近年來，隨著自治區(qū)經濟社會高質量發(fā)展，地區(qū)用電負荷快速增長。2023年，集團公司供電區(qū)域最大供電負荷創(chuàng)歷史新高，達4031萬千瓦，增幅超13.2%。同時，新能源高比例接入，電力系統(tǒng)隨機性、間歇性、波動性特征不斷凸顯，極端天氣下，新能源出力不足，電網保供面臨挑戰(zhàn)。
2023年入冬以來，受雨雪冰凍寒潮天氣影響，新能源發(fā)電能力持續(xù)降低，連續(xù)13天出現不同電力缺口，最大缺口達869萬千瓦。在早晚用電高峰時段，電源側電力保供難度加大，集團公司于12月9日首次啟動“虛擬電廠”參與電網供需調節(jié)，全力做好負荷側迎峰度冬電力安全保供。期間，集團公司共計組織13次需求響應，虛擬電廠11次全程實質化參與供需平衡調節(jié)，累計轉移高峰時段尖峰負荷186.41萬千瓦，有效增強了電網的供應能力。
探索供需匹配新途徑
作為一座“看不見的電廠”，虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網技術。它既可作為“正電廠”向電網供電，又可作為“負電廠”通過增減用電負荷配合電網削峰填谷。
華北電力大學研究學者介紹，虛擬電廠是將不同空間的負荷、儲能、微電網、電動汽車分布式電源等資源聚合起來，通過協(xié)調優(yōu)化控制，既滿足自身用能需求，又參與電力系統(tǒng)運行、電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)。
“尊敬的電力客戶您好，為緩解電網供電壓力，誠邀您參與明日的需求響應申報”。12月8日上午10點，負荷管理服務工作人員通過負荷指令平臺向虛擬電廠資源庫內13家虛擬運營商發(fā)出邀約。12月9日早高峰時段，虛擬電廠整體降低負荷19.03萬千瓦，相當于10戶小型鐵合金企業(yè)的用電負荷。
“按照約定，13家應邀虛擬電廠聚合資源用電功率陸續(xù)降低到位，通過采取調整冶煉爐檔位等方式降低負荷”。據烏蘭察布市一家企業(yè)相關負責人介紹，通過參與需求響應，在一定的合理收益區(qū)間，企業(yè)可以獲得補償。截至2024年1月，蒙西地區(qū)已接入13家虛擬電廠運營商，涵蓋鐵合金、水泥、鋅冶煉、化工等多種類型負荷資源，接入總容量超434萬千瓦，可調負荷66萬千瓦。
據測算，滿足最高短時尖峰負荷需求，需要投資近百億元新建200萬千瓦調峰發(fā)電廠。但通過虛擬電廠充分挖掘需求側調節(jié)潛力和源網荷協(xié)同互動能力，緩解尖峰時段電力供需緊張矛盾，虛擬電廠建設、運營、激勵的資金僅需建設傳統(tǒng)電廠投資的10%-20%。
聚力提升保供能力
        2023年10月以來，按照自治區(qū)關于開展虛擬電廠建設的相關工作要求，集團公司開展內研外調，將“學習借鑒、方案制定、制度建設、技術研究、資源整合、模擬運行”一體化推進。身處“源、網、荷、儲”富集資源聚集地，借鑒國網、南網先進經驗基礎的同時，集團公司亦在思考如何充分發(fā)揮重要區(qū)位優(yōu)勢和資源稟賦等特點，以先行示范標準推進虛擬電廠建設，更好融入并服務新型電力系統(tǒng)建設。
集團公司立足蒙西地區(qū)電網供電負荷特征，突出區(qū)域特色，結合新能源資源富集實際，以“提升電網對高比例新能源的適應性”和“助力電力保供”為主線，扎實有效開展虛擬電廠建設工作，制定并印發(fā)工作方案，分階段、分節(jié)點明確虛擬電廠發(fā)展重點。確立“一年建基礎、兩年抓提升、三年見成效”的“三年三步走”階段性目標、打造“百千萬”虛擬電廠示范項目行動目標。到2025年，集團公司將建設100個以上虛擬電廠運營商，涵蓋各類可聚合資源超千戶，形成100萬千瓦以上容量的虛擬電廠可調節(jié)資源。
集團公司充分借鑒業(yè)內虛擬電廠運營商發(fā)展歷程，充分挖掘摸排蒙西地區(qū)客戶側可柔性、可調節(jié)、可中斷負荷資源，收集可聚合容量、響應方式、響應時長等關鍵信息，按照分區(qū)分類原則梳理歸檔資源信息，建立了蒙西地區(qū)統(tǒng)一的虛擬電廠資源庫。同時，依托現有需求響應平臺，拓展虛擬電廠管理模塊，組織技術研發(fā)人員，開發(fā)虛擬電廠監(jiān)測、實時數據補招、虛擬電廠檔案管理等功能。目前，虛擬電廠運營管理平臺1.0已上線運行，初步實現資源庫內虛擬電廠全部接入。
構建虛擬多場景應用格局
        在積極培育蒙西地區(qū)虛擬電廠運營商的同時，集團公司按照“重實效、做示范、出亮點”的虛擬電廠建設運營工作思路，組織研發(fā)力量，全力搭建1個虛擬電廠運營管理平臺，統(tǒng)籌虛擬電廠運營管理。結合地區(qū)實際，按照負荷特性分類，深挖靈活性負荷資源，選擇高載能支撐經濟用電、“源網荷儲”一體化項目、智慧樓宇與電采暖、通信基站與數據中心、風光制氫一體化項目及電動汽車充電站六個成熟點位做先行試點，迅速推動。在6個虛擬電廠應用場景基礎上，再構建“N”個代表性虛擬電廠適用場景，打造具有蒙西地區(qū)特色的“1+6+N”虛擬電廠多場景應用格局。
        隨著電力系統(tǒng)新能源占比逐漸提高，以及分布式電源、電動汽車等多元化負荷不斷增加，當接入規(guī)模達到一定程度后，給電網穩(wěn)定運行帶來更大挑戰(zhàn)。需要以虛擬電廠為調節(jié)手段，把類似空調、電采暖、電動汽車等具有柔性的、可控的、分散的電力負荷資源聚沙成塔，形成一個大的可控的調節(jié)資源，與電網進行靈活、精準、智能化互動響應；也需要聚合一些大的工業(yè)負荷，在電網用電高峰時段，轉移自身不重要的負荷到其他時段，從而減輕電網運行壓力。同時，在新能源“大發(fā)”時段，虛擬電廠可以有效調節(jié)用電負荷，幫助電網消納更多的新能源，推動清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置，助力綠色發(fā)展。
依托區(qū)屬電網企業(yè)電力資源優(yōu)勢，集團公司將拓展新能源消納空間同助力自治區(qū)虛擬電廠建設聯系起來、貫穿起來、推動起來。開創(chuàng)以電網企業(yè)為樞紐、源網荷儲協(xié)同、上下游產業(yè)和諧共生、開放合作、互利共贏的能源電力新業(yè)態(tài)。