你聽說過嗎?不占一分地、不燒一克煤,就能建一座電廠。而且,它還能讓供電和用電雙方手拉手,將傳統(tǒng)的發(fā)電跟著用電走,變?yōu)楣┬鑵f(xié)同齊步走。
這樣的新鮮事兒,就在甘肅發(fā)生了。
近日,記者走進國家電網(wǎng)甘肅省電力公司營銷事業(yè)部負荷管理中心,全省虛擬電廠運營管理平臺大屏上,每一家虛擬電廠跳動的數(shù)字背后,都有一個新故事——車主正根據(jù)虛擬電廠邀請,準備到綠電充裕、電價較低的時段為汽車充電;工廠正按照虛擬電廠規(guī)劃的綠電量大價優(yōu)時段,調(diào)整生產(chǎn)時序……
作為新生事物,這種“看不見的電廠”不僅改變著人們的用電習慣,降低用電成本,促進電網(wǎng)穩(wěn)定運行,還讓新能源更多、更穩(wěn)、更精準地匹配到用戶終端,讓甘肅豐沛的綠電發(fā)揮出更大價值。
個人用電之變:供需協(xié)同
截至2025年底,甘肅新能源裝機突破8000萬千瓦、占比64.8%,妥妥地占據(jù)第一大電源地位。但新能源具有隨機性、間歇性、波動性,加之用電戶大增,高比例的新能源對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來新挑戰(zhàn)。
比如,午間新能源大發(fā)期消納不了怎么辦?晚間或陰雨天無風無光時,電力供應高峰的缺口又如何保障?
用火電來調(diào)峰,是一個途徑,但是新建火電,需要付出土地、資源、環(huán)境等成本,且機組響應速度也沒有那么快。
于是,虛擬電廠應運而生。
虛擬電廠,顧名思義它不是一個物理上存在的電廠,而是一套能源互聯(lián)網(wǎng)智慧管理系統(tǒng),是連接用電、供電的聚合商。虛擬電廠將電網(wǎng)中分散的可調(diào)節(jié)負荷(如工廠車間、樓宇空調(diào))、分布式電源(如屋頂光伏)、儲能設施和電動汽車等資源聚合起來,當電網(wǎng)需要調(diào)度這些用電戶促進電網(wǎng)平衡時,電網(wǎng)就會發(fā)出多用或少用電的指令給虛擬電廠,虛擬電廠再把指令信息發(fā)給用電戶,用電戶會有選擇地接受調(diào)度,調(diào)整用電節(jié)奏,促進電網(wǎng)平衡,并從中獲得利好。
按照國家及甘肅省有關(guān)部門關(guān)于加快推進虛擬電廠發(fā)展的要求,到2027年,甘肅虛擬電廠調(diào)節(jié)能力達到25萬千瓦以上;到2030年,調(diào)節(jié)能力達到70萬千瓦以上。
目前,國網(wǎng)甘肅省電力公司在省工信廳指導下,負責全省虛擬電廠的申報、評價、注冊、服務和監(jiān)管。甘肅虛擬電廠分為負荷型、混合型、電源型三類,已有9家虛擬電廠納入建設目錄,吸引華能、大唐等央國企投資建設。目前,甘肅有兩家虛擬電廠投運,且均為負荷型虛擬電廠。
蘭州小伙子陳浩就感受到了虛擬電廠帶來的變化。
4月21日午后,陳浩開車行至蘭州萬新路北口,準備為汽車充電。他打開手機上的一款充電APP,方圓5公里內(nèi)的充電站位置隨即展現(xiàn)在屏幕上,且每座充電站當前和未來一小時的電價也標注得清清楚楚。
陳浩一眼選中了距離自己300米的國網(wǎng)蘭州桃樹村充電站。
“你看,這個充電站離我最近,電價也最便宜,一度只有0.6元,而其他充電站不僅遠,電價還都比這兒貴,最高達到了1.2元。這樣算下來,每次充滿電能省六七元。”陳浩拿著手機,向記者分享著。
同樣是充電站,同一個時段,為啥電價不一樣?
