虚拟电厂：电网供需调节新力量

■内蒙古电力（集团）有限公司 刘俊岭 陈宇

近年来，内蒙古自治区经济高质量发展，地区用电负荷快速增长，2023 年，内蒙古电力（集团）有限责任公司（以下简称“内蒙古电力”）供电区域最大供电负荷创历史新高，达4031 万千瓦，增幅超13.2%。同时，随着新能源高比例接入，电力系统随机性、间歇性、波动性特征不断凸显，若遇天气变化，特别是小风阴天和大雪冰冻天气，新能源出力不足，电网保供面临挑战。

2023 年入冬以来，受雨雪冰冻寒潮天气影响，同时叠加风力小，新能源发电能力持续降低，内蒙古电力供电区域连续13 天出现不同程度电力缺口，最大缺口达869万千瓦。在早晚高峰时段电源侧电力保障供应难度加大情况下，内蒙古电力在2023年12月9日首次启动虚拟电厂参与电网供需调节，全力做好负荷侧迎峰度冬电力安全保供。迎峰度冬期间的13次需求响应，虚拟电厂11 次全程实质化参与供需平衡调节，累计转移高峰时段尖峰负荷186.41 万千瓦，有效增强了电网的供应能力。

围绕负荷需求增长探索供需匹配新途径

虚拟电厂是一种基于能源互联网技术的“看不见的电厂”。它既可作为“正电厂”向电网供电，又可作为“负电厂”通过增减用电负荷配合电网削峰填谷。

华北电力大学研究学者介绍，虚拟电厂是将不同空间的负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式电源等资源聚合起来，通过协调优化控制，既满足自身用能需求，又参与电力系统运行、电力市场交易的智慧能源系统。

“尊敬的电力客户您好，为缓解电网供电压力，诚邀您参与明日的需求响应申报”。2023年12 月8 日10 时，在蒙西地区用电负荷早高峰来临之前，负荷管理服务工作人员通过负荷指令平台向虚拟电厂资源库内13家虚拟运营商发出邀约。2023 年12 月9 日早高峰时段，虚拟电厂整体降低负荷19.03万千瓦，相当于10户小型铁合金企业的用电负荷。

“按照应邀时间约定，13家应邀的虚拟电厂聚合资源用电功率陆续降低到位，通过采取调整冶炼炉挡位等方式降低负荷。”乌兰察布市一家企业相关负责人介绍，通过参与需求响应，在一定的合理收益区间，企业可以获得补偿。截至目前，蒙西地区已接入13家虚拟电厂运营商，涵盖铁合金、水泥、锌冶炼、化工等多种类型负荷资源，接入总容量超434 万千瓦，可调负荷66万千瓦。据测算，为满足最高供电负荷4000 万千瓦的短时间、5%尖峰负荷需求，需要投资新建200 万千瓦调峰发电厂，花费近百亿元投资；但通过虚拟电厂可充分挖掘需求侧调节潜力和源网荷协同互动能力，缓解尖峰时段电力供需紧张矛盾，且其建设、运营、激励的资金规模仅为建设传统电厂投资的10%—20%。

聚力提升保供能力全面推进虚拟电厂建设

2023 年10 月以来，按照内蒙古自治区关于开展虚拟电厂建设要求，内蒙古电力开展内研外调，将“学习借鉴、方案制定、制度建设、技术研究、资源整合、模拟运行”一体化推进。在借鉴国家电网、南方电网先进经验基础的同时，身处“源、网、荷、储”富集资源聚集地，内蒙古电力亦在思考如何充分利用重要区位优势和资源禀赋等特点，以先行示范标准推进虚拟电厂建设，更好服务和融入高比例新能源接入的新型电力系统新发展格局。

内蒙古电力立足蒙西地区电网供电负荷现状，突出区域特色，结合新能源资源富集实际，以“提升电网对高比例新能源的适应性”和“助力电力保供”为主线，扎实有效开展虚拟电厂建设工作，制定并印发《内蒙古电力（集团）有限责任公司虚拟电厂建设工作方案（试行）》，分阶段、分节点明确虚拟电厂发展重点，确立一年建基础、两年抓提升、三年见成效的“三年三步走”阶段性目标，打造“百千万”虚拟电厂示范项目行动目标，到2025 年建设1 百个以上虚拟电厂运营商，涵盖各类可聚合资源超1 千户，形成100万千瓦以上容量的虚拟电厂可调节资源。

此外，借鉴业内虚拟电厂运营商发展经验，内蒙古电力充分挖掘摸排蒙西地区客户侧可柔性、可调节、可中断负荷资源，收集可聚合容量、响应方式、响应时长等关键信息，按照分区分类原则梳理归档资源信息，建立了蒙西地区统一的虚拟电厂资源库。同时，依托现有需求响应平台，拓展虚拟电厂管理模块，组织技术研发人员开发虚拟电厂监测、实时数据补招、虚拟电厂档案管理等功能。目前，虚拟电厂运营管理平台1.0已上线运行，初步实现资源库内虚拟电厂全部接入。

重点选取成熟点位构建虚拟电厂多场景应用格局

在积极培育蒙西地区虚拟电厂运营商的同时，内蒙古电力按照“重实效、做示范、出亮点”的虚拟电厂建设运营工作思路，组织研发力量，全力搭建1个虚拟电厂运营管理平台，统筹虚拟电厂运营管理。结合地区实际，按照负荷特性分类，深挖灵活性负荷资源，选择高载能支撑经济用电、“源网荷储”一体化项目、智慧楼宇与电采暖、通信基站与数据中心、风光制氢一体化项目及电动汽车充电站六个成熟点位为先行试点，着手迅速推动。在6个虚拟电厂应用场景基础上，再构建“N”个代表性虚拟电厂适用场景，打造具有蒙西地区特色的“1+6+N”虚拟电厂多场景应用格局。

随着电力系统新能源占比逐渐提高，以及分布式电源、电动汽车等多元化负荷不断增加，当接入规模达到一定程度后，电网负荷稳定运行面临极大挑战。这就需要以虚拟电厂为调节手段，把类似空调、电采暖、电动汽车等具有柔性的、可控的、分散的电力负荷资源聚沙成塔，形成一个大的可控的调节资源，与电网进行灵活、精准、智能化互动响应；也需要聚合一些大的工业负荷，在电网用电高峰时段，转移自身不重要的负荷到其他时段，从而减轻电网运行压力。同时，在新能源大发时段，虚拟电厂可以有效调节用电负荷，帮助电网消纳更多的新能源，推动清洁电力资源大范围优化配置，助力绿色用能。

下一步，内蒙古电力依托区属电网企业电力资源优势，将践行“双碳”目标、构建新型电力系统、改革新能源发展建设方式、拓展新能源消纳空间等相关部署，同助力自治区虚拟电厂建设联系、贯穿起来，开创以电网企业为枢纽、源网荷储协同、上下游产业和谐共生、开放合作、互利共赢的能源电力新业态。■