冀北虛擬電廠示范工程首創(chuàng)泛在可調(diào)資源參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場機(jī)制

12月11日，國網(wǎng)冀北電力發(fā)布泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程，泛（FUN）電平臺和虛擬電廠正式投入運(yùn)行?；诜海‵UN）電平臺的虛擬電廠，并不是傳統(tǒng)意義上的電廠，而是運(yùn)用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和智能控制技術(shù)，將泛在可調(diào)資源智慧聚合成可與電網(wǎng)實(shí)時柔性互動的“物聯(lián)網(wǎng)云”電廠。在這個“物聯(lián)網(wǎng)云”電廠里，分布式電源、電動汽車、儲能、可控負(fù)荷等資源被聚合起來，可以像傳統(tǒng)發(fā)電廠一樣，幫助電網(wǎng)調(diào)峰，促進(jìn)清潔能源消納，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

河北省張家口市是我國可再生能源集中的區(qū)域，這里散布著大量風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池板以及其他一些可再生能源設(shè)備。在國網(wǎng)冀北電力有限公司的辦公大樓里，運(yùn)行人員在一個巨大的電腦屏幕前，就可以統(tǒng)籌安排這些設(shè)備的能量輸出。

近日，冀北泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程投運(yùn)，這個具備秒級感傳算用、可聚合億級用戶能力的示范工程，依托泛（FUN）電平臺，將蓄熱式電采暖、智能樓宇、智能家居、儲能、電動汽車充電站、分布式光伏等11類泛在可調(diào)資源組合在一起，參與電力系統(tǒng)實(shí)時柔性互動，打造出泛在可調(diào)資源創(chuàng)新參與電力市場的市場機(jī)制和商業(yè)模式。

發(fā)電指標(biāo)提升5%，虛擬電廠幫助服役10年的老牌風(fēng)場煥發(fā)活力

在張家口沽源縣西南部山區(qū)，蓮花灘風(fēng)電場，一個服役10年的老牌風(fēng)電場，已接入冀北虛擬電廠中，并獲得實(shí)惠。

在過去兩年里，這個風(fēng)電場年均上網(wǎng)電量9.5億千瓦時，年均利用小時數(shù)2378小時。雖然這個數(shù)字已經(jīng)大大領(lǐng)先于其他風(fēng)電場，但每到冬季供暖期，場長劉宏偉還是有些許擔(dān)憂。

風(fēng)電存在波動性，風(fēng)電出力往往跟用電負(fù)荷峰谷呈逆向分布——不需要用電的時候，風(fēng)電可能大發(fā)；而到了最需要用電的時候，它卻可能沒有了。特別是在冬季，供熱期與富風(fēng)期重合，這一時段電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰難度最大，局限于電力瞬間平衡的屬性，可能會有棄風(fēng)、棄電情況發(fā)生。

讓劉宏偉沒想到的是，今年12月份，蓮花灘風(fēng)電場的發(fā)電指標(biāo)竟提升了5個百分點(diǎn)。“夜晚風(fēng)電限出力有所緩解，單機(jī)發(fā)電能力提升了5%左右，相當(dāng)于每個風(fēng)機(jī)的利潤增加4%?！眲⒑陚ジ嬖V記者，這對服役了10年的老牌風(fēng)電場來說，是個很大的利好。

幫助老牌風(fēng)電場重新煥發(fā)活力的，正是冀北虛擬電廠。

以往風(fēng)電場棄風(fēng)，主要是調(diào)峰困難引起的；而冀北虛擬電廠有聚合億萬用戶的強(qiáng)大功能，可以讓富余風(fēng)電有處可去。

距離蓮花灘風(fēng)電場100多公里，供應(yīng)張家口主城區(qū)近10萬居民家庭的張家口東源熱力公司，近期完成了基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和智能控制技術(shù)的智慧用能改造。改造后，供熱站內(nèi)4臺電鍋爐夜間全部開機(jī)，利用棄風(fēng)電量加熱電鍋爐，再通過熱網(wǎng)輸送到用戶家中。

