。虛擬電廠管理平臺具備實體電廠功能的“試金石”，就是做到調(diào)頻的“秒級”時延要求。
2023年5月，深圳供電局與南網(wǎng)科研院運(yùn)用5G專用切片技術(shù)，以蔚來換電站為試點(diǎn)，10秒內(nèi)完成調(diào)頻，在國內(nèi)首次驗證了虛擬電廠調(diào)頻技術(shù)。“5G專用切片類似于城市道路分流管理，為虛擬電廠參與調(diào)頻設(shè)置了專用通道。”李江南打了個比方。
目前，深圳已聚合28座換電站參與調(diào)頻，調(diào)節(jié)功率達(dá)到3000千瓦，這也意味著深圳打通了負(fù)荷側(cè)資源參與電網(wǎng)調(diào)度的全業(yè)務(wù)鏈條。“調(diào)頻功能的實現(xiàn)，會給虛擬電廠應(yīng)用帶來更廣闊的空間，比如局部地區(qū)事故應(yīng)急備用。”華南理工大學(xué)電力學(xué)院教授管霖表示。
近年，深圳供電局還創(chuàng)新研發(fā)基于安全芯片和國產(chǎn)自主軟件的全套并網(wǎng)運(yùn)行控制終端，支撐虛擬電廠數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、并網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)，滿足了虛擬電廠接入調(diào)度的高等級網(wǎng)絡(luò)安防和實時互動要求。
“我們能像管控實體電廠一樣對虛擬電廠進(jìn)行管控和調(diào)用，包括下發(fā)96點(diǎn)曲線、實現(xiàn)分鐘級監(jiān)測等等，虛擬電廠精準(zhǔn)跟蹤電網(wǎng)調(diào)度指令的準(zhǔn)確性超過了95%。”程韌俐說。
實現(xiàn)“看得見的效益”
虛擬電廠創(chuàng)新技術(shù)的同時，如何拓寬市場，是社會各界關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，深圳虛擬電廠管理平臺接入45家虛擬電廠運(yùn)營商，涵蓋建筑樓宇空調(diào)、新能源汽車、5G基站、冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)等9類共計3萬多個分布式資源，接入規(guī)模超過了265萬千瓦。
“通過虛擬電廠帶動儲能、智能樓宇改造等一系列產(chǎn)業(yè)發(fā)展，離不開政府的大力支持和政策引導(dǎo)，離不開社會資本的參與，同時也需要電網(wǎng)企業(yè)通過專業(yè)知識引導(dǎo)負(fù)荷側(cè)資源進(jìn)入電力市場、電網(wǎng)運(yùn)行。”程韌俐說，深圳虛擬電廠管理中心一方面積極通過線上線下培訓(xùn)和實戰(zhàn)演練相結(jié)合，提升虛擬電廠運(yùn)營商參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的能力水平。另一方面，通過示范應(yīng)用帶動100余家企業(yè)進(jìn)入虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈，推動布局虛擬電廠新賽道，拓展虛擬電廠核心設(shè)備生產(chǎn)制造，實現(xiàn)“設(shè)備+服務(wù)”“場景+技術(shù)”高效融合、疊加賦能。
“現(xiàn)在，我們接入深圳虛擬電廠管理平臺的充電場站有90余個，僅2023年參與的負(fù)荷調(diào)節(jié)響應(yīng)就有將近30次，有效響應(yīng)電量超40萬千瓦時。”小桔電力交易專家張秋明介紹，他們公司是一家新型能源服務(wù)商，正積極結(jié)合政府補(bǔ)貼政策開展運(yùn)營活動，通過小桔充電平臺技術(shù)及運(yùn)營能力，引導(dǎo)車主錯峰充電，車主可平均每度電減少0.1至0.2元服務(wù)費(fèi)用。
發(fā)展產(chǎn)業(yè)、惠及終端，深圳以“看不見的電廠”實現(xiàn)了“看得見的效益”。引路人的步伐并沒有停歇，截至目前，深圳虛擬電廠管理中心已發(fā)布南方電網(wǎng)虛擬電廠領(lǐng)域首個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及首批3項虛擬電廠地方標(biāo)準(zhǔn)，推動深圳虛擬電廠先行先試參與了南方區(qū)域電力市場，首次實現(xiàn)虛擬電廠參與跨省備用市場結(jié)算運(yùn)行，為國內(nèi)虛擬電廠參與更多市場交易品種探索經(jīng)驗。
接下來，深圳虛擬電廠管理中心還將加強(qiáng)對成果的提煉總結(jié)，形成可快速復(fù)制和應(yīng)用的虛擬電廠范式，加強(qiáng)虛擬電廠功能的遞進(jìn)式、迭代式應(yīng)用，深化運(yùn)營體制機(jī)制研究和構(gòu)建，助力深圳新型電力系統(tǒng)建設(shè)。(楊晶晶 黃光磊 蔣季儒)
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