中國儲能網(wǎng)訊：2月24日，共有3臺30萬千瓦火力發(fā)電機組、共計90萬千瓦容量的蘭州鋁業(yè)有限公司自備電廠（以下簡稱“蘭鋁電廠”）單臺機組運行，出力14萬千瓦。此時，它正扮演著電網(wǎng)“蓄電池”的角色，正式名稱叫“虛擬儲能”。
2018年國家電網(wǎng)有限公司持續(xù)提升電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)能力，挖掘火電調(diào)峰潛力，推廣調(diào)峰輔助服務市場試點，探索開展需求側(cè)響應；同時，積極實施全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，加強省間電網(wǎng)調(diào)峰互濟，完善區(qū)域和跨區(qū)旋轉(zhuǎn)備用共享機制，通過各種調(diào)度創(chuàng)新手段為新能源消納擠出了 “海綿空間”。虛擬儲能正是西北電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務市場創(chuàng)新的手段。
深度調(diào)峰虛擬儲能挖掘火電潛力
蘭鋁電廠曾經(jīng)過著自給自足的“小日子”。每年43萬噸的電解鋁和23萬噸的預焙陽極炭塊綜合生產(chǎn)能力，配上3臺30萬千瓦的火電裝機，剛好滿足每年60億千瓦時的自發(fā)自用電量。但是在全國綠色發(fā)展的形勢下，蘭鋁電廠逐漸走上了“綠色電解鋁”的發(fā)展道路。
蘭鋁電廠是全國首個虛擬儲能試點電廠。虛擬儲能是2018年西北電網(wǎng)首創(chuàng)的跨省調(diào)峰輔助服務市場的一個交易品種，指在不新增儲能設施的情況下，利用網(wǎng)內(nèi)自備企業(yè)、直流配套電源等獨立控制區(qū)的調(diào)節(jié)能力，為新能源提供存取服務?！靶履茉吹纳a(chǎn)是不穩(wěn)定的，但整個大電網(wǎng)的供用要保持實時平衡，我們就好像電網(wǎng)的蓄電池，電網(wǎng)根據(jù)需要實時從我們這里調(diào)取不同的電量?！碧m州鋁業(yè)有限公司總經(jīng)理助理徐薇向記者介紹。
西北電網(wǎng)共有自備電廠155座，總裝機3817萬千瓦，占西北發(fā)電總裝機的29.53%，全網(wǎng)自備電廠實際運行最大功率約為400萬千瓦。經(jīng)初步測算，若自備電廠參與虛擬儲能，可釋放900萬千瓦調(diào)峰能力，相當于建設百萬千瓦級抽水蓄能電站9座。以蘭鋁電廠為例，通過壓減自備電廠出力，用新能源發(fā)電量進行置換，截至2018年底，蘭鋁電廠共計消納新能源發(fā)電量64.43億千瓦時。
為更好地開展新能源替代，蘭鋁電廠在國網(wǎng)甘肅省電力公司 （以下簡稱 “甘肅電力”）的指導下對機組進行了靈活性改造，增強電網(wǎng)調(diào)峰能力和運行靈活性?！霸趦膳_機組壓停的情況下，單臺機組最大可深調(diào)至12萬千瓦。去年12月我們兩次深調(diào)至12萬千瓦，分別運行了6~8小時。目前14萬千瓦深調(diào)已是常態(tài)。”蘭鋁電廠廠長武玉鋼說。
2018年4月1日，甘肅電力輔助服務市場正式啟動運營。甘肅電力調(diào)度控制中心調(diào)控處處長伏歲林說，通過市場化激勵手段，火電機組啟動深度調(diào)峰意愿增加，全網(wǎng)增加調(diào)峰電力134.3萬千瓦?；痣姍C組推進靈活性改造積極性增加，預計2019年完成8家電廠靈活性改造，將再增加調(diào)峰能力65.8萬千瓦，可有效緩解冬季供熱期間電網(wǎng)調(diào)峰與新能源消納的矛盾。
國家電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司（以下簡稱“開封火電廠”）2號汽輪機靈活性深度供熱改造于2018年底完成，是全國首例60萬千瓦機組深度供熱改造。這臺60萬千瓦機組按照設計工況，最低可深調(diào)至17萬千瓦。
“改造技術(shù)就是在中低壓缸導汽管上安裝嚴密性好的關(guān)斷閥門，在機組運行中關(guān)閉導汽管上閥門，低壓缸不進汽，中壓缸排汽基本上全部對外供熱。實現(xiàn)了在不設置離合器或不換轉(zhuǎn)子的情況下，切除低壓缸（低壓缸零出力）運行，實現(xiàn)了機組抽凝運行和背壓運行的自動切換，具有較大的調(diào)峰能力和可實現(xiàn)供熱能力最大化。兩臺機組通過深度供熱改造后新增最大熱負荷897.2兆瓦折合供熱供汽量1261.7噸/小時?！遍_封火電廠副總工程師丁民介紹說。
目前，國網(wǎng)河南省電力公司（以下簡稱“河南電力”）已促請政府推動完成供熱機組靈活性改造150萬千瓦，提升電網(wǎng)調(diào)峰能力30萬千瓦，預計到2020年共計完成500萬千瓦供熱機組靈活性改造。
