冀北虚拟电厂示范工程首创泛在可调资源参与电力调峰辅助服务市场机制

12月11日，国网冀北电力发布泛在电力物联网虚拟电厂示范工程，泛（FUN）电平台和虚拟电厂正式投入运行。基于泛（FUN）电平台的虚拟电厂，并不是传统意义上的电厂，而是运用泛在电力物联网和智能控制技术，将泛在可调资源智慧聚合成可与电网实时柔性互动的“物联网云”电厂。在这个“物联网云”电厂里，分布式电源、电动汽车、储能、可控负荷等资源被聚合起来，可以像传统发电厂一样，帮助电网调峰，促进清洁能源消纳，提升电网安全稳定运行水平。

河北省张家口市是我国可再生能源集中的区域，这里散布着大量风力发电机、太阳能电池板以及其他一些可再生能源设备。在国网冀北电力有限公司的办公大楼里，运行人员在一个巨大的电脑屏幕前，就可以统筹安排这些设备的能量输出。

近日，冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程投运，这个具备秒级感传算用、可聚合亿级用户能力的示范工程，依托泛（FUN）电平台，将蓄热式电采暖、智能楼宇、智能家居、储能、电动汽车充电站、分布式光伏等11类泛在可调资源组合在一起，参与电力系统实时柔性互动，打造出泛在可调资源创新参与电力市场的市场机制和商业模式。

发电指标提升5%，虚拟电厂帮助服役10年的老牌风场焕发活力

在张家口沽源县西南部山区，莲花滩风电场，一个服役10年的老牌风电场，已接入冀北虚拟电厂中，并获得实惠。

在过去两年里，这个风电场年均上网电量9.5亿千瓦时，年均利用小时数2378小时。虽然这个数字已经大大领先于其他风电场，但每到冬季供暖期，场长刘宏伟还是有些许担忧。

风电存在波动性，风电出力往往跟用电负荷峰谷呈逆向分布——不需要用电的时候，风电可能大发；而到了最需要用电的时候，它却可能没有了。特别是在冬季，供热期与富风期重合，这一时段电网系统调峰难度最大，局限于电力瞬间平衡的属性，可能会有弃风、弃电情况发生。

让刘宏伟没想到的是，今年12月份，莲花滩风电场的发电指标竟提升了5个百分点。“夜晚风电限出力有所缓解，单机发电能力提升了5%左右，相当于每个风机的利润增加4%。”刘宏伟告诉记者，这对服役了10年的老牌风电场来说，是个很大的利好。

帮助老牌风电场重新焕发活力的，正是冀北虚拟电厂。

以往风电场弃风，主要是调峰困难引起的；而冀北虚拟电厂有聚合亿万用户的强大功能，可以让富余风电有处可去。

距离莲花滩风电场100多公里，供应张家口主城区近10万居民家庭的张家口东源热力公司，近期完成了基于泛在电力物联网和智能控制技术的智慧用能改造。改造后，供热站内4台电锅炉夜间全部开机，利用弃风电量加热电锅炉，再通过热网输送到用户家中。

“虚拟电厂正在聚合类似东源热力这样的电力用户，让用户也能像发电厂一样，响应电网调峰需求及调度指令，夜间低谷时期多用电，拉升低谷负荷。”冀北电力交易中心执行董事、总经理王宣元告诉记者，这将缓解由于调峰困难引起的弃风限电，实现风电多发、增发。

这样一个灵活高效的电厂，为促进清洁能源消纳提供了一种新的路径。风电场场长刘宏伟十分看好冀北虚拟电厂的调峰潜力和应用前景，“我期待随着系统的推广应用，能帮助更多的风电场提升发电指标，提高风电发电效率。”刘宏伟说。

刘宏伟的期待也是冀北虚拟电厂努力的方向。国网冀北电力瞄准供热季电网调峰矛盾等业务痛点，通过虚拟电厂聚合泛在可调资源实时响应低谷调峰需求，仅蓄热式电采暖负荷通过虚拟电厂进行实时响应，预计可增发清洁能源7.2亿千瓦时。

一条生产线也能成为微型发电厂，参与电力市场交易

虚拟电厂促进清洁能源消纳的同时，对构建未来的电力交易市场也有重要意义。

记者了解到，国网冀北电力首创虚拟电厂参与调峰辅助服务市场机制，《第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场试点方案》获得国家能源局、华北能源监管局正式批复。12月12日零时，负荷侧资源参与华北电力调峰辅助服务市场开始在华北电网运行。

