5月19日，由國家能源局主辦、電力規劃設計總院承辦的能源綠色低碳轉型典型案例發布及技術交流會在北京召開，發布了典型案例和《能源綠色低碳轉型典型案例匯編》，“廣東深圳虛擬電廠智慧調度運行管理云平臺”(以下簡稱“深圳虛擬電廠管理平臺”)作為南方電網公司唯一入選案例，為能源領域綠色低碳轉型提供有益的經驗借鑒和實踐參考，為傳統“源隨荷動”調度模式向“源荷互動”轉變提供“深圳經驗”，找準虛擬電廠在新型能源體系下的角色定位，最大化提升可調資源和全社會能效水平。
作為南方電網首批新型電力系統示范區，虛擬電廠管理平臺2021年底開始實體化、市場化、常態化運作。目前該平臺已發展為國內數據采集密度最高、接入負荷類型最全、直控資源最多、應用場景最全的虛擬電廠管理平臺，調節能力超56萬千瓦，相當于兩臺中型火電機組。
在日前開展的南方電網首批新型電力系統示范區驗收工作中，驗收專家組評價該示范項目“形成了一套國際領先的虛擬電廠調控技術理論體系和配套軟硬件裝備。”
去年底，虛擬電廠“深圳經驗”亮相法國第七屆全球ICT能效峰會，首次在國際論壇上介紹、分享深圳虛擬電廠建設發展歷程、經驗做法及工作成效;過去一年，深圳虛擬電廠管理中心接待了近300批次從各地來深圳調研虛擬電廠的專家和同行，平均下來差不多每天接待1批。
這座“看不見的電廠”能夠“出圈”，究竟有何獨特性?
有力應對“新”挑戰
進入5月，深圳氣溫逐漸攀升，北部一座變電站在午間出現重載風險，設在深圳供電局的深圳虛擬電廠管理中心可通過虛擬電廠管理平臺，讓局部精細化調峰變得更靈活。“憑借這套能源互聯網技術，我們很快找到變電站附近‘萬幫虛擬電廠’有可調充電樁，隨即下發調荷指令，1個多小時內就完成了緊急削峰。”中心工作人員歐鳴宇說。
在深圳負荷尖峰期，這樣的例子并不鮮見。近年，深圳以新能源汽車為代表的新型負荷爆發增長，用電最大峰谷差進一步擴大，加上新能源本身具有波動性、隨機性、間歇性，電力保障面臨更多挑戰。匯集海量虛擬電廠分布式資源的深圳虛擬電廠管理平臺，有助于破解這道難題，既作為“正電廠”向電力系統供電調峰，也能作為“負電廠”加大新能源消納，配合填谷。
深圳虛擬電廠管理平臺是國內首個網地一體虛擬電廠管理平臺，由于部署在南網調度云，網、省兩級調度機構均可直接調度，實現虛擬電廠全時段可觀、可測、可控、可調。2023年深圳開展33次虛擬電廠本地化精準響應，有效應對尖峰負荷，調節電量125.8萬千瓦時。若按當前深圳一戶家庭日均用電8千瓦時來算，可滿足近16萬戶家庭一天的用電需求。
“虛擬電廠不需要占地，也不影響環境，還能產生有一定的能效管理效果。”深圳供電局虛擬電廠管理經理李江南說，根據測算，深圳虛擬電廠管理平臺上線2年多來，累計促進清潔能源消納11億千瓦時，實現二氧化碳減排92萬噸。在這座寸土寸金的超大型城市，該平臺已經成為提高新能源接入承載能力和供需平衡能力、促進能源綠色轉型的重要抓手。
全鏈條參與調度
作為電力與算力深度融合的產物，虛擬電廠涉及資源接入、聚合、調控、運營等關鍵技術。在可借鑒經驗不多的情況下，深圳供電局一路摸著石頭過河，形成自己的特色。
