近年來，隨著自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，地區(qū)用電負(fù)荷快速增長。2023年，集團(tuán)公司供電區(qū)域最大供電負(fù)荷創(chuàng)歷史新高，達(dá)4031萬千瓦，增幅超13.2%。同時，新能源高比例接入，電力系統(tǒng)隨機(jī)性、間歇性、波動性特征不斷凸顯，極端天氣下，新能源出力不足，電網(wǎng)保供面臨挑戰(zhàn)。
2023年入冬以來，受雨雪冰凍寒潮天氣影響，新能源發(fā)電能力持續(xù)降低，連續(xù)13天出現(xiàn)不同電力缺口，最大缺口達(dá)869萬千瓦。在早晚用電高峰時段，電源側(cè)電力保供難度加大，集團(tuán)公司于12月9日首次啟動“虛擬電廠”參與電網(wǎng)供需調(diào)節(jié)，全力做好負(fù)荷側(cè)迎峰度冬電力安全保供。期間，集團(tuán)公司共計組織13次需求響應(yīng)，虛擬電廠11次全程實(shí)質(zhì)化參與供需平衡調(diào)節(jié)，累計轉(zhuǎn)移高峰時段尖峰負(fù)荷186.41萬千瓦，有效增強(qiáng)了電網(wǎng)的供應(yīng)能力。
探索供需匹配新途徑
作為一座“看不見的電廠”，虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術(shù)。它既可作為“正電廠”向電網(wǎng)供電，又可作為“負(fù)電廠”通過增減用電負(fù)荷配合電網(wǎng)削峰填谷。
華北電力大學(xué)研究學(xué)者介紹，虛擬電廠是將不同空間的負(fù)荷、儲能、微電網(wǎng)、電動汽車分布式電源等資源聚合起來，通過協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，既滿足自身用能需求，又參與電力系統(tǒng)運(yùn)行、電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)。
“尊敬的電力客戶您好，為緩解電網(wǎng)供電壓力，誠邀您參與明日的需求響應(yīng)申報”。12月8日上午10點(diǎn)，負(fù)荷管理服務(wù)工作人員通過負(fù)荷指令平臺向虛擬電廠資源庫內(nèi)13家虛擬運(yùn)營商發(fā)出邀約。12月9日早高峰時段，虛擬電廠整體降低負(fù)荷19.03萬千瓦，相當(dāng)于10戶小型鐵合金企業(yè)的用電負(fù)荷。
“按照約定，13家應(yīng)邀虛擬電廠聚合資源用電功率陸續(xù)降低到位，通過采取調(diào)整冶煉爐檔位等方式降低負(fù)荷”。據(jù)烏蘭察布市一家企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，通過參與需求響應(yīng)，在一定的合理收益區(qū)間，企業(yè)可以獲得補(bǔ)償。截至2024年1月，蒙西地區(qū)已接入13家虛擬電廠運(yùn)營商，涵蓋鐵合金、水泥、鋅冶煉、化工等多種類型負(fù)荷資源，接入總?cè)萘砍?34萬千瓦，可調(diào)負(fù)荷66萬千瓦。
據(jù)測算，滿足最高短時尖峰負(fù)荷需求，需要投資近百億元新建200萬千瓦調(diào)峰發(fā)電廠。但通過虛擬電廠充分挖掘需求側(cè)調(diào)節(jié)潛力和源網(wǎng)荷協(xié)同互動能力，緩解尖峰時段電力供需緊張矛盾，虛擬電廠建設(shè)、運(yùn)營、激勵的資金僅需建設(shè)傳統(tǒng)電廠投資的10%-20%。
聚力提升保供能力
        2023年10月以來，按照自治區(qū)關(guān)于開展虛擬電廠建設(shè)的相關(guān)工作要求，集團(tuán)公司開展內(nèi)研外調(diào)，將“學(xué)習(xí)借鑒、方案制定、制度建設(shè)、技術(shù)研究、資源整合、模擬運(yùn)行”一體化推進(jìn)。身處“源、網(wǎng)、荷、儲”富集資源聚集地，借鑒國網(wǎng)、南網(wǎng)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)的同時，集團(tuán)公司亦在思考如何充分發(fā)揮重要區(qū)位優(yōu)勢和資源稟賦等特點(diǎn)，以先行示范標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)，更好融入并服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
