核心提示 調(diào)度是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國(guó)家電網(wǎng)公司一直創(chuàng)新探索，不斷優(yōu)化調(diào)度手段和模式。由國(guó)網(wǎng)華北分部探索構(gòu)建的源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)率先將電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等資源納入電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度和實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，并作為獨(dú)立主體參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度模式向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)”轉(zhuǎn)型，推動(dòng)電網(wǎng)資源高效優(yōu)化配置，促進(jìn)新能源消納，助力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。
3月18日后半夜，華北電網(wǎng)風(fēng)電出力高達(dá)4013萬千瓦，創(chuàng)歷史新高，而當(dāng)時(shí)全網(wǎng)負(fù)荷仍處于低位運(yùn)行，僅為1.51億千瓦，電網(wǎng)消納新能源壓力巨大。此時(shí)，華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)實(shí)時(shí)發(fā)布市場(chǎng)出清結(jié)果。
在華北電力調(diào)控分中心調(diào)度大廳內(nèi)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)優(yōu)化分布式儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、電采暖等負(fù)荷側(cè)資源充用電功率與時(shí)間，自動(dòng)將升高充用電功率的指令通過自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)(AGC)發(fā)至國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司、國(guó)網(wǎng)冀北綜合能源服務(wù)有限公司、特來電新能源有限公司各自云平臺(tái)，執(zhí)行市場(chǎng)出清結(jié)果。平臺(tái)自動(dòng)接收并將分解后的指令發(fā)給聚合代理的各個(gè)市場(chǎng)主體。有序充電樁、電池?fù)Q電站、公交場(chǎng)站待充電的公交車、分布式儲(chǔ)能和電采暖設(shè)備等均增加充用電功率或?qū)⒐β收{(diào)至最大，助力削峰填谷，有效促進(jìn)新能源消納。
電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)資源參與調(diào)峰潛力巨大
近年來，我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命不斷深入推進(jìn)，大量可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)。國(guó)家電網(wǎng)公司一直多措并舉，推進(jìn)清潔能源大范圍優(yōu)化配置，助力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。在公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)，華北電網(wǎng)屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、用電需求大的“三華”地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展韌性強(qiáng)，用電需求增速快，同時(shí)又屬于新能源高占比的“三北”地區(qū)，風(fēng)光資源聚集，風(fēng)電、光伏發(fā)電保持高速增長(zhǎng)。
“當(dāng)前華北電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機(jī)1.07億千瓦，占總裝機(jī)比例達(dá)到30%，‘十三五’期間年均增長(zhǎng)率達(dá)到20.69%。風(fēng)電最大出力4013萬千瓦、光伏(含分布式光伏)最大出力2866萬千瓦，新能源裝機(jī)和出力雙增長(zhǎng)大大增加了電網(wǎng)消納壓力。為了實(shí)現(xiàn)非化石能源占比超過50%的目標(biāo)，新能源裝機(jī)仍將持續(xù)快速發(fā)展，華北電網(wǎng)未來迎峰度冬期間電網(wǎng)調(diào)峰和新能源消納形勢(shì)將更加嚴(yán)峻。”華北電力調(diào)控分中心主任江長(zhǎng)明介紹說。
面對(duì)新能源消納壓力，華北電力調(diào)控分中心開展理念、管理、科技創(chuàng)新，在華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)成功運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，引入電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等資源參與調(diào)峰市場(chǎng)，激發(fā)負(fù)荷側(cè)市場(chǎng)主體的活力，提升電網(wǎng)資源配置效率，實(shí)現(xiàn)清潔能源大范圍優(yōu)化配置。
