在张家口沽源县西南山区,一排排白色风力发电机依山势而建。莲花滩风电场这座服役十余年的老牌风电场,因接入冀北虚拟电厂而焕发新活力,投运当月发电指标就提升了5个百分点。
虚拟电厂如同电力的“智能管家”,它没有高耸的烟囱、成片的厂房,不消耗煤炭等燃料,而是基于数字能源互联网技术,将工厂、楼宇以及园区内各类可调节电力资源汇聚起来,通过统一协调控制,实现电力资源的优化配置。
聚合容量超180万千瓦,最大调节能力近90万千瓦,一项项数字背后是冀北电力虚拟电厂六年如一日优化电网平衡、促进绿电消纳的创新实践。
01 规模化发展:从示范工程到行业标杆
2019年12月,国网冀北电力有限公司建设的泛在电力物联网虚拟电厂示范工程正式投运,成为我国首个以市场化方式运营的虚拟电厂示范工程。该工程一期实时接入与控制蓄热式电采暖、可调节工商业、智能楼宇等11类19家泛在可调资源,容量约16万千瓦。
经过六年的发展,冀北虚拟电厂已实现聚合容量达182.65万千瓦,参与市场最大可调节能力43.4万千瓦,各项指标均创历史新高。
这一虚拟电厂凭借单次响应规模最大、运营稳定性最佳、客户满意度最高的优势,稳居全国虚拟电厂行业领先地位,荣获国家电网“虚拟电厂精品示范项目”称号。
冀北虚拟电厂聚合的资源类型多样,包括蓄热电锅炉、大工业企业、电动重卡充换电设施等多元资源。在冬季供暖季,虚拟电厂通过价格信号引导蓄热式电采暖负荷在电网低谷时段用电,既为电网提供了调峰服务,又促进了清洁能源消纳。
02 技术创新:国际标准与平台架构双突破
在虚拟电厂建设过程中,冀北电力不仅注重规模化发展,更强化技术创新突破。2019年,冀北虚拟电厂被写入IEC国际标准用例,并向国际首次公开展示虚拟电厂测试床。
这一国际认可标志着中国在虚拟电厂领域的技术实力达到世界先进水平。
在平台架构方面,冀北电力创新打造了“虚拟电厂运营管理平台+聚合商服务平台”两级架构,实现了资源统一调控与基础服务赋能的高效结合。这种架构为虚拟电厂规模化发展提供了坚实支撑。
虚拟电厂的核心技术在于实现“秒级感传算用”——即秒级智能终端感知、4G/5G无线公网快速传输、海量数据信息平台存储分析和智能计算、电力系统实时柔性交互应用。
这些技术使虚拟电厂能够实时响应电网需求,优化资源配置。
03 生态构建:多方共赢的商业新模式
虚拟电厂成功的关键在于建立可持续的商业模式。冀北电力通过市场化机制,培育了以平台为核心的共享式能源互联网商业生态圈。
在冀北电力虚拟电厂中,参与方可以获得实实在在的经济效益。以风电场为例,冬季夜间是风电大发期,但也是电网负荷低谷期,容易产生弃风现象。通过虚拟电厂聚合各类型分布式资源,实时跟踪电网调峰需求及调度指令,有效拉升电网低谷负荷,实现“荷随风动”,促进风电消纳。
对于用户侧资源,虚拟电厂也创造了参与电力市场交易的机会。冀北电力研发了掌上移动APP,帮助用户实现高质量能效管理,灵活便捷地与电力系统实时互动,获得激励收益。
张家口东源热力公司通过虚拟电厂掌上移动APP分析总结用电特性,确定平日用电负荷曲线,有针对性地研究用电负荷可调范围及时段,确保虚拟电厂运营成效最大化。
在“十四五”期间,冀北电力运营的聚合容量76.44万千瓦的虚拟电厂参与华北辅助服务市场,累计促进清洁能源消纳2.9亿千瓦时,减少二氧化碳排放28.9万吨。这体现了虚拟电厂在促进绿色低碳发展方面的重要价值。
截至2025年8月,张北柔直工程已安全运维1889天,累计向京津冀地区输送绿电超469亿千瓦时。而2011年竣工投产的国家风光储输示范工程发电量已突破130亿千瓦时。
未来,随着新型电力系统建设的深入推进,虚拟电厂在能源生态系统中的角色将愈发重要。冀北电力的实践表明,技术创新与市场机制创新双轮驱动是虚拟电厂成功的关键。