帶著疑惑,我們來到國網(wǎng)蘭州桃樹村充電站。
“這座充電站是甘肅隴智源虛擬電廠聚合的蘭州8座充電站之一,我們在4月20日進行風光功率預測,4月21日午后全省新能源出力較大。于是,及時在甘肅電力現(xiàn)貨市場購入量大價優(yōu)的綠電,提前為8座充電站規(guī)劃了次日各時段充電價格,并對有棚頂光伏和儲能設備的桃樹村充電站制定了午后3時至5時大幅降低充電價格的服務方案,把綠電的成本優(yōu)勢傳導給用戶,吸引廣大車主來此充電。”甘肅隴智源虛擬電廠業(yè)務負責人李明介紹,像陳浩這樣的車主,就是虛擬電廠通過市場價格信號聚合來的用戶資源。
這一聚合,可不簡單。既讓充電站因客戶量大增而有錢賺,又讓車主節(jié)省了充電費用。更關(guān)鍵的是,還起到了及時消納新能源的作用,助力了電網(wǎng)調(diào)峰。久而久之,虛擬電廠讓直接聚合起來的充電站、間接聚合起來的車主形成一種新的用電習慣——在新能源大發(fā)期、電價便宜時段增加用電,在新能源小發(fā)和不發(fā)期、電價較貴時段,減少用電,實現(xiàn)多方共贏。
甘肅隴智源虛擬電廠由國網(wǎng)甘肅綜合能源服務有限公司建設,是甘肅首家服務電動汽車充電的負荷聚合型虛擬電廠。它通過先進的通信技術(shù)將首批聚合的8座電動汽車充電站的用電負荷情況聚合在電廠智能調(diào)控平臺,根據(jù)電力市場行情,為充電站規(guī)劃供電、用電方案。在新能源大發(fā)期,購入綠電,以價格優(yōu)勢,引導車主加入充電隊伍。在新能源出力小且用電高峰時段,引導車主減少充電行為,既為充電站、車主降低了成本,又促進了電網(wǎng)平衡。
“它打通了電動汽車和新能源消納之間的路徑,讓用電和供電資源更加精準匹配,是甘肅構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要實踐。”李明介紹,今年1月以來,他們代理的8座充電站參與電能量交易超過160萬千瓦時。
單位用電之變:削峰填谷
豈止個人。
商超、單位等,也將是虛擬電廠聚合的分散的可調(diào)節(jié)負荷資源。
甘肅電力交易中心市場部主任王峰說,凡是電網(wǎng)無法直接調(diào)度的調(diào)節(jié)資源,都可以聚合到虛擬電廠。比如,一棟樓宇的中央空調(diào)、一座冷庫的制冷設備等用電體量并不是很大,但如果每家通過虛擬電廠響應電網(wǎng)1度電的調(diào)度需求,那么100家、1000家加起來,就是一個很大的調(diào)峰資源。
以一家商場的中央空調(diào)為例,在夏季午后用電高峰時段到來前,電網(wǎng)向虛擬電廠發(fā)出削峰指令,虛擬電廠向商場發(fā)出邀約,并根據(jù)空調(diào)蓄熱和空氣的比熱容,為商場制定增加介質(zhì)、延長制冷功效的方案,商場空調(diào)可暫停15分鐘,并實現(xiàn)人體無感,一切商業(yè)活動正常進行。而這15分鐘,就成功響應電網(wǎng)削峰的需求,企業(yè)也節(jié)省了電費。
如果這家商場15分鐘降低了450千瓦的空調(diào)負荷,那么聚合1000家這一體量的商場、學校、算力中心等,那就是45萬千瓦的負荷,相當于一座45萬千瓦的火電廠在用電負荷尖峰的15分鐘內(nèi),滿負荷發(fā)電,為電網(wǎng)平抑了所需負荷,促進了電力供需平衡。
換言之,這相當于沒有增加一寸土地、多耗一噸煤炭,卻在無形中新增了一臺火電機組。
而從全年看,甘肅的用電高峰期通常在傍晚和清晨,在這一時段,一些商場、超市、儲能設備,可以通過虛擬電廠響應電網(wǎng)需求,及時調(diào)整用電負荷,如此聚少成多,以新能源為主體電源的電網(wǎng)就更加穩(wěn)定了。
削峰如此。填谷,亦如此。
以一家有儲能設備的單位或體量較小的儲能電站為例,在天氣晴好的上午,看到虛擬電廠提前發(fā)來的消納中午綠電的邀約后,就開啟儲電功能,填充午間新能源大發(fā)期用電之谷,得到了量大、價低的綠電,之后又在傍晚新能源發(fā)電之谷且電價較高時段再返給電網(wǎng)保供,促進電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。這樣就實現(xiàn)了電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)、自身、用電企業(yè)的多方共贏。
虛擬電廠,通過對分散負荷資源的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)聚沙成塔,成為有效平抑電網(wǎng)波動的高質(zhì)高效手段。
“這就形成了一種良性循環(huán)。”王峰認為,在虛擬電廠運行中,可探索誰受益、誰補償?shù)淖龇ǎ龃筇摂M電廠獎補資金量。比如,發(fā)電企業(yè)在午間把電賣出去,實現(xiàn)了收益,大家可商量著在增發(fā)收益中拿出一點兒,給虛擬電廠,由虛擬電廠再次進行內(nèi)部收益分配,補償響應調(diào)度的貢獻者,激勵更多負荷資源響應電網(wǎng)需求。
工廠用電之變:逐綠而行
除了常規(guī)的居民社區(qū)、商場超市、辦公樓宇外,工廠、園區(qū)等用電負荷可以起伏的行業(yè),也可接入虛擬電廠。
大唐甘肅能源營銷有限公司作為省內(nèi)首家虛擬電廠運營商,已聚合省內(nèi)四家碳化硅生產(chǎn)企業(yè)。虛擬電廠基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在工廠用電設備上安裝用能監(jiān)測設備,接入虛擬電廠,并結(jié)合電力市場,為工廠規(guī)劃更科學的用電方案,工廠可柔性調(diào)整排產(chǎn)計劃,實現(xiàn)多用價格便宜的綠電。
以一家企業(yè)為例,一般情況下,中午本沒有排產(chǎn),看到虛擬電廠提前發(fā)來的消納綠電的邀約后,就會調(diào)整排產(chǎn)計劃,增加午間生產(chǎn),既促進了新能源大發(fā)期的消納,又得到了綠電量大價低的實惠。
具體怎么操作呢?
