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当前,全球能源正处在转型的关键时期,人类社会正推动以油气为代表的传统能源系统向以可再生能源为代表的现代能源系统转型。从能源生产、消费和配置各环节看,现代能源系统以电为中心,电网为平台的特点日益显著。
随着世界各国向清洁、低碳的新型能源体系发展,分布式可再生能源、电动汽车、终端用户的再电气化比例大幅增长。国际能源署(IEA)发布的《2017年世界能源展望》指出,分布式可再生能源发展速度之快“超乎想象”,因其良好的经济性、可靠性、灵活性和环保性,已成为全球最大新增电源之一。
虚拟电厂,正在加速走来
未来,配电网中的分散发电和有源负荷将呈现高速增长态势,更多电力用户将由单一的消费者(consumer)转变为混合型的产消者(prosumer)。在技术层面,由于分布式可再生能源、可控负荷、储能设施以及电动汽车等具有地理位置分散、随机性强、波动性大、并具有弱可观性和可控性的特点,随着接入电网总体规模的不断扩大,对电网的安全、可靠、经济运行等提出新的挑战。从经营层面,分散资源可持续发展的商业模式亟待研究,需要深入探讨一种可行路径,去激励混合型产消者与电网实现友好互动。
虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)正是针对这些新现象,聚焦再电气化进程中生产侧和消费侧同步发力的重要特征,提出的适应未来能源清洁低碳发展趋势的技术和商业模式。该技术模式能够在传统电网物理架构上,依托互联网和现代信息通讯技术,把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源相聚合,进行协同优化运行控制和市场交易,对电网提供辅助服务。虚拟电厂不是电厂,简单来说,虚拟电厂就是“互联网+”智慧能源环境下,以用户为中心,以商业化市场为平台的源网荷聚合管理模式。
虚拟电厂概念自1997年提出以来,受到了欧洲、北美和澳洲多国广泛关注。近年来,随着信息通讯技术(ICT)、分布式协调控制技术和智能计量技术的提高,分布式电源、储能、电动汽车的快速发展,工业领域逐渐表现出对虚拟电厂的极大需求并付诸工程实践。从世界范围来看,欧洲虚拟电厂聚焦于“源”,主要目标是提高分布式电源并网友好智能互动性和打造持续稳定发展的商业模式,先后在欧盟第六、第七框架计划下开展了FENIX项目和TWENTIES项目,前者旨在将大量的分布式电源聚合成虚拟电厂,提高欧盟电力系统的经济性、可控性和安全性,后者的示范重点在于如何利用虚拟电厂实现热电联产、分布式电源和负荷的智能管理。北美虚拟电厂起源于“荷”,通过自动需求响应和能效管理,提高综合能源的利用效率。近年来随着分布式能源的发展,美国纽约州在能源改革愿景(REV)战略指导下开展了ConEd VPP项目,旨在将用户侧“太阳能+储能”系统集群友好并网,降低居民用电成本,提高电网调峰调频和应急响应能力;在加利福尼亚州探索分布式光伏的管理方式,包括虚拟电厂和分布式能源供应商(DERP)如何参与电网运营和电力市场。澳洲近年投运了多项虚拟电厂示范工程,主要目标是降低用电成本,促进清洁能源消纳,提高澳洲电网稳定性,并与特斯拉公司联合打造AGL VPP示范工程,旨在聚合大量光伏电源和储能设备,应对分布式电源高渗透率带来的挑战,降低基础设施投资成本。
目前我国分布式可再生电源占比还不大,但发展迅速,电力发展“十三五”规划明确提出十三五期间分布式光伏装机达6000万千瓦以上;我国已成为全球最大电动汽车市场,2017年国内电动汽车销量超过77万辆,占世界的一半以上,至2020年电动汽车累计产量将超过500万辆;电能替代、清洁供暖有序推进,2017年全年电能替代量超1500亿千瓦时,到2020年电能替代新增用电量约4500亿千瓦时。分布式电源和可控负荷发展迅速,对电网的安全稳定运行将带来巨大影响,因此,虚拟电厂在分布式电源、北方清洁供暖、用户侧需求响应、电动汽车等方面都将具有广阔的应用前景。虚拟电厂可以“串联”起分布式光伏、储能设备、蓄热锅炉和可控负荷,实现冷、热、电整体能源供应效益最大化。在繁华的城市楼宇群,虚拟电厂可以实时监测中央空调、电动汽车等柔性可控负荷,环境参数以及分布式能源出力,围绕用户和系统需求,自动调节并优化响应质量,减少电源和电网建设的投资,在创造良好舒适的生活环境的同时,实现用户和系统,技术和商业模式的双赢。
