虛擬電廠：電網供需調節新力量

■內蒙古電力（集團）有限公司 劉俊嶺 陳宇

近年來，內蒙古自治區經濟高質量發展，地區用電負荷快速增長，2023 年，內蒙古電力（集團）有限責任公司（以下簡稱“內蒙古電力”）供電區域最大供電負荷創歷史新高，達4031 萬千瓦，增幅超13.2%。同時，隨著新能源高比例接入，電力系統隨機性、間歇性、波動性特征不斷凸顯，若遇天氣變化，特別是小風陰天和大雪冰凍天氣，新能源出力不足，電網保供面臨挑戰。

2023 年入冬以來，受雨雪冰凍寒潮天氣影響，同時疊加風力小，新能源發電能力持續降低，內蒙古電力供電區域連續13 天出現不同程度電力缺口，最大缺口達869萬千瓦。在早晚高峰時段電源側電力保障供應難度加大情況下，內蒙古電力在2023年12月9日首次啟動虛擬電廠參與電網供需調節，全力做好負荷側迎峰度冬電力安全保供。迎峰度冬期間的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，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。

圍繞負荷需求增長探索供需匹配新途徑

虛擬電廠是一種基于能源互聯網技術的“看不見的電廠”。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，通過協調優化控制，既滿足自身用能需求，又參與電力系統運行、電力市場交易的智慧能源系統。

“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”。2023年12 月8 日10 時，在蒙西地區用電負荷早高峰來臨之前，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家虛擬運營商發出邀約。2023 年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戶小型鐵合金企業的用電負荷。

“按照應邀時間約定，13家應邀的虛擬電廠聚合資源用電功率陸續降低到位，通過采取調整冶煉爐擋位等方式降低負荷。”烏蘭察布市一家企業相關負責人介紹，通過參與需求響應，在一定的合理收益區間，企業可以獲得補償。截至目前，蒙西地區已接入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，為滿足最高供電負荷4000 萬千瓦的短時間、5%尖峰負荷需求，需要投資新建200 萬千瓦調峰發電廠，花費近百億元投資；但通過虛擬電廠可充分挖掘需求側調節潛力和源網荷協同互動能力，緩解尖峰時段電力供需緊張矛盾，且其建設、運營、激勵的資金規模僅為建設傳統電廠投資的10%—20%。

聚力提升保供能力全面推進虛擬電廠建設

2023 年10 月以來，按照內蒙古自治區關于開展虛擬電廠建設要求，內蒙古電力開展內研外調，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。在借鑒國家電網、南方電網先進經驗基礎的同時，身處“源、網、荷、儲”富集資源聚集地，內蒙古電力亦在思考如何充分利用重要區位優勢和資源稟賦等特點，以先行示范標準推進虛擬電廠建設，更好服務和融入高比例新能源接入的新型電力系統新發展格局。

內蒙古電力立足蒙西地區電網供電負荷現狀，突出區域特色，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《內蒙古電力（集團）有限責任公司虛擬電廠建設工作方案（試行）》，分階段、分節點明確虛擬電廠發展重點，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 年建設1 百個以上虛擬電廠運營商，涵蓋各類可聚合資源超1 千戶，形成100萬千瓦以上容量的虛擬電廠可調節資源。

此外，借鑒業內虛擬電廠運營商發展經驗，內蒙古電力充分挖掘摸排蒙西地區客戶側可柔性、可調節、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，按照分區分類原則梳理歸檔資源信息，建立了蒙西地區統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，組織技術研發人員開發虛擬電廠監測、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。

重點選取成熟點位構建虛擬電廠多場景應用格局

在積極培育蒙西地區虛擬電廠運營商的同時，內蒙古電力按照“重實效、做示范、出亮點”的虛擬電廠建設運營工作思路，組織研發力量，全力搭建1個虛擬電廠運營管理平臺，統籌虛擬電廠運營管理。結合地區實際，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為先行試點，著手迅速推動。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，打造具有蒙西地區特色的“1+6+N”虛擬電廠多場景應用格局。

隨著電力系統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，當接入規模達到一定程度后，電網負荷穩定運行面臨極大挑戰。這就需要以虛擬電廠為調節手段，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，在新能源大發時段，虛擬電廠可以有效調節用電負荷，幫助電網消納更多的新能源，推動清潔電力資源大范圍優化配置，助力綠色用能。

下一步，內蒙古電力依托區屬電網企業電力資源優勢，將踐行“雙碳”目標、構建新型電力系統、改革新能源發展建設方式、拓展新能源消納空間等相關部署，同助力自治區虛擬電廠建設聯系、貫穿起來，開創以電網企業為樞紐、源網荷儲協同、上下游產業和諧共生、開放合作、互利共贏的能源電力新業態。■