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观点 | 把通信基站办成理想的虚拟电厂

2022-08-18 11:40来源:中国能源报作者:王鼎乾关键词:虚拟电厂电力系统微电网收藏点赞

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虚拟电厂是将不同空间的可调负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式电源等一种或多种资源聚合起来,实现自主协调优化控制,参与电力系统运行和电力市场交易的智慧能源系统,是国家电力体制改革背景下孕育出的新业态,电力体制改革是能源结构转型的必然要求。

能源结构转型是世界各国面临的问题。我国一次能源结构呈以煤为主、多能互补的特点。其中,石油对外依存度高达70%,石油使用量中的70%用于交通运输行业。能源安全,尤其是稳定、持续、廉价的能源供给面临风险。

在供给侧寻找新能源替代,在需求侧发展电动化是能源转型的内在要求与必然趋势。供需两侧新能源的快速发展给电力系统带来极大考验。在供给侧,随着光伏、风电等新能源在电力系统中占比的不断提升,电力系统面临如何消纳不确定性高、随机性强、冲击性大的新能源等问题。在需求侧,我国新能源汽车保有量已经超过1000万辆,此类高功率用电设备大规模接入,给电力系统平稳运行带来挑战。

虚拟电厂作为市场主体参与电力市场化交易是能源需求侧的发展方向。《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》要求,全面放开用户侧分布式电源市场、建立辅助服务分担共享新机制,给用户侧建设虚拟电厂参与电力市场交易提供了政策引导。一种符合新发展阶段的电力市场政策体系与市场机制正在建设过程中,要求加强对需求侧的管理,开放电力消费市场,以政策为指导、市场为牵引,形成覆盖发、输、配、售、用、服等电力全生命周期的新型电力体制。

通信基站建设虚拟电厂

具备天然优势

通信基站建设虚拟电厂是用户侧参与电力系统互动的理想场景。2022年3月,十部委联合印发的《关于进一步推进电能替代的指导意见》明确指出,鼓励通讯基站利用虚拟电厂参与电力系统互动。通信基站在需求侧资源聚合方面有良好的资源禀赋,每一座通信基站的电力接入、负载功耗、备电电池、可控空调都是优质的灵活可调资源。同时,每座通信基站的智能管理设备与全国监控平台可实现通信,是一张天然的分布式能源网络。从聚合资源规模、覆盖范围等方面看,如果全国1000万个通信基站的电力资源实现虚拟聚合,将成为全球最大的分布式虚拟电厂。

碳达峰碳中和的本质是能源问题,“双碳”目标是对能源结构转型与电力体制改革的促进。虚拟电厂的发展阶段可以分为邀约型、市场型、自主调度型三个阶段,我国虚拟电厂正处在由邀约型向市场型过渡的时期。通信基站运营企业在这一过程中可以发挥资源优势,抓住市场机遇,唤醒沉睡资产,利用存量资源挖掘增量价值,做大共享经济文章,开辟新的业务经营路线。

通信基站建设虚拟电厂

要有系统性与专业性

通信基站运营企业将虚拟电厂打造成为标准业务,主要涉及四方面内容:商业模式与营收、关键技术与平台、管理制度与流程、组织保障与团队。

从商业模式来看,目前虚拟电厂的盈利模式主要有三种:参与需求响应获取补贴、参与辅助服务市场获得收益、作为市场主体参与电力市场化交易。参与需求响应获取补贴与参与辅助服务市场获得收益两种商业模式利润水平高,但均无法形成大规模收入,无法发挥虚拟电厂的最大效用。虚拟电厂作为市场主体参与电力市场化交易,聚合分布式电源(如光伏、风电等),能最大程度发挥虚拟电厂的能力。随着5G基站的持续建设,我国通信基站年耗电量将在2026年超过2千亿度。由通信基站建设的虚拟电厂,可形成千亿元级收入规模、百亿元级利润的项目,达到上市公司水平。