集團(tuán)公司立足蒙西地區(qū)電網(wǎng)供電負(fù)荷特征，突出區(qū)域特色，結(jié)合新能源資源富集實(shí)際，以“提升電網(wǎng)對高比例新能源的適應(yīng)性”和“助力電力保供”為主線，扎實(shí)有效開展虛擬電廠建設(shè)工作，制定并印發(fā)工作方案，分階段、分節(jié)點(diǎn)明確虛擬電廠發(fā)展重點(diǎn)。確立“一年建基礎(chǔ)、兩年抓提升、三年見成效”的“三年三步走”階段性目標(biāo)、打造“百千萬”虛擬電廠示范項(xiàng)目行動目標(biāo)。到2025年，集團(tuán)公司將建設(shè)100個以上虛擬電廠運(yùn)營商，涵蓋各類可聚合資源超千戶，形成100萬千瓦以上容量的虛擬電廠可調(diào)節(jié)資源。
集團(tuán)公司充分借鑒業(yè)內(nèi)虛擬電廠運(yùn)營商發(fā)展歷程，充分挖掘摸排蒙西地區(qū)客戶側(cè)可柔性、可調(diào)節(jié)、可中斷負(fù)荷資源，收集可聚合容量、響應(yīng)方式、響應(yīng)時長等關(guān)鍵信息，按照分區(qū)分類原則梳理歸檔資源信息，建立了蒙西地區(qū)統(tǒng)一的虛擬電廠資源庫。同時，依托現(xiàn)有需求響應(yīng)平臺，拓展虛擬電廠管理模塊，組織技術(shù)研發(fā)人員，開發(fā)虛擬電廠監(jiān)測、實(shí)時數(shù)據(jù)補(bǔ)招、虛擬電廠檔案管理等功能。目前，虛擬電廠運(yùn)營管理平臺1.0已上線運(yùn)行，初步實(shí)現(xiàn)資源庫內(nèi)虛擬電廠全部接入。
構(gòu)建虛擬多場景應(yīng)用格局
        在積極培育蒙西地區(qū)虛擬電廠運(yùn)營商的同時，集團(tuán)公司按照“重實(shí)效、做示范、出亮點(diǎn)”的虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營工作思路，組織研發(fā)力量，全力搭建1個虛擬電廠運(yùn)營管理平臺，統(tǒng)籌虛擬電廠運(yùn)營管理。結(jié)合地區(qū)實(shí)際，按照負(fù)荷特性分類，深挖靈活性負(fù)荷資源，選擇高載能支撐經(jīng)濟(jì)用電、“源網(wǎng)荷儲”一體化項(xiàng)目、智慧樓宇與電采暖、通信基站與數(shù)據(jù)中心、風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目及電動汽車充電站六個成熟點(diǎn)位做先行試點(diǎn)，迅速推動。在6個虛擬電廠應(yīng)用場景基礎(chǔ)上，再構(gòu)建“N”個代表性虛擬電廠適用場景，打造具有蒙西地區(qū)特色的“1+6+N”虛擬電廠多場景應(yīng)用格局。
        隨著電力系統(tǒng)新能源占比逐漸提高，以及分布式電源、電動汽車等多元化負(fù)荷不斷增加，當(dāng)接入規(guī)模達(dá)到一定程度后，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來更大挑戰(zhàn)。需要以虛擬電廠為調(diào)節(jié)手段，把類似空調(diào)、電采暖、電動汽車等具有柔性的、可控的、分散的電力負(fù)荷資源聚沙成塔，形成一個大的可控的調(diào)節(jié)資源，與電網(wǎng)進(jìn)行靈活、精準(zhǔn)、智能化互動響應(yīng)；也需要聚合一些大的工業(yè)負(fù)荷，在電網(wǎng)用電高峰時段，轉(zhuǎn)移自身不重要的負(fù)荷到其他時段，從而減輕電網(wǎng)運(yùn)行壓力。同時，在新能源“大發(fā)”時段，虛擬電廠可以有效調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，幫助電網(wǎng)消納更多的新能源，推動清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置，助力綠色發(fā)展。
依托區(qū)屬電網(wǎng)企業(yè)電力資源優(yōu)勢，集團(tuán)公司將拓展新能源消納空間同助力自治區(qū)虛擬電廠建設(shè)聯(lián)系起來、貫穿起來、推動起來。開創(chuàng)以電網(wǎng)企業(yè)為樞紐、源網(wǎng)荷儲協(xié)同、上下游產(chǎn)業(yè)和諧共生、開放合作、互利共贏的能源電力新業(yè)態(tài)。