近年來，我國正在加快能源轉型的步伐，截至2023年9月底，我國光伏發(fā)電裝機容量約5.2億千瓦，風電裝機容量約4.0億千瓦，為實現(xiàn)“雙碳”目標，未來我國的風光發(fā)電裝機量占比將進一步提高，風光發(fā)電出力不穩(wěn)定的特性將會給電網(wǎng)帶來極大的沖擊，因此，需要運用虛擬電廠等新技術來提升源網(wǎng)荷儲靈活互動和需求側響應能力，推動構建新型電力系統(tǒng)。
2023年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議審議通過《關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統(tǒng)的指導意見》，強調了要健全適應新型電力系統(tǒng)的體制機制，推動加強電力技術創(chuàng)新、市場機制創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新。
虛擬電廠作為促進新能源消納的重要環(huán)節(jié)和電力商業(yè)模式創(chuàng)新的重要形式，將在新型電力系統(tǒng)下發(fā)揮重要的作用，因此而被鼓勵支持，也成為了近年來電力能源領域廣泛討論的熱門話題。
1 聚合資源，發(fā)展虛擬電廠創(chuàng)新模式
在“雙碳”目標的背景下，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，核心是構建新型電力系統(tǒng)，其關鍵的特征是以新能源為主體、多種電網(wǎng)形態(tài)并存，多級多層次有序運轉，以低碳、經(jīng)濟與安全融合，向能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)轉變。未來電力系統(tǒng)中，將會存在眾多分布式能源、交互式用能設備，具有容量小、數(shù)量多，參數(shù)各異等特點，難以直接參與電力系統(tǒng)運行。
虛擬電廠并非實體的電廠，而是一種基于先進信息統(tǒng)計技術和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、充電樁等分布式能源的聚合和協(xié)調優(yōu)化的智能電網(wǎng)技術，可以對分散資源的靈活監(jiān)測和調節(jié)，整體參與電能量交易和調峰、調頻、備用等輔助服務，促進新型電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷、儲互動運行。
虛擬電廠的概念最早在20世紀90年代末被提出，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，世界各國已有一些探索成果。歐洲較早便開展了一系列分布式發(fā)電機組集中并網(wǎng)的試驗，在電力能源供給側探索更高效可靠的虛擬電廠模式，而美國、日本等國則更多在集成負荷資源方面，通過改變需求側來響應電力供應的變化，保障電網(wǎng)運行平穩(wěn)。我國目前將以上兩種模式都納入虛擬電廠的典型應用場景，但現(xiàn)階段仍處在比較初步探索的階段，實際探索中以整合已有基于“源網(wǎng)荷儲”一體化的商業(yè)樓宇以及產(chǎn)業(yè)園區(qū)等需求側資源為主。
2 先行先試，探索源網(wǎng)荷儲應用場景
虛擬電廠概念作為源網(wǎng)荷儲一體化的實施路徑之一，其核心同樣是通過充分優(yōu)化整合負荷資源，提高電力系統(tǒng)靈活調節(jié)的能力。近年來，隨著能源行業(yè)的不斷改革發(fā)展，業(yè)內已經(jīng)掀起一波針對分布式發(fā)電、微電網(wǎng)、儲能、綜合能源服務等源網(wǎng)荷儲一體化關鍵技術的研究熱潮。
白云電氣集團在十多年前就已經(jīng)開始對源網(wǎng)荷儲關鍵技術進行探索，2012年便以集團總部白云電氣科技大廈為應用場景，在德國漢諾威工業(yè)展上展出了智能微電網(wǎng)技術。
經(jīng)過超過10年的不斷改造升級，聚合了屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能裝置、能源轉換裝置、負荷及保護裝置等，創(chuàng)新研發(fā)電力設備健康壽命評估系統(tǒng)、透明供電系統(tǒng)，打造光儲柔直一體化智能微網(wǎng)，并不斷推動新技術新應用的研發(fā)與試驗。目前，白云電氣科技大廈是廣州市首批甲級商務寫字樓，并在2023年通過復評，也是全國首批零碳數(shù)智樓宇試點單位、2023年零碳數(shù)智節(jié)能降碳五星級樓宇。