“虛擬電廠正在聚合類似東源熱力這樣的電力用戶，讓用戶也能像發(fā)電廠一樣，響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰需求及調(diào)度指令，夜間低谷時期多用電，拉升低谷負(fù)荷?！奔奖彪娏灰字行膱?zhí)行董事、總經(jīng)理王宣元告訴記者，這將緩解由于調(diào)峰困難引起的棄風(fēng)限電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電多發(fā)、增發(fā)。

這樣一個靈活高效的電廠，為促進(jìn)清潔能源消納提供了一種新的路徑。風(fēng)電場場長劉宏偉十分看好冀北虛擬電廠的調(diào)峰潛力和應(yīng)用前景，“我期待隨著系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，能幫助更多的風(fēng)電場提升發(fā)電指標(biāo)，提高風(fēng)電發(fā)電效率?！眲⒑陚フf。

劉宏偉的期待也是冀北虛擬電廠努力的方向。國網(wǎng)冀北電力瞄準(zhǔn)供熱季電網(wǎng)調(diào)峰矛盾等業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，通過虛擬電廠聚合泛在可調(diào)資源實(shí)時響應(yīng)低谷調(diào)峰需求，僅蓄熱式電采暖負(fù)荷通過虛擬電廠進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)，預(yù)計可增發(fā)清潔能源7.2億千瓦時。

一條生產(chǎn)線也能成為微型發(fā)電廠，參與電力市場交易

虛擬電廠促進(jìn)清潔能源消納的同時，對構(gòu)建未來的電力交易市場也有重要意義。

記者了解到，國網(wǎng)冀北電力首創(chuàng)虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場機(jī)制，《第三方獨(dú)立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場試點(diǎn)方案》獲得國家能源局、華北能源監(jiān)管局正式批復(fù)。12月12日零時，負(fù)荷側(cè)資源參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場開始在華北電網(wǎng)運(yùn)行。

調(diào)峰輔助服務(wù)是什么？簡單來說，這項(xiàng)服務(wù)是為了讓電能夠更安全、更經(jīng)濟(jì)地傳送到用戶，在負(fù)荷高峰的時候，增加發(fā)電機(jī)的出力，在負(fù)荷低谷的時候，減少發(fā)電機(jī)出力，以解決電能發(fā)、供、用瞬時平衡的難題。

對于發(fā)電企業(yè)來說，進(jìn)行電力交易是家常便飯。此前，參與調(diào)峰服務(wù)的主要是發(fā)電側(cè)資源，例如火電廠和大水電機(jī)組。但這類資源參與調(diào)峰，既不靈活，也不經(jīng)濟(jì)。

而對于企業(yè)、居民等用戶來說，參與電力市場交易，恐怕還是頭一次。如今，在虛擬電廠里，生產(chǎn)線、電鍋爐、大樓、充電樁等用戶側(cè)資源，也可以成為一個個微型發(fā)電機(jī)，參與電力市場交易，獲取調(diào)峰輔助服務(wù)費(fèi)用。

這些個看不見的電廠如何進(jìn)入電力市場？

距離北京車程近1個小時，跨過潮白河大橋后，記者來到了燕郊高新經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。這里是全世界單晶硅片切割能力最大的產(chǎn)業(yè)基地之一。

在陽光硅谷的一號生產(chǎn)車間，幾臺線切機(jī)正在工作。陽光硅谷是一家生產(chǎn)單晶硅片、多晶硅片的太陽能光伏企業(yè)，也是接入到冀北虛擬電廠的大工業(yè)用戶代表之一。

張云峰是陽光硅谷動力班運(yùn)維人員，12月12日早晨，他收到冀北泛（FUN）電平臺發(fā)送的一條信息，提醒陽光硅谷13日0點(diǎn)~7點(diǎn)參加華北電網(wǎng)的調(diào)峰輔助服務(wù)市場，調(diào)控功率為4742.76千瓦。

張云峰思索著如何完成這近5000千瓦的調(diào)節(jié)量，他通過電腦屏幕統(tǒng)籌安排了生產(chǎn)線設(shè)備的功率輸出，并調(diào)整了部分車間的生產(chǎn)工序。

