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虚拟电厂新机遇与新挑战

发布时间:2023/6/4 16:56:53   
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陈永伟/文

8月26日,国内首家虚拟电厂管理中心——深圳虚拟电厂管理中心举行了揭牌仪式,这让“虚拟电厂”这个名词上了热搜。

今年以来,北半球气候遭遇了百年不遇的异常。一方面,不断刷新记录的高温让居民的用电量激增;另一方面,降雨的减少和持续的干旱又对水力发电造成了严重的干扰,电力供给大减。这供求的一减一增,使得各国的电力都出现了巨大的缺口,限电、停电事件不时发生。在这样的背景下,如何建构一套足以应对极端天气造成的电力负荷变化的稳定电力管理系统,已成了摆在各国政策制定者面前的一道难题。而虚拟电厂,就是关于这个问题的众多答案中的其中一个。

虚拟电厂究竟是什么?它是怎么运作的?其商业模式又怎样?区块链等新型技术又对虚拟电厂的发展起到怎样的作用?对于我国来说,虚拟电厂的应用前景如何,又面临着哪些挑战?关于这一切,且让我们一一说来。

虚拟电究竟是什么?

顾名思义,虚拟电厂(VirtualPowerPlant,简称VPP)并不是一个物理意义上的电厂,它不烧煤,也没有厂房,而是通过软件系统和信息通信等技术搭建起来的一套能源管理系统。借助这个系统,可以将不同空间的分布式电源、储能设施、可控负荷等资源整合起来,并实现协调优化控制,从而模拟出类似电厂的功能。

我们知道,在现实世界中,电厂的功能主要有两个:一是发电,为电力市场提供电能;二是根据现实情况,对供电的负荷进行调节,从而保证电网的稳定性。而虚拟电厂,就是要利用一套建立在“空中”的管理系统来模拟出电厂的上述两个功能。

虽然虚拟电厂是在近几年才火起来的,但其实它并不能算是什么新东西。它的思想渊源至少可以追溯到年由希蒙·阿韦布奇(ShimonAwerbuch)和阿利斯泰尔·普雷斯顿(AlistairPreston)就曾经联合主编的著作——《虚拟公共设施:新兴产业的核算、技术和竞争》(TheVirtualUtility:Accounting,TechnologyCompetitiveAspectsoftheEmergingIndustry)。在这部书中,就提出了一种基于市场驱动,让不同的独立实体之间实现灵活合作,为消费者提供高效电能服务,而不需要拥有对应的实体资产的“虚拟公共设施”模式。这个思想在提出之后就受到了广大能源学者的重视,而我们现在所看到的虚拟电厂其实就是虚拟公共设施的一种实现模式。从实践上看,虚拟电厂的起步也较早。年,欧洲5个国家的11家公司就联合推出了虚拟电厂项目VFCPP。

虚拟电厂所涉及的产业链很复杂,它由上游的电力供应、中游的电力管理和下游电力应用共同构成。

产业链上游的电力供应就是虚拟电厂的“电源”,它包括可控负荷、分布式电源,以及储能设备。

所谓可控负荷,指可以根据电网的运行状态调整用电负荷而不影响用户用电体验的“能量消耗型”用电单位。例如,办公大厦的空调、码头的岸电,以及公共交通的用电等,都是重要的可控负荷。在对可控负荷进行评价时,通常会采用“质”和“量”两个标准。在“质”的方面,调节意愿、调节能力,以及调节及聚合的性价比是评价可控负荷的最重要维度;而在“量”的方面,

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