要進一步探索虛擬電廠的應用場景，需要以滿足電力系統(tǒng)和市場要求為導向，綜合運用先進的信息、控制、通信等技術，深度參與電力系統(tǒng)的供電調峰和消納填谷。
白云電氣集團旗下企業(yè)，基于電力設備的數(shù)據(jù)采集驅動、節(jié)能檢測、節(jié)能分析等模型自主開發(fā)了“綠色智慧能源管理系統(tǒng)平臺”，是廣州市首批“四化”賦能重點平臺，可提供電力設備的狀態(tài)監(jiān)測、能效監(jiān)測、能效分析比對、異常報警、用電負荷預測、智慧節(jié)能優(yōu)化調控、電能質量分析等服務，目前已應用于工業(yè)制造、軌道交通、智能樓宇、智慧園區(qū)等場景，實現(xiàn)降本增效，賦能制造業(yè)數(shù)字化轉型、網(wǎng)絡化協(xié)同、智能化改造和綠色化提升，深化“云大物智移”等新技術與虛擬電廠的融合。
3 持續(xù)創(chuàng)新，打造綠色智慧園區(qū)標桿
依托于自身完整的電力裝備產(chǎn)品鏈，白云電氣集團基于專業(yè)的電力設計能力，打造了低碳智慧園區(qū)定制化解決方案，結合園區(qū)用能生產(chǎn)特點，園區(qū)優(yōu)勢，利用光伏、微網(wǎng)等技術手段，通過一體化平臺全局協(xié)調控制，將具有代表性的光伏、充電站、電化學儲能站、冰水蓄冷儲能站、智慧園區(qū)、燃氣發(fā)電等統(tǒng)一接入平臺運營及管理，實現(xiàn)從全局視角掌握多個源網(wǎng)荷儲整體運行情況，實現(xiàn)聯(lián)動指揮調度，打造區(qū)域虛擬電廠，參與電力市場交易、需求側響應、碳管理及交易，實現(xiàn)與電網(wǎng)友好互動，實現(xiàn)低碳高效降低企業(yè)綜合用能成本。
白云電氣集團已與白云區(qū)高新投深入合作，圍繞軌道交通高端裝備產(chǎn)業(yè)，基于源網(wǎng)荷儲一體化、協(xié)調互動的數(shù)字化服務，實現(xiàn)能源流、碳流、信息流、價值流的“多流融合”，打造綠色智慧園區(qū)示范項目。園區(qū)將集合光伏、儲能、充電樁、數(shù)字化智慧能源管理系統(tǒng)為一體，采用BIPV光伏建筑一體化設計，每年將產(chǎn)出清潔電能超過300萬千瓦時，通過儲能系統(tǒng)谷充峰放的形式，優(yōu)化園區(qū)用能結構，降低運營成本，推動產(chǎn)業(yè)綠色轉型升級，搭建高水平綠色技術創(chuàng)新生態(tài)。
目前，白云電氣集團及旗下企業(yè)正聯(lián)合相關科研院所推進基于人工智能的750V“光儲柔直充”分布式電源系統(tǒng)研究，打造“就地生產(chǎn)、就地消納、電網(wǎng)互動”的直流柔性配電系統(tǒng)，提升全流程的整體用能效率，推動工業(yè)園區(qū)、城市軌道交通等產(chǎn)業(yè)綠色、高效、低碳發(fā)展。
4 踐行雙碳，助力構建新型電力系統(tǒng)
“雙碳”背景下，構建安全、高效、低碳的新型電力系統(tǒng)，面對新能源的沖擊，加強需求側靈活性，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲聯(lián)動是必然選擇，虛擬電廠應運而生，虛擬電廠可以減少分布式資源無序發(fā)展應用對電網(wǎng)帶來的負面影響，發(fā)揮大量分散資源的規(guī)模效應，推動需求側調峰填谷提升能效減少用能成本。
盡管目前我國的虛擬電廠總體仍在萌芽培育時期，大部分應用處于試點示范階段，但電力能源行業(yè)數(shù)字化、智能化的轉型升級推進了虛擬電廠相關技術的快速發(fā)展，為虛擬電廠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的技術基礎和應用環(huán)境。
白云電氣集團將始終以客戶需求為導向，以堅實的產(chǎn)業(yè)、完整的產(chǎn)品鏈為基礎，充分利用“云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)”等技術，圍繞國家雙碳目標，持續(xù)打造“數(shù)字化、電力電子、定制化解決方案”三大能力，以“安全、高效、低碳”三大核心為驅動力，大力發(fā)展源網(wǎng)荷儲一體化綠色智慧能源，助力構建新型電力系統(tǒng)，致力于成為綠色智慧能源的踐行和引領者。