比如,一般情況下,上午10點至下午4點,是甘肅新能源大發(fā)期,通常也是電力充足、電價較低時段,虛擬電廠會把企業(yè)排產(chǎn)、電力市場情況結(jié)合起來,提前為工廠提出最優(yōu)生產(chǎn)時段,實現(xiàn)降本增效。而晚上和早晨,是甘肅用電高峰,又是新能源出力最小時段,不僅電力保供壓力大,電價還相對偏高,則為工廠提出避峰生產(chǎn)規(guī)劃。
“日內(nèi)的合理規(guī)劃最關(guān)鍵。”大唐甘肅能源營銷有限公司總經(jīng)理唐俊介紹,如今,在甘肅電力交易市場,現(xiàn)貨交易每15分鐘就成交一次,一天有96個交易點次,可能上個交易點的電價是0.2元/千瓦時,下個點就是0.18元/千瓦時,對于高載能的碳化硅生產(chǎn)企業(yè)來說,兩分錢電價就很敏感,就能節(jié)省很大成本。而距離電力市場交易時間越近,越能為企業(yè)規(guī)劃出更優(yōu)的用電和排產(chǎn)方案。這就需要虛擬電廠苦練內(nèi)功,既掌握企業(yè)生產(chǎn)和用能情況,又要非常熟悉電力交易市場的規(guī)則,把握交易規(guī)律。如果被聚合的企業(yè)所在行業(yè)納入了“碳排放”雙控指標管理,這樣的企業(yè)需要消納更多綠電,不僅更適合加入虛擬電廠,也對虛擬電廠的智能化服務提出了更高要求。
“加快建設新型能源體系,離不開服務新能源消納的調(diào)節(jié)和響應資源,而虛擬電廠是一個新生的支撐力量。”唐俊表示,隨著虛擬電廠的發(fā)展和壯大,支持虛擬電廠發(fā)展的政策逐步完善,以及全國統(tǒng)一電力市場的建設,虛擬電廠將在促進新能源消納中發(fā)揮越來越大的作用。
記者手記
看不見的電廠 看得見的綠色
王占東
眾所周知,甘肅是新能源大省。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,虛擬電廠這一新鮮事物應運而生。
采訪中,我們對虛擬電廠助力電力保供、促進新能源消納、完善電力市場體系的三大核心功能有著深刻體會。而這些功能,對新能源高質(zhì)量發(fā)展有著重要支撐作用。
新能源激增,首先對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn),其隨機性、波動性,迫切需求靈活調(diào)節(jié)資源,虛擬電廠恰恰可以滿足這個需求,它能讓電網(wǎng)更穩(wěn)定。其次,虛擬電廠讓供需協(xié)同,破解新能源發(fā)電和用電的時間“錯配”,能讓更多用戶用上量大價優(yōu)的綠電。第三,在推動能耗“雙控”向碳排放總量和強度“雙控”轉(zhuǎn)變中,綠電所包含的能源動力、環(huán)境屬性等價值將越來越被放大,虛擬電廠能發(fā)揮供需互動的作用,為用好綠電提供平臺和方案。
2030年,全省新能源裝機將達到1.6億千瓦。面向未來,誰的電便宜、誰的電穩(wěn)、誰的電網(wǎng)調(diào)得快、誰的電更綠,誰就握著AI時代的成本底牌。
虛擬電廠通過優(yōu)化資源配置,秒級響應電網(wǎng)調(diào)度,讓供需形成默契,既實現(xiàn)了負荷資源的“可觀、可測、可控、可調(diào)”,又塑造了“會思考、能呼吸、有力量”的現(xiàn)代化智能電網(wǎng),擴大綠電應用。可以預見,隨著虛擬電廠的加快布局和發(fā)展,甘肅綠電的優(yōu)勢將持續(xù)放大。
責任編輯: 張磊