新基建挑战电网负荷波动,虚拟电厂将迎来井喷期

2020-10-28 20:52:13 第一财经资讯

预计2020年底,我国配电自动化覆盖率将达到90%。

在10月27~28日举办的中国配电技术高峰论坛上,中国电力科学研究院配电技术中心总工程师孟晓丽介绍,“十三五”期间,我国配电网建设规模、供电能力和智能化水平稳步提升。

电能的生产到消费,一般需要经过“发、输、变、配、用”五个环节。配电是电力系统中直接与用户相连、并向用户分配电能的环节,配电网的建设关系着全国电网供电可靠性。截至2019年,我国配电网的建设投资连续6年超过输电网,规模迅速扩大。

新基建项目的接入对配电网提出了更高要求。“十四五”期间,仅新建电动汽车充电桩一项,若以520万台计算,年均新增负荷100万~2700万kw(千瓦),约占全国新增负荷的1.25%~33.67%,负荷波动大。

“目前,我们城镇电网10kV(千伏)标准化接线率已经达到85%,户均停电时间已降至3小时。电网结构已经趋于合理,单纯通过电网建设提升供电可靠性的边际效益越来越低了。”孟晓丽说。

如何切实应对这些挑战?数据中台、虚拟电厂等关键词成为专家学者和业界热议的思路。

电网逐步打破数据壁垒

天津大学电气自动化与信息工程学院院长王成山认为,未来配电网中各种间歇性、随机性、模糊性因素将大量出现,使得系统整体不确定性显著增加。

“唯一的解决办法就是提升配电网的灵活性。”王成山表示,提升灵活性涉及装备、调度和交易等层面,手段多样但协调难度大,需要新的技术加以解决。

大数据仍然是被赋予想象力的一个重要载体。国家电网有限公司设备管理部主管刘日亮透露,电网资源业务中台配电侧率先开展了试点,基于相关的电网资源模型构建了9个中心190个服务研发部署,并通过营、配、调、财模型的融合,支撑了配电“电网一张图”的跨业务贯通的应用。

“沃尔玛发现尿不湿和啤酒放在一起,销量大增。在配电网领域,(利用大数据)说不定就能发现我们过去不去思考、不认为具有关联的关系,甚至可以得出管理经验的结论。”刘日亮说。

配电网的一大特征就是设备多、类型复杂。王成山认为,虽然单个数据价值不大,但整体数据相结合具有极高的价值。“把配电大数据和能源大数据结合起来,从用户行为、运行模式、故障特性等角度分析决策,将来一定是电网公司为用户提供减能增效、定制化服务的重要支撑平台”。

大数据的力量,在杭州电网初见成效。2018年3月,国网杭州供电公司与杭州数据局、文旅局开展数据资源合作,首次引入外部数据开展融合分析,开发“低碳入住计划”。

国网杭州供电公司互联网办公室副主任孙智卿介绍,今年以来,电网共享数据帮助全市电费补贴等多项政策有效落实。在常态化的城市治理中,通过挖掘分析用电负荷曲线,1000多户独居老人得到实时安全服务和保障。

虚拟电厂迎来井喷期

在本次论坛上,“虚拟电厂”一词频频出现。

东南大学电力经济技术研究所所长高赐威解释,“虚拟”意味着它并非实体,而是分布式资源的聚合。和一般的电厂相比,它没有庞大的发电机组,而是由大量的、动态的微小单元组成。而被称之为“电厂”,意味着它要么具备发电能力,要么提供电力辅助服务,而虚拟电厂属于后者。

虚拟电厂是一种智能电网技术,它通过分布式电力管理系统将电网中分布式电源、可控负荷和储能装置聚合成一个虚拟的可控集合体,参与电网的运行和调度,成为解决可再生能源供电波动性问题的主要路径。

“这个词的提出已经有20年了。近期大家的关注也更多地放在政策补贴等层面,很少探讨界定标准。”中国电力科学研究院有限公司主任、IEC(国际电工委员会)虚拟电厂工作组召集人苏剑介绍,虚拟电厂的核心在于“聚合”和“调控”,这是它区别于其他概念的重要特征。通过综合利用“源网荷储”资源,提供低成本、高效率的电力市场辅助服务。

上海交通大学长聘教授艾芊说,“现在虚拟电厂可能已经迎来了井喷期,一个重要原因是目前很多技术难点被攻克了,物理、信息和数字化平台建设能力大大提升。”

对此,中国电力科学研究院电力自动化所研究室主任耿建表示,“从发电容量的角度,我们并不缺(电能)。我们真正缺的是调节能力。这与国家用电形势的发展,新能源占比提高,峰谷差越来越大有密切关系。”

2019年底,经国家能源局华北监管局批复,冀北虚拟电厂成为全国首个以市场化方式运营的示范工程。

“目前我们接入了11种资源种类,容量16万kw,包括蓄热蓄冷、分布式光伏、充电桩等,带有一定试验性质。”冀北电力交易中心相关负责人张浩介绍,今年9月,冀北电力交易中心向IEC正式提交虚拟电厂《用例》国际标准委员会流转稿,这也是冀北电力交易中心主导立项并提交CD稿的首个国际标准。

对于费用,张浩透露,虚拟电厂不会改变总体发电量和用电量,只是为电网提供优化时段的服务,因此将由电网把服务费直接支付给运营商,再由运营商支付给相关方。

“虚拟电厂也是一个生态系统,只有创造价值、实现共赢才能维持下去。目前很多省市都在建设虚拟电厂,但是它的效果究竟如何,有待现货市场建设的进一步成熟。从这个意义上讲,虚拟电厂并不是越大越好,而应该有一个市场的平衡点。”高赐威说。

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