虚拟电厂技术主要是电力资源的虚拟聚合,本质为通信、计量、控制三方面。通信是虚拟电厂资源聚合的关键,可聚合资源通过通信网络实现数据通信与控制指令的传达与反馈。通信基站运营商已建成的运维监控网络可以进行能力复用,需在通信可靠性与低延时方面加强,要对运维监控网络进行系统评估,将涉及智能监控设备升级改造与增设下沉服务器等问题。计量是指虚拟电厂与电力部门的电量计量,是双方对账结算的依据。目前电网在低压用户侧普遍存在智能电表覆盖率低的问题,可以由通信基站运营商、电力企业、政府三方面以项目合作形式,共同出资推动计量改造。控制主要是针对基站等聚合资源的数字化、筛选、建模、分集群管理、报量报价策略等,需要走出通信行业,联合电力行业中专业性强的研究机构共同研发。通信、计量、控制均需部署在业务平台,实现自动化的管理与运行控制。

虚拟电厂作为市场主体参与电力市场化交易时,该业务的金融属性较强,目前通信行业的管理制度与流程无法支持虚拟电厂开展相关业务。应根据虚拟电厂业务情况,重新设计符合业务要求的公司治理结构、管理制度与责权界面。可参考其他大型电力公司开展电力市场化交易业务的经验,在各地注册独立法人机构,与主营业务进行责任隔离。

通信企业经营虚拟电厂涉及企业内部多个部门。市场部门需要与电力交易中心、电网调度等外部主体建立新的客情关系,同时对基站用电及电费缴纳明确责任主体,明确电池、空调等聚合资源的经营权;维护部门要在通信主营业务保障要求的基础上,确定可调度资源的能力;虚拟电厂经营部门需要统筹协调相关部门,制定业务发展规划,研究调度策略,管理日常经营;技术部门、信息部门需要做好技术支撑与平台建设;战略与改革部门需要设计符合业务开展的公司治理结构。

通信基站建设虚拟电厂

需经历4个阶段

第一阶段聚合企业内部电力资源,虚拟电厂参与需求响应。对内要求建立可聚合资源库,对可聚合资源建模,建立面向电力邀约的调度算法,确保资源调度的可靠性与及时性;对外要求与电力系统打通平台接口,对接电力主管部门,建立客情关系。

第二阶段聚合企业内部电力资源,虚拟电厂参与辅助服务市场。对内要求提升可聚合资源的精确计量水平、精准控制水平、通信鲁棒水平、建模精度等,对外要求与电力交易中心建立业务关系,获取售电资质,培养电力交易业务能力。

第三阶段聚合企业内部电力资源,虚拟电厂参与电力市场化交易。对内要求聚合分布式的电源(如基站光伏、风电等),同时优化核心控制算法,依据电力中长期交易与现货交易的电价波动,形成相应的报量报价策略,在考虑市场要求、主营通信业务用电要求以及运维要求等所有工况约束的情况下,全自动参与电力现货市场;对外要求提升电力市场化交易业务能力,扩大行业影响力,参与政策与标准制定,从市场参与者向市场挑战者转型。

第四阶段聚合社会电力资源,虚拟电厂与电力系统充分互动。对内要求研发聚合产品,提升平台扩展能力;对外要求拓展社会可聚合资源,向电力用户提供聚合服务与收益分享,向新能源发电机组提供发电权转让,参与包括电力削峰填谷、需求响应、辅助服务、电力交易等多项业务,形成综合能源治理能力,提升社会影响力,向电力用户侧市场主导者转型。

2022年是党的二十大召开之年,是实施“十四五”规划、全面建设社会主义现代化国家的重要一年。受新冠肺炎疫情影响,全社会用电增速放缓,通信行业发展整体平稳。展望未来,新能源进程长期向好的基本面和内在向上的趋势没有改变,深化电力市场改革为虚拟电厂发展带来动力。通过聚合通信基站的电力资源,参与电力市场化改革,推进虚拟电厂系统建设,将进一步提升社会整体用能效率,助力碳达峰碳中和目标稳步实现。

(作者供职于中国铁塔股份有限公司)


原标题:把通信基站办成理想的虚拟电厂之我见
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