国际标准,贡献中国智慧
由于虚拟电厂应用前景广泛,全球都在抢占先机,争取战略主动,标准制定成为主导国际话语权的必争之地。2017年10月,国网冀北电力公司和中国电科院组成的专家团队,代表中国向国际电工技术委员会(IEC)提交了虚拟电厂《用例》和《架构与功能要求》提案,经过激烈的竞争和淘汰,顺利通过了投票,并获得德、英、法、瑞等成员国的加盟支持,于2018年3月获批正式立项,成为IEC在虚拟电厂领域立项的首批国际标准,标志着中国正式主导虚拟电厂这一能源转型热门领域的国际最高话语权。
在前沿新兴领域编制国际标准极具挑战性,必须实现技术和实践的真正领先,方能把握主导优势。基于这一特点,国网冀北电力公司在国际标准编制工作中创新提出了“研创示编”四融合模式,把虚拟电厂领域的科研攻关、创新创效、示范应用和标准编制紧密融合,在相互佐证、迭代提升中,实现国际标准的高质量编制,并同步建立虚拟电厂科研、创新创效和应用成果体系,带动电网技术和功能的领先发展。具体来说,就是要依托冀北地区资源禀赋,在新能源和科技创新中探索和积累,把握2022年北京——张家口冬奥会的历史契机,冀北地区虚拟电厂用例将在可再生能源富集地区打造可复制、可推广的绿色能源共享经济商业模式,探索将不可控的可再生能源转化为稳定、可靠的绿色能源的技术创新,推动以用户为中心的分布式可再生能源与坚强智能电网之间的协调发展,以标准联通为能源转型贡献“中国智慧”。
无论是在海外还是中国,虚拟电厂都还很年轻。在能源转型的道路上,需要政府、企业、用户等各方共同努力,在市场机制建设、商业模式创新、核心技术推广以及用户广泛参与等方面积极探索,追寻新一代能源系统的诗与远方。
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近日,山西能源监管办召开座谈会,与华南理工大学专家团队、山西电力调度控制中心、山西电科院,研究进一步完善备用辅助服务市场规则的相关事宜。会上,根据国家关于辅助服务市场最新政策要求,华南理工大学专家团队对备用辅助服务市场规则提出进一步修改建议。与会各单位围绕目前已出台的市场准入、交
围绕的虚拟电厂的建设和运营问题,值得讨论一番。(来源:微信公众号“鱼眼看电改”作者:俞庆)首先来看一些朋友的问题:问题一:一个大型的电站,比如光伏或者火电机组,能否参与虚拟电厂?个人观点是:既然是实体电源,已经接入了调度系统,那就不是“虚拟电厂”,但是和虚拟电厂一样,都在同样的市
北极星售电网获悉,近日,四川省首座政企协同调节型虚拟电厂正式上线。作为不发电的电厂,它把工厂、楼宇、党政机关的各类可调节用电资源汇聚起来,通过统一协调控制,达到电力资源的再分配。目前,该电厂最大可调节能力达到7万千瓦,满负荷调节一小时的电量相当于1.5万户普通家庭的日用电总量。
4月22日,清能院、河北分公司受邀出席河北省2024年重大能源项目政银企研对接洽谈会,联合河北省能源局成立河北省区域能源发展科技创新中心。科创中心成立后,清能院、河北分公司将联合清华大学等重点高校,积极发挥在海上风电、柔直输电、多能互补、源网荷储、虚拟电厂、地热开发与利用、绿氢制储输用
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在我国新型能源体系建设过程中,分布式能源将迎来重大发展机遇,也亟待解决行业发展中存在的关键问题,完善分布式能源发展的市场环境。文案:杜敏图表:周灿凌分布式能源发展挑战仍存一是分布式能源项目盈利能力面临挑战。从最初的补贴政策到后来的电价政策,再到即将全面参与电力市场交易,虽然分布式
