夏日炎炎,深圳宝安区新桥街道横岗下工业园区的屋顶上,连片的光伏板在太阳底下熠熠生辉,它们正聚光成电,为园区及周边社区的用电需求提供绿色电能。这就是深圳探索建立的全国首个“虚拟电厂小镇”的一隅光景。

30公里外,坐落在深圳福田区的南方电网深圳供电局调度大厅,深圳虚拟电厂管理中心的调控管理云平台大屏上,该光伏场站的数据及状态清晰可见。工作人员轻点鼠标,就能精确设置出力目标和运行状态——这在过去几乎不可想象。

9月3日,宝安区“虚拟电厂小镇”二期光伏发电项目顺利完成“可观、可测、可调、可控”的“四可”全功能联调验收,正式并网,成为深圳市首个通过虚拟电厂聚合实现光伏“四可”能力的示范项目,意味着深圳电网对分布式资源的调控能力迈入新阶段。

分布式光伏高速增长,“四可”短板亟待补齐

为什么实现“四可”这么重要?这要从光伏和电网的特性说起。

近年来,深圳分布式光伏呈现爆发式增长,装机容量已达147万千瓦。但光伏发电需要“靠天吃饭”,中午出力大、晚上就没了,碰上节假日工厂停工、用电负荷大幅减少而阳光格外灿烂的时候,电网调峰压力骤增,电网不稳定风险随之而来。

“以前最大的问题是‘看不见、调不动’。”业内人士坦言,大量分布式光伏装了,但对于实际发电量如何、怎样实现发电效益最大化,电网侧难以精准掌握、有效调控。这种“盲调”局面,既给电网安全稳定运行带来压力,也制约着新能源消纳能力进一步提升。

而要改变这一点,就要让光伏场站具备“四可”能力——可观、可测、可调、可控。简单说,就是不仅要知道它发了多少电,还要它和电网互动能力加强,有时需要“收一收劲儿”甚至暂时“缓一缓”,让电网始终处于动态安全平衡的状态。

创新虚拟电厂聚合模式,探索“四可”实现新路径

给光伏做“四可”改造,过去只有一条路:加装自动化终端等专用硬件设备,一家一家上门施工、一台一台联调联试。成本高、周期长,企业不愿投、业主嫌麻烦,想规模化推广困难重重。

“本次并网的光伏电站共覆盖10栋厂房及宿舍,装机容量为1.7兆瓦。前期我们研发团队直接对接设备厂家,设备出厂前已完成数字化技术通路的调试,光伏设备即插即用,仅需接入‘虚拟电厂小镇’平台即可同步接入南方电网调度管理。”宝安区“虚拟电厂小镇”投资方,深圳市和光智慧能源科技有限公司董事长黄子奇打了个比方,“就好比网约车平台,只要打通技术接口,所有车辆可实时响应,统一接受调配。”

这一模式的背后,是一套全新的技术升级路线—南方总调提出“调度主站控制系统—第三方聚合平台—光伏终端”路线,这与深圳现有的虚拟电厂聚合模式高度契合,深圳随之启动南方电网首次由虚拟电厂聚合模式,实现分布式光伏“四可”的试点探索。

在该模式下,依托深圳虚拟电厂调控管理云平台作为“调控大脑”,属地区供电局协同配合,由虚拟电厂运营商负责资源聚合、统一接入,复用光伏设备厂家已有的监控设备,厂站侧无需再大规模新增硬件投入,就能实现“四可”功能。当电网需要调峰时,虚拟电厂运营商接收云平台调节需求并快速响应,实现每一个接入的光伏场站的精准调控。 

南方电网深圳供电局宝安沙井供电分局副经理田启东表示:“该项目接入电网的联调顺利完成,验证了虚拟电厂聚合模式这条路完全走得通——客户不用大幅增加设备联调预算就能低成本并网。”

“用户侧数字化改造后,相当于可与电网之间‘视频通话’,简捷、快速地沟通到位。”深圳虚拟电厂管理中心总经理程韧俐表示。该项目投运后,还能通过平台参与现货交易、无功调配等场景,盘活光伏项目绿色低碳的资产属性,进一步提升项目综合收益,切实为用户创造价值。

多方共赢成效初显,为推广探明路径

分布式光伏实现“四可”并网,带来的是多方共赢。

对电网公司而言,依托虚拟电厂运营商实现对海量分布式光伏的实时调控,不用再一家一家去对接、协调、测试,人力成本和业务流程复杂度大幅降低,有效降低新能源出力波动带来的电力安全风险。

对光伏业主来说,用低成本完成了合规并网,还“团购”拿到了参与电力市场交易的“入场券”——有专业人士代理富余电力通过虚拟电厂平台参与现货交易、需求响应,把“阳光”真正变成可量化的收益。

对虚拟电厂运营商而言,随着接入资源的增长,规模效应将持续释放,边际成本逐步降低,盈利能力得到进一步强化。更重要的是,平台可对接入的光储充资源数据、工商业用户侧负荷开展智能化分析,为后续调控策略迭代优化提供数据支撑,促进光储充资源的优化调配,从而实现用户能效利用最大化。

据悉,截至今年7月底,全国光伏发电装机容量达到12.86亿千瓦,历史性超过煤电,成为装机规模最大的电源品类。然而,新能源发电的间歇性、随机性和波动性,给新型电力系统的稳定性带来巨大挑战,对系统的灵活调节能力提出了更高要求。虚拟电厂技术的持续发展和创新,正是提升电力保供能力、促进新能源就地消纳的关键一招,为新型电力系统的高质量发展提供了有力支撑。

此次项目通过虚拟电厂实现分布式光伏“四可”联调,为海量分布式光伏高效、经济、安全并网探索出了一个可复制、可推广的“深圳方案”,也为新型电力系统建设提供了有益借鉴。

文、图 | 蒋佳元 陈行 周宁 田鹏程 陈祥

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