在信息化與互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，虛擬電廠是一個(gè)好概念和好故事。虛擬電廠將分布式電源、電力用戶、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等資源聚合起來，通過協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，既滿足用戶自身用能需求，又參與電力系統(tǒng)運(yùn)行、電力市場交易，是傳統(tǒng)意義上單純的生產(chǎn)者或消費(fèi)者向“產(chǎn)消者"過渡，可避免各類資源聚合前在市場上單獨(dú)運(yùn)作帶來的供電不平衡、不安全風(fēng)險(xiǎn)和資源利用效率不高的問題。虛擬電廠聚合資源、優(yōu)化控制、智慧物聯(lián)的特征，深刻契合了信息時(shí)代共享交互的本質(zhì)，成為傳統(tǒng)能源行業(yè)“高位嫁接"信息通信賽道的新生力量，為重塑能源生態(tài)拓展了更大的想象空間。

但一個(gè)好故事要寫出好前景，需要在產(chǎn)業(yè)探路和市場錘煉中不斷地闖關(guān)奪隘，而有關(guān)虛擬電廠的這個(gè)故事，在中國的市場中剛剛起筆，便被諸多期盼與揣測(cè)所環(huán)繞，以致遮蔽了其真實(shí)的發(fā)展現(xiàn)狀。前沿技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局是一項(xiàng)長期任務(wù)，絕非朝夕之功可成就。當(dāng)前，虛擬電廠的應(yīng)用仍然停留在研究示范的層面，商業(yè)模式、技術(shù)路徑、成本收益、應(yīng)用場景等諸多核心問題尚未解決。本刊記者圍繞虛擬電廠的發(fā)展專訪中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)常務(wù)副理事長、黨委書記楊昆，厘清當(dāng)前外界對(duì)于虛擬電廠的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，深入探討虛擬電廠在能源轉(zhuǎn)型格局中應(yīng)有的角色與定位，并以成長性眼光看待虛擬電廠的發(fā)展?jié)摿εc價(jià)值邊界。

裝母線保護(hù)有什么原則

發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組沒故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。一般說來，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線分段單母線時(shí)，供電元件的保護(hù)裝置則不能保證有選擇性地切除故障母線，因此應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù),具體情況如下：
      1、110KV及以上的單母線，固線器，重要發(fā)電廠的35KV母線或高壓側(cè)為110KV及以上的重要降壓變電所的35KV母線，按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。所以不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則仍是適用的，即：
     （1）當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與電源連接元件都向故障點(diǎn)供給短路電流，而在供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，因此，I總=Id。
     （2）在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為I總=0。
     （3）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體地說，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件中的電流則是同相位的。
      2、在110KV及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）沒故障的母線槽仍能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)。

虛擬電廠這一概念提出已有十余年，近期突然火爆出圈，其背后固然不乏資本市場炒作因素，卻也真實(shí)暴露了當(dāng)前困擾能源電力發(fā)展的痛點(diǎn)。

“虛擬電廠近期受到社會(huì)廣泛關(guān)注，主要有兩方面的原因，一是虛擬電廠是緩解高峰時(shí)期電力供需矛盾的一種有效手段，二是各地加大了對(duì)虛擬電廠的重視程度。"楊昆表示。

今年迎峰度夏期間，持續(xù)干旱高溫天氣導(dǎo)致各地用電需求攀升，同時(shí)降水不足導(dǎo)致水電出力受限，四川、上海、浙江等地面臨緊張嚴(yán)峻的電力供應(yīng)形勢(shì)。虛擬電廠能夠在供電緊張時(shí)通過調(diào)配電源、用戶、儲(chǔ)能側(cè)資源，一定程度地起到削峰填谷作用，緩解用電高峰電力供需矛盾。今年初，能源主管部門發(fā)布了《“十四五"現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，明確鼓勵(lì)開展各類虛擬電廠項(xiàng)目示范應(yīng)用。北京、天津、上海等10余省市也相繼發(fā)布“十四五"能源電力發(fā)展規(guī)劃及碳達(dá)峰實(shí)施方案，均對(duì)發(fā)展虛擬電廠提出明確要求。

楊昆表示，虛擬電廠的興起，一定程度上反映了當(dāng)前我國電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足、保供壓力大等問題。近年來新能源持續(xù)快速發(fā)展，但其固有的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性特征，使其接入電力系統(tǒng)比例漸高后，增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力；另外，一些地方受來水、溫度等氣象方面的影響，用電形勢(shì)緊張。

我國調(diào)節(jié)電源比重低，抽水蓄能、調(diào)峰氣電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源裝機(jī)占比一直維持在6%左右，遠(yuǎn)低于西班牙、德國、美國等國家；煤電機(jī)組受價(jià)格機(jī)制的影響，調(diào)峰潛力挖掘受到限制。當(dāng)前，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力難以適應(yīng)更大規(guī)模新能源發(fā)展需要，迫切需要有機(jī)整合源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各類調(diào)節(jié)資源，完善政策機(jī)制，為系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。

在電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力不斷加劇的局面下，傳統(tǒng)火電、燃?xì)鈾C(jī)組、抽水蓄能、新型儲(chǔ)能等同步發(fā)力，但相對(duì)于以上更加成熟、更具確定性的調(diào)節(jié)手段，布局虛擬電廠，仍然有其不可以替代的戰(zhàn)略意義和長遠(yuǎn)價(jià)值。

楊昆表示，發(fā)展虛擬電廠，一是能夠使系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源更加豐富多元。傳統(tǒng)的抽水蓄能、靈活煤電、燃?xì)鈾C(jī)組、新型儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)手段主要在電源側(cè)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國可控負(fù)荷規(guī)模在5000萬千瓦以上，用戶側(cè)儲(chǔ)能規(guī)模超過100萬千瓦，電動(dòng)汽車保有量接近1000萬輛，并且這些資源還在快速發(fā)展期。虛擬電廠可充分聚合各環(huán)節(jié)資源，為系統(tǒng)提供更豐富的調(diào)節(jié)手段。二是能夠?yàn)榉植际侥茉匆?guī)模化利用提供技術(shù)支撐。我國分布式能源以分布式光伏為主。截至2021年底，我國分布式光伏裝機(jī)達(dá)到1.1億千瓦，約占全部并網(wǎng)光伏的三分之一。由于分布式新能源直接并入配電網(wǎng)，難以通過常規(guī)手段來調(diào)控。采用虛擬電廠技術(shù)可精細(xì)管控大量分布式能源，使其對(duì)外作為一個(gè)整體，為其參與調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)市場，以及為其參與電能量市場創(chuàng)造了技術(shù)條件。三是能夠降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。據(jù)測(cè)算，若通過新建火電機(jī)組、抽水蓄能或新型儲(chǔ)能設(shè)施等手段實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足全國5%的峰值負(fù)荷（全年累計(jì)不足50小時(shí)）需要投資4000億元。比較而言，建一座虛擬電廠的成本僅為興建實(shí)體電廠的1/7～1/5。通過虛擬電廠以代價(jià)更低的方式實(shí)現(xiàn)電力平衡，有利于構(gòu)建智能高效的新型電力系統(tǒng)。

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