早在1997年，就有經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出虛擬電廠的相關(guān)概念。顧名思義，虛擬電廠并非真實(shí)的電廠，既沒有廠房也沒有機(jī)組，但能夠?qū)⒎稚⒌姆植际诫娫?、?chǔ)能、電動(dòng)汽車、城市樓宇等多種可調(diào)節(jié)資源有機(jī)結(jié)合，減少高峰期用電和增加電力彈性，像常規(guī)電廠一樣參與電網(wǎng)運(yùn)行。

今年夏季，受異常高溫等因素影響，我國多地出現(xiàn)了缺電限電情況，虛擬電廠作為解決電力供需平衡很經(jīng)濟(jì)、很環(huán)保的手段，迅速“出圈"。根據(jù)測(cè)算，若通過建設(shè)煤電機(jī)組滿足國家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)5%的峰值負(fù)荷需求，需要電廠及配套電網(wǎng)投資約4000億元；而建設(shè)虛擬電廠，建設(shè)、運(yùn)維和激勵(lì)的資金規(guī)模僅為400—570 億元。

今年以來，虛擬電廠頻頻獲得政策支持。國家發(fā)改委、國家能源局3月發(fā)布的《“十四五"現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出，要大力提升電力負(fù)荷彈性，開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能、新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）能量互動(dòng)等各類資源聚合的虛擬電廠示范。隨后，北京、上海、山東等地密集發(fā)布虛擬電廠和需求響應(yīng)實(shí)施細(xì)則，山西省更是印發(fā)了首份省級(jí)《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》，規(guī)范了虛擬電廠類型、技術(shù)要求、建設(shè)與入市流程。

今年8月26日，我國第1家虛擬電廠管理中心在深圳成立。9月22日，中石油、中石化、上汽集團(tuán)、寧德時(shí)代等多家公司共同投資了一家名為捷能智電的公司，不僅入局換電，而且要構(gòu)建虛擬電廠。

虛擬電廠對(duì)提升新能源消納及電力保供能力、推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要意義，已然成為投資新高地。在日前召開的首屆中國新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)暨首屆全國虛擬電廠及需求側(cè)響應(yīng)高層研討會(huì)上，杭州數(shù)元電力董事長(zhǎng)俞慶指出，隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，光靠電網(wǎng)自身和電源的調(diào)節(jié)能力，已經(jīng)很難保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要包括虛擬電廠在內(nèi)的負(fù)荷側(cè)服務(wù)與源網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)互動(dòng)。

裝母線保護(hù)有什么原則

發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組沒故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。一般說來，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線分段單母線時(shí)，供電元件的保護(hù)裝置則不能保證有選擇性地切除故障母線，因此應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù),具體情況如下：
      1、110KV及以上的單母線，固線器，重要發(fā)電廠的35KV母線或高壓側(cè)為110KV及以上的重要降壓變電所的35KV母線，按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。所以不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則仍是適用的，即：
     （1）當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與電源連接元件都向故障點(diǎn)供給短路電流，而在供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，因此，I總=Id。
     （2）在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為I總=0。
     （3）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體地說，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件中的電流則是同相位的。
      2、在110KV及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）沒故障的母線槽仍能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)。

虛擬電廠主要通過參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)，提供需求側(cè)響應(yīng)或容量服務(wù)賺取削峰填谷收入，或通過優(yōu)化管轄區(qū)內(nèi)用戶用電計(jì)劃，獲取溢價(jià)分成。目前，歐洲和美國電力現(xiàn)貨市場(chǎng)或輔助服務(wù)市場(chǎng)相對(duì)成熟，虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。我國虛擬電廠起步稍晚，但在政策帶動(dòng)下，江蘇、浙江、上海等地均有虛擬電廠示范項(xiàng)目，主要響應(yīng)資源包括儲(chǔ)能設(shè)施、充電樁、樓宇等，整體規(guī)模較小，主要通過政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號(hào)來參與市場(chǎng)。

只有建立了可行的商業(yè)模式，虛擬電廠才能規(guī)模化推廣。在南瑞研究院綜合能源研發(fā)部經(jīng)理鄭濤看來，虛擬電廠有三大特征：有組織能力，聚沙成塔，將各種資源組織起來；組織起來后參與需求響應(yīng)，參與調(diào)頻及功率調(diào)節(jié)等服務(wù)；企業(yè)追求收益，沒有收益的虛擬電廠不可能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

值得一提的是，今年5月，國家電投深圳能源的虛擬電廠平臺(tái)成功完成參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的功能試驗(yàn)。此次試驗(yàn)平均度電收益為0.274元，成為國內(nèi)第1個(gè)虛擬電廠參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)盈利的案例。

“華潤(rùn)電力海豐電廠一期安裝2 臺(tái)100萬千瓦燃煤機(jī)組，電網(wǎng) AGC 調(diào)頻運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，兩臺(tái)機(jī)組的調(diào)節(jié)速率相對(duì)全省的平均標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率（包含水電機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組）較低，調(diào)節(jié)精度較差，導(dǎo)致綜合調(diào)頻性能指標(biāo)（Ki值）的計(jì)算結(jié)果僅為0.5—0.7。增加儲(chǔ)能輔助調(diào)頻系統(tǒng)后，預(yù)計(jì)可將Ki值提升至2.1以上，平均度電收益0.274元。"科陸電子總工程師劉佳璐算了一筆賬，根據(jù)2021年實(shí)際運(yùn)行情況，預(yù)計(jì)前五年按照85%分成比例，該電廠收益為2546萬元，后五年按照60%分成比例收益1797萬元。

中電聯(lián)預(yù)計(jì)，2025年全社會(huì)用電量達(dá)9.5萬億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷將達(dá)到1.63億千瓦，假設(shè)可調(diào)節(jié)能力為5%，投資成本為1000元/千瓦。預(yù)計(jì)到2025年，虛擬電廠投資規(guī)模有望達(dá)815億元。

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