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需求側(cè)存在海量“沉睡”資源，亟待喚醒調(diào)動。“靈活性匱乏”將成為電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的長期核心挑戰(zhàn)。

——國網(wǎng)冀北電力有限公司虛擬電廠攻關(guān)團(tuán)隊(duì)技術(shù)骨干王澤森

為助力快速實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)“雙碳”目標(biāo)下的智能配電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)布局，北極星電力網(wǎng)于2023年5月18-19日在武漢舉辦以“享數(shù)字變革成果 迎綠色低碳未來”為主題的第三屆智能配電網(wǎng)建設(shè)研討會。

會上，來自國網(wǎng)冀北電力有限公司虛擬電廠攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)骨干王澤森談到，2018年3月，國網(wǎng)冀北電力有限公司虛擬電廠攻關(guān)團(tuán)隊(duì)帶頭人王宣元，作為 IEC標(biāo)準(zhǔn)工作組發(fā)起人，提交的虛擬電廠《架構(gòu)與功能要求》和《用例》提案獲批立項(xiàng)，明確了虛擬電廠的概念定義，并成為IEC在虛擬電廠領(lǐng)域立項(xiàng)的首批國際標(biāo)準(zhǔn)。2019年王宣元牽頭的冀北虛擬電廠示范工程落地運(yùn)行，成為我國首個(gè)以市場化方式運(yùn)營的虛擬電廠工程。2022年11月IEC《虛擬電廠：用例》國際標(biāo)準(zhǔn)獲批發(fā)布。

從供給側(cè)來看，新能源快速發(fā)展已成共識，但是從需求側(cè)來看，需求側(cè)存在海量“沉睡”資源，亟待喚醒調(diào)動?！办`活性匱乏”將成為電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的長期核心挑戰(zhàn)。

隨著新能源占比逐年提高，在新能源出力大，用電負(fù)荷低谷時(shí)段，存在棄電問題；在新能源出力不足，負(fù)荷峰值時(shí)段，可能導(dǎo)致供電保障困難；新能源隨機(jī)波動的特性成為電網(wǎng)調(diào)節(jié)的重大挑戰(zhàn)。

負(fù)荷側(cè)多種靈活性資源數(shù)量眾多，單體容量小，但總量巨大，具有聚沙成塔的潛力。然后目前大量負(fù)荷側(cè)可靈活性資源并未納入電力系統(tǒng)可調(diào)控范圍。

虛擬電廠是聚合優(yōu)化“網(wǎng)源荷儲”清潔發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)和互動商業(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)行控制和市場交易,實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的多能互補(bǔ)、負(fù)荷側(cè)的靈活互動、儲能側(cè)的柔性調(diào)用,對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。

他表示，虛擬電廠重點(diǎn)在于四個(gè)關(guān)鍵詞：1.連接，把所有的可調(diào)節(jié)資源通過互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通訊技術(shù)聯(lián)結(jié)在一起。

2.聚合，將分布式電源、儲能、負(fù)荷等尚未納入電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)控范圍的各類資源聚合起來。

3.調(diào)控，通過智能管控平臺進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)聚合資源的柔性調(diào)用。

4.交易，通過市場化的手段，讓聚合資源主動的為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。

據(jù)他介紹，虛擬電廠應(yīng)用模式可分成三個(gè)階段：

第一個(gè)階段是邀約型，通過政府補(bǔ)貼政策，以需求響應(yīng)的方式對可調(diào)節(jié)用戶或聚合商進(jìn)行邀約，配合響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)峰需求。

第二個(gè)階段是市場型，根據(jù)明確得電力交易、輔助服務(wù)市場規(guī)則等政策，讓可調(diào)節(jié)用戶或聚合商參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)服務(wù)，從而獲得收益。

第三個(gè)階段是自助型，在成熟的市場環(huán)境和長期商業(yè)運(yùn)營條件下，可聚合資源種類增多，總量增大。通過市場和頂層機(jī)制的建設(shè)，讓虛擬電廠自主響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求。

王澤森介紹冀北虛擬電廠依據(jù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)思路從“運(yùn)管邊端”四個(gè)維度建設(shè)，并結(jié)合電網(wǎng)相關(guān)安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，建立安全運(yùn)行體系。用戶通過智能終端將信息傳到邊緣智能網(wǎng)關(guān)，通過4G/5G等通訊網(wǎng)絡(luò)上報(bào)到虛擬電廠平臺，由平臺完成與調(diào)度、交易部門的信息上報(bào)與指令下發(fā)。

目前冀北公司研發(fā)了基于公有云和邊緣協(xié)同的虛擬電廠智能管控平臺，建立調(diào)度、交易、營銷與用戶側(cè)的數(shù)據(jù)交互接口，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠持續(xù)在線響應(yīng)電網(wǎng)AGC調(diào)控指令。

從市場化運(yùn)營業(yè)務(wù)協(xié)同角度分為四個(gè)階段，冀北虛擬電廠智能運(yùn)營管控平臺為虛擬電廠運(yùn)營商提供了分布式資源聚合優(yōu)化、市場交易、友好協(xié)同互動業(yè)務(wù)支持。系統(tǒng)包括運(yùn)營監(jiān)控、終端app控制以及系統(tǒng)支撐等功能組成，按照不同的角色劃分，不同的角色可以訪問不同的功能應(yīng)用。分布式資源商通過終端APP與平臺的通信互動，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠與分布式資源的互動響應(yīng)。

最后，他介紹了目前冀北虛擬電廠工程的運(yùn)行情況。冀北電網(wǎng)轄區(qū)在秦皇島、廊坊和張家口三地，共接11類的可調(diào)負(fù)荷，總?cè)萘?58MW。在后夜風(fēng)電大發(fā)、電網(wǎng)低谷調(diào)峰困難時(shí)段，調(diào)動資源迅速拉升低谷用電負(fù)荷，最大調(diào)節(jié)電力達(dá)到20.4萬干瓦。

對于實(shí)際運(yùn)營情況，他表示，冀北虛擬電廠全程參與了華北(京津唐)調(diào)峰輔助服務(wù)市場出清，納入了電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃和AGC閉環(huán)調(diào)控。截至2021年4月，已在線連續(xù)提供調(diào)峰服務(wù)超過3200小時(shí)，累計(jì)增發(fā)新能源電量3412萬千瓦時(shí)，虛擬電廠運(yùn)營商和用戶收益624.2萬元。目前，冀北虛擬電廠平臺上有3家運(yùn)營商，冀北綜合能源公司、恒實(shí)科技、國電投中央研究院。