12日晚8點(diǎn)，車間操作人員關(guān)閉了幾臺線切機(jī)。13日0點(diǎn)，車間線切機(jī)全開，滿負(fù)荷生產(chǎn)。13日當(dāng)天，陽光硅谷完成調(diào)控功率5220千瓦，這些負(fù)荷被虛擬電廠平臺聚合打包，參與到當(dāng)天華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場中去。

“參與調(diào)峰之前，我們的車間每個時段開機(jī)數(shù)量比較平均，用電負(fù)荷也就相對均勻。加入虛擬電廠以后，我們改進(jìn)生產(chǎn)工序，用電高峰時段，少開機(jī)甚至不開機(jī)，夜間低谷時段爭取滿負(fù)荷生產(chǎn)?！睆堅品甯嬖V記者，這樣安排不但沒影響生產(chǎn)，還能享受到低谷電價，并得到一筆調(diào)峰費(fèi)用，一舉兩得。

除了物質(zhì)收益，陽光硅谷還收獲了管理上的提升。如今陽光硅谷各個生產(chǎn)車間都安裝了智能終端設(shè)備，設(shè)備每15分鐘記錄車間的用電數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇堅品宓氖謾C(jī)APP端?！坝辛饲逦挠秒娯?fù)荷曲線，車間的用電習(xí)慣一目了然?！睆堅品逭f。

借助虛擬電廠建立的多種能源柔性互動的商業(yè)模式和市場機(jī)制，陽光硅谷這類用電客戶有了全新的市場角色，他們參與到電力市場中來，與電網(wǎng)更好地互動，并開拓了新的盈利模式。

不單單是工廠，居民和大樓同樣也可以參與到虛擬電廠的價值創(chuàng)造中。您可以將家里的電動汽車、空調(diào)、冰箱等交給虛擬電廠“托管”，虛擬電廠將挖掘家庭的負(fù)荷特性，讓用電、能耗、能效數(shù)據(jù)信息覆蓋各家各戶。

據(jù)國網(wǎng)冀北電力相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，未來，虛擬電廠將進(jìn)一步挖掘整合泛在可調(diào)資源，以市場化為導(dǎo)向，拓展泛（FUN）電平臺功能，延伸虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈。到2020年，冀北電網(wǎng)夏季空調(diào)負(fù)荷將達(dá)600萬千瓦，10%的空調(diào)負(fù)荷將通過虛擬電廠進(jìn)行實(shí)時響應(yīng)，相當(dāng)于少建一座60萬千瓦的傳統(tǒng)電廠。

服務(wù)綠色冬奧，促進(jìn)奧運(yùn)場館全綠電供應(yīng)

虛擬電廠還將為北京冬奧會服務(wù)。

今夏，北京冬奧會綠電交易開市，張家口的風(fēng)、光轉(zhuǎn)化的清潔電能，點(diǎn)亮了冬奧會場館的燈。通過全國統(tǒng)一電力交易平臺，國家體育館、北京冬奧組委辦公園區(qū)、延慶場館群、張家口賽區(qū)“三場一村”等11家冬奧場館及其配套設(shè)施已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了綠電供應(yīng)。

而能聚合風(fēng)電、太陽能等綠色電能的虛擬電廠，也將為冬奧會綠電交易貢獻(xiàn)力量。“譬如，給奧運(yùn)場館供熱，我們會用虛擬電廠技術(shù)將電與熱聯(lián)系起來，合理利用低谷電能供熱，在降低場館供熱成本的同時，對電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù)，促進(jìn)清潔能源消納?！蓖跣嬖V記者。

據(jù)了解，國網(wǎng)冀北電力虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用已納入國家“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)指南，虛擬電廠將幫助張家口賽區(qū)冬奧場館和相關(guān)附屬設(shè)施與新能源發(fā)電企業(yè)進(jìn)行市場化電力交易，確保全部采用清潔電力。目前，國網(wǎng)冀北電力已簽署冬奧會場館購電協(xié)議，促進(jìn)奧運(yùn)史上首次全部場館采用綠電。