与大多运营中心类似,一个颇为显眼的控制大屏和几排交易员座椅,从外观上构成了山东烟台市数字化虚拟电厂的运营中心。运营中心位于东方电子集团有限公司(以下简称“东方电子”)产业园区内,酷暑的炎热挡不住各地前来参观考察的热情。
(文章来源微信公众号:中国能源观察作者:杨苗苗)
烟台市数字化虚拟电厂由东方电子承建并运营。2023年8月运营中心建设完成,同步完成虚拟电厂智慧管控平台开发部署和互联网上线。2023年11月,烟台市数字化虚拟电厂实现与国网烟台供电公司和国网山东省电力公司互联互通,正式投入运行。2024年2月6日,烟台市政府组织召开国内首个城市级数字化虚拟电厂发布会,引发行业广泛关注。
“东方电子通过这几年踏踏实实地努力,把几十个虚拟电厂项目做好、做实。2025年,136号文的东风,给我们带来了前所未有的关注度,全国各地考察团络绎不绝,或来学习经验,或来寻求合作。”东方电子综合能源业务部总经理董文杰介绍时,自豪感溢于言表。
每天常态化参与现货市场
“虚拟电厂是助力新型电力系统建设和国家‘双碳’战略实施最具市场化的重要路径。”东方电子集团董事长方正基认为,“东方电子无论是虚拟电厂建设运营方面还是核心技术掌握,均处于国内第一方阵。”
虚拟电厂火了离不开政策支持,方正基表示,尤其是今年陆续出台系列相关政策:2月9日,新能源全量入市的136号文发布,虚拟电厂可以作为新能源全量进入现货市场的抓手,将新能源场站聚合起来,共同参与、协同报价;3月25日,虚拟电厂专项政策357号文发布,明确提出虚拟电厂作为聚合侧的新兴主体,参与电力系统的优化和电力市场交易;4月28日,国家电网发布《国家电网有限公司关于支持和服务虚拟电厂建设发展的意见》,明确提出支持虚拟电厂常态化的运营建设。而山东支持政策出台较早,2024年4月18日,《山东电力市场规则(试行)》发布,明确了虚拟电厂的交易模式和计量结算方式,为虚拟电厂具体落地提供了指引。
2024年6月,山东电力现货市场转入正式运行,当时山东首批入市8家虚拟电厂,其中3家由东方电子承建。
对于电力市场来说,虚拟电厂定位跟售电公司较为相似。虚拟电厂建设要求运营商具有售电资质,聚合代理零售用户以及未直接参与市场交易的用户,通过现货交易或者其他交易方式共同参与电力市场。
烟台市数字化虚拟电厂建设,除运营中心外,还包括虚拟电厂智慧管控平台、可调负荷资源池,以及与电网和电力交易中心互联互通等。在可调负荷资源池建设方面,计划总规模50万千瓦,目前已经累计接入39万千瓦资源。“50万千瓦对应的是烟台市峰值负荷的5%,也就是可以将烟台市能源调节能力提升5%。”国网烟台供电公司营销部相关负责人表示。
目前,接入的可调资源包括烟台市360多家用户,资源类型包括光伏、储能、充电桩、中央空调、通信基站、海水淡化、电采暖等12种。
2023年11月,烟台市数字化虚拟电厂实现与电网互联互通,正式进入电力现货市场。董文杰认为,与电网打通才是真正投运,因为虚拟电厂是为电网调度服务的。
烟台市数字化虚拟电厂每天常态化参与山东电力现货市场运营。根据山东电力交易中心发布的月清结算结果,虚拟电厂3月收益8万元;随着可调资源的不断接入,6月收益达15万元。目前虚拟电厂正在申报第三批可调资源接入,接入完成后月收益预计接近20万元。
被问及这些收益与用户如何分配时,董文杰表示:“按照分成协议,其中大约6成分给用户,这部分收益直接从用户电费单中扣减。”
烟台市公交集团接入虚拟电厂后,一年收益近百万元。“试想一下,100万元得卖多少车票。”董文杰笑称。
烟台市公交集团负责人表示:“虚拟电厂给我们带来实在的收益,让我们成了关注焦点,很多其他地市的公交集团都来学习经验。”
那么,虚拟电厂参与电力现货市场情况具体如何?董文杰点开虚拟电厂智慧管控平台进行了展示。
智慧管控平台显示,在山东,虚拟电厂接入资源分为两个机组:1号机组是发电侧机组,主要为分布式光伏;2号机组是负荷侧机组,即用电设备,包括空调、工商业负荷、充电桩等,目前以2号机组参与现货市场的调节量市场为主。
针对1号机组参与较少的问题,董文杰解释,因为存量的分布式光伏仍选择固定上网,单价0.4元/千瓦时左右,如果参与虚拟电厂,就要被动接受电力现货市场价格,而现货市场价格较低,因此业主暂不愿参与。但是136号文规定,未来增量的新能源场站都要进入电力现货市场,那么未来虚拟电厂的接入资源空间会越来越大。“单个场站市场竞价能力不如虚拟电厂聚合起来的竞价能力强,这也是虚拟电厂的优势之一。”董文杰补充道。
目前,烟台市数字化虚拟电厂累计参与现货市场的调节电量为521万千瓦时,累计收益达113万元,平均调节价格0.2元/千瓦时。
最大工作量在于资源池建设
