虚拟电厂构建探讨

虚拟电厂构建探讨

向灿龙，

中国电建集团贵州工程有限公司  550003

摘要：随着社会发展，电力能源越来越多样性，用电需求越来越多样元化。在双碳背景下，清洁低碳电力需求大，太阳能、风能、生物质能等多种形式清洁能源转化为电能占比越来越大。电力系统稳定性要求更高，电力负荷预测、供需平衡匹配难度大，甚至严重考验着电力系统安全性。迫切需要整合各种电源、电力负荷，建立数字化、智能化虚拟电厂，通过虚拟平台进行互联互通，智能交易管理。

关键词:虚拟电厂、低碳、数字化、智能化、多元化、物联互动、一体化

目前虚拟电厂还在探索试点阶段，各种分散电力清洁能源、储能及各种用电负荷，还没有通过数字系统、智能系统有机整合，清洁电力未能有效利用，供用电互联管理平台、供需智能匹配，还需创新发展。

自2020年，联合国气候公约大会后，我国庄严承诺到2030年实现碳达峰、2060年达到碳中和。太阳能、风能、生物质能等各种清洁能源发电、各种储能如雨后春笋，蓬勃发展。据“国家能源局发布2023年全国电力工业统计数据”，截至12月底，全国累计发电装机容量约29.2亿千瓦，其中太阳能发电装机容量约6.1亿千瓦，同比增长55.2%；风电装机容量约4.4亿千瓦，同比增长20.7%；水电装机容量4.2亿千瓦，同比增长1.8%。在国家政策指导下,弃风 弃光虽逐年降低,但还是存在很大利用空间。据数据统计，2019年弃风电量169亿千瓦时，弃光电量46亿千瓦时（能源局网站登载的清洁能源更“风光”）,有的省份受送电输出影响,弃光率达7%；同时南方地区用电负荷较集中,用电高峰季节,甚至一度电力紧张短缺, 造成供需矛盾。随着社会高质量发展,低碳交通,低碳工业,绿氢制造,对清洁电力的需求更大,需建立一个一个数字化智能化平台,将各种电源和各种负荷有效整合起来,互联互通,智能供需匹配,最后汇集成一个大的,国家性虚拟电厂平台,供需交易管理一体化,充分利用好清洁低碳电力,平衡供求关系。

在双碳背景下,国家、部委、地方出台了多项政策,以政策引导、市场调节，促进电力机制协调,建立发电、输电、用电交互机制。鼓励创新发展源荷互联,培育多元市场竞争主体,建立新型电力系统市场机制，通过虚拟电厂,完善新型能源供用数值化、智能化电力管理系统。电网公司及沿海地区在积极探索和布局虚拟电厂建设，已试点取得较好效果，但距离虚拟电厂的功效还需继续探索研究。 1.政策引领

自2021年以来国家发改委、能源局,出台了“关于推进源网荷储一体化和多能互补发展指导意见”、“十四五现代能源体系规划”等多项政策指导,逐步完善升华“云大物移智链”。推进各层面整合挖掘各类需求侧资源,智能组织需求响应,加强源网荷储多向交换,促进电力能源资源互动,推动虚拟电网逐步试点运行.

2.试点示范引领

沿海用电负荷集中地,特别是经济发达的浙江、上海、广东等地电网,在电力系统自动化、智能化的基础上,逐渐探索通过虚拟电厂项目积极响应削峰填谷需求，提高电力系统运营效率和电网稳定性。为各地建立虚拟电厂起到了先行先示很好作用,并为下部深度建立国家层面虚拟电厂奠定了较好的基础。

3.推进关键技术的研发和互联平台建设

电力系统、特别是高压及超高压系统,设备及控制系统具有较高的数字化和智能化,但负荷末端低压智能开关,如充电桩、储能电源(含电池储能、电动车辆电池)等反向供电等智慧物联、数字化电能量检测、直流电量检测、通讯技术应用等还需加强设备技术和智能管理控制系统研究。同时探索研究源荷转化接入,供需交易一体化,有效推进源荷互动和多种能源有效利用。

4.电网公司推动虚拟电厂建设

电网公司在积极探索研究,甚至在布局虚拟电厂建设。但要整合物联资源、建立虚拟电厂资源接入和交易管理一体化平台,还在研究和创新开发。真正进行虚拟电厂运营还有很长的路,需要国家及社会各层面支持与协调,共同来推进。同时整过国家层面的大虚拟电厂平台建设和运营管理需积极布局建设,推进高层面电网稳定和协调供需平衡匹配。

虚拟电厂建成后,能充分整合物联资源,有效利用分布式、分散式、零星式资源,进行源荷互动转化,智能调度、计量、交易结算一体化,提升电力系统数字化、智能化水平和电网安全稳定,促进能源结构转型，释放市场供需，推进各行业和国家高质量发展。

1.资源有效利用,减少弃光、弃风率

虚拟电厂智能整合源荷资源,平台一体化交易管理，充分利用分布式、分散式等电力资源,时时进行电力供需匹配。电力紧张时段,储能电源、电动车电源等零星电源可及时向电网供电,提升电网稳定性和可靠性。

2.推进智能化、数字化发展

加快低压端电力设备、负荷设备、通讯创新研发,提升设备,电力计量,数字化、智能化水平,推动和带动各行业高质量发展。

3.培育多元化市场竞争机制

通过一体化交易管理平台,让更多的电力资源进入市场交易，有效推动发电、输电、用电多元交互机制。协调多元发展,推动虚拟电厂市场大幅增长,促进供需市场释放,产业规模持续扩大。

4.加快能源转型

绿电、绿氢等无碳、低碳产品优先交易,推动能源结构有序转型,减少化石能源等一次能源利用数量,助力国家尽早实现碳达峰碳中和。

虚拟电厂建设、运营,源荷互动转化接入，交易管理平台一体化，是实现能源转型有力推手,是解决电网稳定,供需均衡主要抓手；能充分释放供需市场,带动和促进行业数字化、智能化提升,推动新质生产力发展。虚拟电厂建设、运营,需要整合源荷大量资源，集成大量数据，加强设备、通讯等的技术创新，不断提升智能化、数字化水平和智能交易平台建设完善，还有许多技术问题需公关解决，不但需要国家层面的政策引导和支持,还需要各行业、各层面的大力参与和推动。