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上海首次使用虚拟电厂实现“智慧减碳”

东方网发布时间:2021-05-10 10:37:24  作者:汪伟秋、顾炜程

  “五一”长假后第一个工作日,下午2点,在位于闵行的AFC大虹桥国际商务楼里,几台空调主机和水泵临时关闭,部分电梯运力暂停,同时地下车库的照明也部分熄灭。这并非停电,而是上海首次“双碳”主题的虚拟电厂需求响应行动中的场景。

  所谓虚拟电厂,就是运用能源互联网技术,把电网中许多散落的电力负荷整合起来、聚沙成塔,变成具有一定规模的、可控制的负荷资源,就好比“看不见的电厂”,可以参与电力平衡,提升电力资源利用效率,达到节能减碳的效果。

  “比如商务楼里的空调、动力、照明设备和我们的系统相连接,在需要时可以通过控制设备功率和起停状态,来调节整栋楼的用电负荷”,上海市电力需求响应中心主任郑庆荣介绍说,如果一栋楼一次性降低负荷500千瓦,可以视其为一台500千瓦发电能力的机组。

  “这次需求响应我们集合了许多这样的‘机组’,在用电高峰时段最大降低了电网负荷15万千瓦,相当于为城市建了一座15万千瓦的‘电厂’”,郑庆荣说:“这样的‘电厂’既不占用土地也不烧煤,在一小时的响应时间里代替真实电厂发电15万度,提高了资源综合利用率。”

  除了在高峰时段“削平”电网负荷之外,虚拟电厂还可以用来帮助电网提升低谷负荷。5月5日凌晨1点,位于浦东成山路的公交充电站内150台智能充电桩同时开启充电模式,临港的多家大型制造业企业的生产线不约而同开足了运行马力,遍布全市的近万个5G通信基站内蓄电池机组启动储能……3小时后,上海市电力需求响应中心的数据显示,整个电网的用电负荷上升了41.2万千瓦,约占夜间电网低谷负荷总量的3.3%。

  “电力负荷在白天和夜间的峰谷差过大,会直接影响电网运行的安全性和经济性”,郑庆荣表示,水电等清洁能源占上海电网夜间总电量的20%以上,适当提升用电负荷不仅有助于消纳这些清洁能源,减少碳排放,也可以缓解电网调峰压力,减少发电机组的能效损耗。

  据国网上海电力介绍,通过开展规模化的“削峰”和“填谷”,此次虚拟电厂需求响应行动在不到两天时间内,累计调节电网负荷56.2万千瓦,消纳清洁能源123.6万千瓦时,减少碳排放约336吨。

  同时,本次需求响应行动精准调动工业生产、商业楼宇、微电网、分布式能源、冷热电三联供、储能设施、冰蓄冷、公共充电站、小区居民充电桩等11种不同负荷资源,是国内同类项目中,调节资源种类最全、充电桩负荷参与规模最大、基站储能参与度最高的一次。

  中国铁塔上海分公司赵行明副总经理表示,此次削峰填谷实现了对铁塔5G基站储能的全覆盖。“我们在每个通信基站都配备有通信保障储能电池,通过主站下发指令能够远程进行蓄电池投切状态控制,配合电网进行需求响应。” 同时,此次虚拟电厂需求响应还首次融入了“智慧减碳”的概念。国网上海电力创新应用CPS信息物理系统,通过实时监控、自动执行指令、自动优化升级策略,提升楼宇响应的“智慧”的程度,不仅降低了用户的停电感知,还能实现用能的全局优化,减少能耗损失。

  “我们充分利用智慧能源虚拟电厂运营管理平台中的大数据进行排摸,将能效高、碳排放少的用户纳入新兴能源企业库,并优先筛选库内企业参与响应,达到减少碳排放的目的”,国网上海电力市场营销部副主任王俊介绍说,“我们还在临港地区尝试用非常精细化的调节手段,让电网就地消纳周边的风电和分布式储能资源,达到区域负荷自治的效果。”

  据悉,上海的虚拟电厂建设目前走在全国前列,并已初步形成了100万千瓦的发电能力。伴随着“智慧”和“减碳”理念的引入,虚拟电厂在规模化、双向调节负荷的能力更加凸显,今后将为上海加快建设’韧性城市’提供更多助力。

  国网上海电力表示,未来将重点加强对虚拟电厂分层分区分域动态机制等课题的研究,加快5G通信、区块链、储能等关键性技术的深度融合。

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