谈及东方电子建设虚拟电厂的经验和优势时,方正基坦言:“虚拟电厂绝不是单纯做个平台,尽管东方电子在平台建设上最具优势。我们的虚拟电厂智慧管控平台是拥有自主知识产权的核心产品,其他核心产品还包括硬件智能终端,但我们的能力远不止于此,从可调资源的摸排勘探、实施改造,到与电网的接入,再到后期的持续运维运营,考验的是全产业链的集成建设能力。”
这个过程要求对下懂能源,对上懂电网。
“对下懂能源”,是指深入理解各类可调控资源的运行特性和成本结构。虚拟电厂接入资源多样,每种资源的调控逻辑不同。董文杰说:“要知道可调资源在哪里,也要知道如何改造。基于综合能源管理项目的大量经验积累,我们对可接入资源有敏锐的感知。”
“对上懂电网”,是指熟悉电网调控运行方式,深刻理解电网实际需求,畅通与电网调度及交易中心的交互。“东方电子从电网调度系统起家,非常熟悉电网调控运行方式,拥有成熟的与电网打通的技术和经验。”董文杰表示。
实际上,虚拟电厂最大的工作量在于可调资源池的建设,这部分工作量和成本占整个建设的60%—70%,且是一个持续过程。因此,针对资源的提早布局十分重要。
自身拥有大量可接入资源的企业,建设虚拟电厂更是水到渠成。例如,某地方发电集团除自建光伏、储能外,其电力销售业务覆盖几百家企业,售电量达几十亿千瓦时,接入资源十分丰富。
城市级虚拟电厂在资源接入方面优势显著,因为政府会协助推介资源。烟台市数字化虚拟电厂建设过程中,烟台市委市政府、发展改革委、国资委、机关事务局、供电公司及各区市发改局、工信局等多次组织企业资源接入推进会,协同推进可调负荷资源改造接入。
“2023年之前,有证券机构问东方电子,既然做了那么多收益好的虚拟电厂项目,为什么不自己运营?”董文杰解释道,东方电子年产值虽超百亿,但核心业务是软硬件研制研发,“我们没有光伏、储能、充电桩这些资源,不可能从零开始投资。这些资源分布在企业,但如果销售员逐个敲门对接,成本会很高。恰逢2023年烟台市计划打造城市级虚拟电厂,契机来了,我们作为国有企业承建了这个项目。”
烟台所辖各县级市接入烟台市数字化虚拟电厂的工作仍在推进中。6月底,烟台龙口市发改局组织79家企业召开资源接入推进会,加速龙口市资源接入进程。
资源落实改造以及后期运营均十分重要
资源推介是第一步,紧接着是资源落实。一些企业认为自身不具备可调能力,经分析后却发现并非如此。例如某化工企业,尽管生产线不可调,但污水处理环节耗电量大,且并非24小时满负荷运转,因此存在可调空间。“只要不是满负荷24小时运转,就有可调潜力。”董文杰解释说。
同时,东方电子运营人员用一页“明白纸”打消用户顾虑:一是资源接入改造无需用户投资;二是参与电力市场后,大部分收益分给用户,经济效益显著;三是改造不影响用户安全生产和正常作业。
之后便是接入改造:在用户端安装智能控制终端,与虚拟电厂智慧管控平台实现联通。“改造过程中,我们摸爬滚打、爬坡过坎,踩过坑、避过雷,积累了丰富的实践经验。”董文杰总结道。
此外,虚拟电厂需要重运营。
虚拟电厂参与电力市场,须具备多资源类型、多时间尺度、多服务品类的多市场联合优化调度算法,以及多种模式支撑、灵活便捷的响应指令分解与执行功能,以保障聚合体响应效果。
“针对需求响应、现货市场、辅助服务等不同市场类型,需进行差异化优化调度;针对市场响应指令,要明确下发到哪些用户、哪些资源,以保证整体响应效果。”董文杰解释说。
每一项关键技术都会影响实际收益。东方电子在虚拟电厂项目的持续建设中,不断验证和迭代关键技术与核心算法,使其更实用、更可靠。
用市场化方式解决诸多问题
虚拟电厂能用市场化方式解决诸多问题。
国家能源局2025年1月17日发布的《分布式光伏发电开发建设管理办法》明确,分布式光伏项目要实现“可观、可测、可调、可控”。目前,各省网公司纷纷斥资建设分布式光伏“四可”体系。
事实上,烟台市数字化虚拟电厂1号机组已接入原先电网无法控制的光伏,通过虚拟电厂即可实现对分布式光伏的调控。董文杰建议,随着分布式光伏接入规模化,可依托虚拟电厂实现“四可”,无需电网额外投资,这一作用应得到进一步重视。
虚拟电厂还能解决电网局部过载问题——这是眼下大力发展新能源汽车面临的紧迫挑战。
现在许多小区不允许建设电动汽车充电桩,理由是变压器容量不足。董文杰说:“车主若都在电价便宜时集中充电,小区变压器可能跳闸。虚拟电厂能解决集中充电问题,只需错开1—2小时充电,保证第二天正常用车即可。”
“解决电网局部过载的价值,远不止几毛钱。”董文杰认为,虚拟电厂的市场机制本质上是利益再分配,而利益再分配正是改革的难点,也是市场机制的核心挑战。
方正基在谈到虚拟电厂发展现状时表示,虚拟电厂最艰难的时期已经过去,现在已能实实在在盈利。2023年以前,因缺乏市场化交易机制,发展受限;2024年后,随着多项支持政策出台,虚拟电厂发展前景愈发广阔。