“和其他一些城市做法不同，我們的管理平臺接入調度。這也意味著，平臺必須在網絡安全、精準響應和時效性上滿足調度的超高要求。”深圳虛擬電廠管理中心總經理程韌俐介紹，在“資源拓撲位置”界面里，所有虛擬電廠運營商的地圖坐標、資源信息都有詳細展示，通過多級電網模型拼接方法，甚至可以細化到每家運營商每一處分布式資源的“站—線—變—戶”關系。這也是工作人員緊急情況下能迅速“點對點”精準調用負荷、解決局部重過載的關鍵所在。
當然，僅此還不夠。虛擬電廠管理平臺具備實體電廠功能的“試金石”，就是做到調頻的“秒級”時延要求。
2023年5月，深圳供電局與南網科研院運用5G專用切片技術，以蔚來換電站為試點，10秒內完成調頻，在國內首次驗證了虛擬電廠調頻技術。“5G專用切片類似于城市道路分流管理，為虛擬電廠參與調頻設置了專用通道。”李江南打了個比方。
目前，深圳已聚合28座換電站參與調頻，調節功率達到3000千瓦，這也意味著深圳打通了負荷側資源參與電網調度的全業務鏈條。“調頻功能的實現，會給虛擬電廠應用帶來更廣闊的空間，比如局部地區事故應急備用。”華南理工大學電力學院教授管霖表示。
近年，深圳供電局還創新研發基于安全芯片和國產自主軟件的全套并網運行控制終端，支撐虛擬電廠數據采集、設備控制、并網接入等業務，滿足了虛擬電廠接入調度的高等級網絡安防和實時互動要求。
“我們能像管控實體電廠一樣對虛擬電廠進行管控和調用，包括下發96點曲線、實現分鐘級監測等等，虛擬電廠精準跟蹤電網調度指令的準確性超過了95%。”程韌俐說。
實現“看得見的效益”
虛擬電廠創新技術的同時，如何拓寬市場，是社會各界關注的焦點。目前，深圳虛擬電廠管理平臺接入45家虛擬電廠運營商，涵蓋建筑樓宇空調、新能源汽車、5G基站、冰蓄冷空調系統等9類共計3萬多個分布式資源，接入規模超過了265萬千瓦。
“通過虛擬電廠帶動儲能、智能樓宇改造等一系列產業發展，離不開政府的大力支持和政策引導，離不開社會資本的參與，同時也需要電網企業通過專業知識引導負荷側資源進入電力市場、電網運行。”程韌俐說，深圳虛擬電廠管理中心一方面積極通過線上線下培訓和實戰演練相結合，提升虛擬電廠運營商參與電網調節的能力水平。另一方面，通過示范應用帶動100余家企業進入虛擬電廠產業鏈，推動布局虛擬電廠新賽道，拓展虛擬電廠核心設備生產制造，實現“設備+服務”“場景+技術”高效融合、疊加賦能。
“現在，我們接入深圳虛擬電廠管理平臺的充電場站有90余個，僅2023年參與的負荷調節響應就有將近30次，有效響應電量超40萬千瓦時。”小桔電力交易專家張秋明介紹，他們公司是一家新型能源服務商，正積極結合政府補貼政策開展運營活動，通過小桔充電平臺技術及運營能力，引導車主錯峰充電，車主可平均每度電減少0.1至0.2元服務費用。
發展產業、惠及終端，深圳以“看不見的電廠”實現了“看得見的效益”。引路人的步伐并沒有停歇，截至目前，深圳虛擬電廠管理中心已發布南方電網虛擬電廠領域首個技術標準，以及首批3項虛擬電廠地方標準，推動深圳虛擬電廠先行先試參與了南方區域電力市場，首次實現虛擬電廠參與跨省備用市場結算運行，為國內虛擬電廠參與更多市場交易品種探索經驗。
接下來，深圳虛擬電廠管理中心還將加強對成果的提煉總結，形成可快速復制和應用的虛擬電廠范式，加強虛擬電廠功能的遞進式、迭代式應用，深化運營體制機制研究和構建，助力深圳新型電力系統建設。(楊晶晶 黃光磊 蔣季儒)
作者：楊晶晶 黃光磊 蔣季儒
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