華北電力調(diào)控分中心研究總結(jié)出包括電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等在內(nèi)的負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)資源具備的四大明顯特性——用電時(shí)間有彈性、用電行為可引導(dǎo)、用電規(guī)律可預(yù)測(cè)、用電方式智能化，認(rèn)為負(fù)荷側(cè)資源參與電網(wǎng)優(yōu)化控制的空間非常大。京津唐電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)資源非常豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前北京、天津、冀北地區(qū)電動(dòng)汽車約40萬輛，儲(chǔ)能資源超過20萬千瓦;空調(diào)保有量約8000萬臺(tái)，電采暖用戶達(dá)163萬戶。如果能夠發(fā)揮這些負(fù)荷側(cè)資源的彈性用電性能，京津唐電網(wǎng)預(yù)計(jì)可增加調(diào)峰電力最大約400萬千瓦。
但就個(gè)體可控、可調(diào)節(jié)負(fù)荷側(cè)資源而言，其容量大多為幾百到幾萬千瓦，且點(diǎn)多面廣、運(yùn)營(yíng)主體復(fù)雜。如何感知、聚集、引導(dǎo)并精確調(diào)度這些負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)資源，是需要通過技術(shù)路徑與商業(yè)模式創(chuàng)新來破解的一大難題。
從“源隨荷動(dòng)”到“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)”
電網(wǎng)傳統(tǒng)的調(diào)度端與負(fù)荷端之間要建立聯(lián)系，面臨著網(wǎng)絡(luò)鏈條長(zhǎng)、跨越平臺(tái)數(shù)量多、信息交互壁壘大、互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)大等諸多問題。要解決調(diào)度對(duì)負(fù)荷集群的連續(xù)控制這個(gè)國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際難題，需要發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)思維、應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷推動(dòng)電網(wǎng)朝數(shù)字化、智慧化方向發(fā)展。
在破解這一難題時(shí)，負(fù)荷資源聚合商可以發(fā)揮積極作用。國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司、冀北綜合能源服務(wù)公司、特來電公司等資源聚合商擁有電動(dòng)汽車充電樁、分布式儲(chǔ)能、可控負(fù)荷等大量負(fù)荷側(cè)資源，且建有自己的聚合商平臺(tái)，能將分散的可控負(fù)荷聚合形成規(guī)模相對(duì)較大的“聚合體”。
經(jīng)過半年多的探索和實(shí)踐，國(guó)網(wǎng)華北分部在國(guó)內(nèi)率先建成源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制平臺(tái)，制定負(fù)荷側(cè)資源接入、信息上傳等規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)側(cè)與“聚合體”之間的安全高效互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)資源的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、分析及展示。聚合商平臺(tái)接收調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出的控制指令，并分解到所聚合的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源終端，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
“負(fù)荷資源聚合商能引導(dǎo)公交公司、儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)商、換電站、電蓄熱負(fù)荷用戶，利用充電立減、服務(wù)費(fèi)打折等營(yíng)銷手段引導(dǎo)其聚合的部分資源，根據(jù)電網(wǎng)需求逐步改變用戶原有充用電時(shí)間和習(xí)慣，在電網(wǎng)調(diào)峰困難時(shí)增加充用電功率，擴(kuò)展新能源消納空間。”華北電力調(diào)控分中心黨總支部書記張哲說。
經(jīng)過周密的設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試和聯(lián)調(diào)部署，國(guó)網(wǎng)華北分部實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)D5000與國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司智慧能源平臺(tái)、特來電平臺(tái)、冀北虛擬電廠(VPP)管控平臺(tái)的互聯(lián)感知和控制，并通過AGC指令連續(xù)調(diào)節(jié)用戶負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)調(diào)互動(dòng)。