4月26日,广东省湛江雷州·英利储能站正式投产运营并在项目建设地举行投运仪式。据了解,英利储能站坐落于雷州市英利镇幸福农场内,距雷州市中心约36km,占地面积约147亩,总投资34.5亿元,建设规模为600兆瓦、1200兆瓦时,计划分两期建设。其中,一期建设规模200兆瓦、400兆瓦时,占地约54亩,投资额1
在中国,虚拟电厂作为电力体制改革下的新产物,一方面根植于传统的电力体制与电力系统,顺应原有的运行惯性才能发展;另一方面,作为新型电力系统的全新部分,自然被各类新老玩家(学术名称:利益相关方,Stakeholder)所追逐、所争夺,去满足各利益主体的诉求。它并不是看上去的“聚合负荷侧资源,参
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为进一步加强配电网安全管理,提升配电网供电保障和综合承载能力,根据国家能源局《配电网安全风险管控重点行动工作方案》(以下简称工作方案),江苏能源监管办近日会同省能源局对相关工作进行了部署安排,并提出明确要求。一是强化协调,广泛发动。省电力公司要明确部门,负责协调对接配电网安全风险
科学合理设计新型电力系统建设路径是当前重大战略任务,电力体制机制建设是其重要内容,与技术创新、商业模式创新共同驱动新型电力系统发展。源网荷储多向协同、灵活互动、一体化运营是新型电力系统的坚强支撑,分布式电源、储能是重要的技术组成。当前,我国电力市场范围、规模逐步扩大,竞争成效不断
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11月27日,四川能源监管办发布关于印发《四川新建电源接入电网监管实施细则》(以下简称《细则》)的通知。《细则》指出,对分布式电源等符合国家要求建设的发电设施,除保证电网和设备安全运行的必要技术要求外,接入适用的技术要求高于国家和行业技术标准、规范。常规电源及集中式新能源项目应符合国
近日,由国网安徽经研院牵头编制的安徽省地方标准《乡村配电设施建设改造技术规程》由安徽省市场监督管理局正式发布,该规程从政府层面规定了安徽乡村10千伏及以下配电设施的建设改造标准,有助于安徽省乡村电网的供电品质提升。该规程结合安徽省乡村经济发展和电网现状,以构建布局合理、安全可靠、坚
8月23日,中国水利电力质量管理协会发布2023年电力行业质量管理小组活动评审结果,国网天津经研院规划评审中心“双碳先锋”QC小组报送的《降低380伏多点并网分布式电源服务时间》成果,获得2023年电力行业质量管理小组成果三等奖,是近年来经研院QC小组活动取得的最佳成绩。2022年以来,天津地区分布式
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5月6日,粤水电广东省云浮市云城区腰古100MW/200MWh储能项目EPC启动招标。项目招标人为云浮粤水电能源有限公司,拟利用云浮市云城区腰古镇古郊村土地建设1座100MW/200MWh独立储能电站,并配套建设1座110kV升压站,经1回110kV线路接入云浮电网。该项目投产后参与新能源容量租赁,广东电力市场辅助服务调
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北极星储能网获悉,5月6日,阿特斯披露投资者关系活动记录表显示,2024年,公司预计储能交付6.0-6.5吉瓦时,主要区域以海外市场为主。对于光储项目,组件和储能业务共用销售渠道,较之海外的储能系统集成商和国内绝大部分系统储能设备供应商和储能系统集成商相比,公司具有品牌、渠道、市场开发和交付
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