调峰辅助服务是什么？简单来说，这项服务是为了让电能够更安全、更经济地传送到用户，在负荷高峰的时候，增加发电机的出力，在负荷低谷的时候，减少发电机出力，以解决电能发、供、用瞬时平衡的难题。

对于发电企业来说，进行电力交易是家常便饭。此前，参与调峰服务的主要是发电侧资源，例如火电厂和大水电机组。但这类资源参与调峰，既不灵活，也不经济。

而对于企业、居民等用户来说，参与电力市场交易，恐怕还是头一次。如今，在虚拟电厂里，生产线、电锅炉、大楼、充电桩等用户侧资源，也可以成为一个个微型发电机，参与电力市场交易，获取调峰辅助服务费用。

这些个看不见的电厂如何进入电力市场？

距离北京车程近1个小时，跨过潮白河大桥后，记者来到了燕郊高新经济技术开发区。这里是全世界单晶硅片切割能力最大的产业基地之一。

在阳光硅谷的一号生产车间，几台线切机正在工作。阳光硅谷是一家生产单晶硅片、多晶硅片的太阳能光伏企业，也是接入到冀北虚拟电厂的大工业用户代表之一。

张云峰是阳光硅谷动力班运维人员，12月12日早晨，他收到冀北泛（FUN）电平台发送的一条信息，提醒阳光硅谷13日0点~7点参加华北电网的调峰辅助服务市场，调控功率为4742.76千瓦。

张云峰思索着如何完成这近5000千瓦的调节量，他通过电脑屏幕统筹安排了生产线设备的功率输出，并调整了部分车间的生产工序。

12日晚8点，车间操作人员关闭了几台线切机。13日0点，车间线切机全开，满负荷生产。13日当天，阳光硅谷完成调控功率5220千瓦，这些负荷被虚拟电厂平台聚合打包，参与到当天华北电力调峰辅助服务市场中去。

“参与调峰之前，我们的车间每个时段开机数量比较平均，用电负荷也就相对均匀。加入虚拟电厂以后，我们改进生产工序，用电高峰时段，少开机甚至不开机，夜间低谷时段争取满负荷生产。”张云峰告诉记者，这样安排不但没影响生产，还能享受到低谷电价，并得到一笔调峰费用，一举两得。

除了物质收益，阳光硅谷还收获了管理上的提升。如今阳光硅谷各个生产车间都安装了智能终端设备，设备每15分钟记录车间的用电数据，并将数据传输到张云峰的手机APP端。“有了清晰的用电负荷曲线，车间的用电习惯一目了然。”张云峰说。

借助虚拟电厂建立的多种能源柔性互动的商业模式和市场机制，阳光硅谷这类用电客户有了全新的市场角色，他们参与到电力市场中来，与电网更好地互动，并开拓了新的盈利模式。

不单单是工厂，居民和大楼同样也可以参与到虚拟电厂的价值创造中。您可以将家里的电动汽车、空调、冰箱等交给虚拟电厂“托管”，虚拟电厂将挖掘家庭的负荷特性，让用电、能耗、能效数据信息覆盖各家各户。

据国网冀北电力相关负责人透露，未来，虚拟电厂将进一步挖掘整合泛在可调资源，以市场化为导向，拓展泛（FUN）电平台功能，延伸虚拟电厂产业链。到2020年，冀北电网夏季空调负荷将达600万千瓦，10%的空调负荷将通过虚拟电厂进行实时响应，相当于少建一座60万千瓦的传统电厂。

服务绿色冬奥，促进奥运场馆全绿电供应

虚拟电厂还将为北京冬奥会服务。

今夏，北京冬奥会绿电交易开市，张家口的风、光转化的清洁电能，点亮了冬奥会场馆的灯。通过全国统一电力交易平台，国家体育馆、北京冬奥组委办公园区、延庆场馆群、张家口赛区“三场一村”等11家冬奥场馆及其配套设施已经率先实现了绿电供应。

而能聚合风电、太阳能等绿色电能的虚拟电厂，也将为冬奥会绿电交易贡献力量。“譬如，给奥运场馆供热，我们会用虚拟电厂技术将电与热联系起来，合理利用低谷电能供热，在降低场馆供热成本的同时，对电网提供调峰服务，促进清洁能源消纳。”王宣元告诉记者。

据了解，国网冀北电力虚拟电厂关键技术研究及应用已纳入国家“科技冬奥”重点专项指南，虚拟电厂将帮助张家口赛区冬奥场馆和相关附属设施与新能源发电企业进行市场化电力交易，确保全部采用清洁电力。目前，国网冀北电力已签署冬奥会场馆购电协议，促进奥运史上首次全部场馆采用绿电。