對(duì)于資源聚合商來說，與電網(wǎng)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)的是雙贏效果。“電動(dòng)汽車可控充電負(fù)荷參與華北調(diào)峰市場(chǎng)，吸引市場(chǎng)主體積極主動(dòng)響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰需求，拓展了充電業(yè)務(wù)發(fā)展的新模式。”國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司副總經(jīng)理王文說，“要接收并執(zhí)行調(diào)度機(jī)構(gòu)下發(fā)的控制指令，電動(dòng)汽車充電樁就要實(shí)現(xiàn)可控充電、有序充電，具備雙向信息交互功能。這也推動(dòng)我們加快充電樁技術(shù)創(chuàng)新和可控充電設(shè)施建設(shè)。”
據(jù)統(tǒng)計(jì)，華北電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制平臺(tái)目前已接入京津唐電網(wǎng)范圍內(nèi)2430座充/換電站共計(jì)23954臺(tái)充電樁、4座分布式儲(chǔ)能電站，還有大工業(yè)負(fù)荷、蓄熱式電采暖等11類負(fù)荷共計(jì)17個(gè)負(fù)荷終端，為京津唐電網(wǎng)提供負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)資源總量26萬千瓦、最大調(diào)峰電力約4萬千瓦。
合理商業(yè)模式激發(fā)負(fù)荷側(cè)資源參與電網(wǎng)調(diào)峰積極性
成功將電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等資源納入電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度之后，如何構(gòu)建負(fù)荷側(cè)資源商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，保持負(fù)荷側(cè)資源參與電網(wǎng)調(diào)峰的積極性，是激發(fā)負(fù)荷側(cè)資源活力、提高電力資源配置效率的關(guān)鍵因素。
國(guó)網(wǎng)華北分部在國(guó)內(nèi)率先將負(fù)荷側(cè)資源作為第三方獨(dú)立主體納入華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)。按照中發(fā)9號(hào)文及其配套文件精神，國(guó)網(wǎng)華北分部編制了市場(chǎng)方案及規(guī)則、并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議和交易結(jié)算合同，報(bào)送華北能源監(jiān)管局完成意見征求，并組織業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者及多家發(fā)電企業(yè)代表召開專家論證會(huì)和座談會(huì)，最終獲得國(guó)家能源局、華北能源監(jiān)管局批復(fù)并開展市場(chǎng)正式結(jié)算。
自2019年12月12日正式結(jié)算以來，各類負(fù)荷側(cè)資源通過積極參與調(diào)峰市場(chǎng)，促進(jìn)新能源消納1512萬千瓦時(shí)，相關(guān)市場(chǎng)主體獲得收益266萬元。尤其是今年春節(jié)假期及抗擊新冠肺炎疫情以來，電網(wǎng)負(fù)荷水平持續(xù)較低，新能源消納壓力巨大。通過市場(chǎng)的進(jìn)一步引導(dǎo)，電采暖、儲(chǔ)能等資源調(diào)整充用電時(shí)間，在電網(wǎng)調(diào)峰最困難時(shí)段充用電更加集中，既有效促進(jìn)了新能源消納，又提升了獨(dú)立主體收益水平。
“以我們代理的張家口東源熱力公司為例，在參與華北調(diào)峰市場(chǎng)以前，該公司用能管理相對(duì)粗放，主要是利用晚8點(diǎn)到早8點(diǎn)的低谷電價(jià)時(shí)段生產(chǎn)。4個(gè)可控電鍋爐總功率6萬千瓦，其中3萬千瓦用于直接供熱，3萬千瓦用于儲(chǔ)蓄熱能，以滿足白天供熱需要。”冀北綜合能源服務(wù)公司總經(jīng)理張東暉說，“參加華北調(diào)峰市場(chǎng)后，東源熱力優(yōu)化了蓄熱功率和時(shí)間，在不影響供熱質(zhì)量和用戶感受的基礎(chǔ)上，在電網(wǎng)調(diào)峰困難時(shí)段最大限度提高蓄熱功率參與調(diào)峰，獲得市場(chǎng)收益。”
“參與華北調(diào)峰市場(chǎng)后，原本晚高峰要充的電挪到了后半夜。這段時(shí)間不發(fā)車，不會(huì)影響公交系統(tǒng)運(yùn)行。作為用電大戶，我們這樣不僅能幫助減輕電網(wǎng)調(diào)峰壓力，同時(shí)還能獲得市場(chǎng)收益。而且整個(gè)過程都是自動(dòng)控制系統(tǒng)完成，沒有額外人工成本，真是一件好事。”北京恒基客運(yùn)張村公交充電站工程師祖林林說，“希望這樣的好事還能更多一些，我們肯定會(huì)積極參與。”
據(jù)統(tǒng)計(jì)，參與華北調(diào)峰市場(chǎng)的電動(dòng)汽車充換電站、公交充電站等負(fù)荷側(cè)資源迄今已累計(jì)提供調(diào)峰電量587萬千瓦時(shí)，相關(guān)市場(chǎng)主體獲得收益79萬元。
國(guó)網(wǎng)華北分部將按照公司統(tǒng)一部署，繼續(xù)擴(kuò)大負(fù)荷側(cè)資源參與市場(chǎng)的規(guī)模，豐富市場(chǎng)種類，完善市場(chǎng)機(jī)制，加快充電設(shè)施建設(shè)，持續(xù)推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)，創(chuàng)新探索電網(wǎng)新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)，助力公司建設(shè)具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。
評(píng)論