旋轉(zhuǎn)備用共享提供省間強大后援
處于京津冀大氣污染防治通道上的河南省近年來為解決煤炭散燒問題，對火電機組大量進行了供熱改造。目前全省共有供熱機組78臺，供熱容量2700萬千瓦，裝機容量占統(tǒng)調(diào)火電機組裝機容量的52.7%。
“實際運行的時候火電機組占比更高，因為供熱機組‘以熱定電’要保持一定的負荷，低負荷比常規(guī)火電機組高，電網(wǎng)負荷高時頂峰能力又不足，因此，在供熱季，河南電網(wǎng)的調(diào)峰形勢更嚴峻了?！焙幽想娏φ{(diào)度控制中心副主任鎬俊杰向記者介紹說，河南電力開發(fā)建設了供熱在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)供熱流量實時監(jiān)視供熱機組電負荷下限，嚴格按照“以熱定電”的原則調(diào)整供熱機組發(fā)電。
“我們公司自主開發(fā)的供熱在線監(jiān)測系統(tǒng)，可對全省所有供熱機組的供熱流量進行實時采集，在實時運行監(jiān)測中督促相關(guān)電廠達到調(diào)峰能力，對達不到‘以熱定電’要求的機組進行考核?！焙幽想娏φ{(diào)度控制中心計劃處處長張樹森表示，在供熱期不知道機組實際供熱量的情況下，有些機組會借供熱的名義超發(fā)電量。有了供熱在線監(jiān)測系統(tǒng)，就可以把調(diào)峰空間充分利用。
據(jù)介紹，在西北地區(qū)新能源大發(fā)期間，河南本地火電機組采取小開機方式，在用電晚高峰時光伏負荷下去了，而風電負荷還沒有上來，電網(wǎng)頂峰能力有限，這時跨省備用共享機制就發(fā)揮了巨大作用。2018年，國家電網(wǎng)完善區(qū)域和跨區(qū)旋轉(zhuǎn)備用共享機制，將新能源發(fā)電出力納入電力電量平衡研究，打破分省備用模式，充分利用跨省調(diào)節(jié)資源及各區(qū)域電網(wǎng)負荷特性差異，建立跨區(qū)備用共享機制。河南省就是依靠湖南、江西等兄弟省份提供備用來保障晚高峰期間河南電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
甘肅電力也向記者表達了跨省備用共享機制對新能源消納的重要性?！案拭C省新能源占比這么高，要計算火電最小開機方式來保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。晚高峰如果火電出力開太大，會影響新能源的消納空間，所以我們通常留有一定的缺口給新能源，然后依托跨省旋轉(zhuǎn)備用共享機制，利用青海的水電、新疆的火電來給甘肅省調(diào)峰。”甘肅電力調(diào)度控制中心計劃處副處長楊春祥說。
用經(jīng)濟手段充分調(diào)動市場主動性
2017年底，河南能源監(jiān)管辦印發(fā)《河南電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電廠調(diào)峰輔助服務的補充規(guī)定（試行）》，2018年3月1日起執(zhí)行。調(diào)峰能力低、不參加調(diào)峰或反調(diào)峰的單元向調(diào)峰能力強且參與調(diào)峰的單元提供相應的補償。非供熱期，當天低谷時段最低系統(tǒng)負荷率小于或等于0.55時，啟動運行機組調(diào)峰輔助服務考核，而在供熱期間則需當天低谷時段最低系統(tǒng)負荷率小于或等于0.6時方可。
河南省常規(guī)火電機組是按照50%的開機方式調(diào)峰的，這是新能源發(fā)展形勢下火電機組的普遍狀態(tài)，但這對火電裝機比重高的河南來說顯然是不夠的。
“對于火電機組調(diào)峰，國家有補償措施，全國基礎(chǔ)的條款差不多，但從實際情況看，按照這個標準調(diào)峰補償和考核的量并不大，不能對火電企業(yè)形成真正意義上的刺激?！睆垬渖榻B說，“河南電力促請能源監(jiān)管部門對‘兩個細則’（《發(fā)電廠輔助服務管理實施細則》《發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》）部分條款進行了修訂，進一步完善調(diào)峰考核補償機制，冬季調(diào)峰困難時段，根據(jù)河南電網(wǎng)負荷水平自動啟動燃煤機組負荷率考核，負荷率較高的機組對負荷率低的機組進行經(jīng)濟補償，利用經(jīng)濟手段推動燃煤機組加快技術(shù)改造，提升調(diào)峰深度?！?
“兩個細則”規(guī)定，常規(guī)燃煤機組和熱電聯(lián)產(chǎn)機組在非供熱期必須調(diào)峰，基本調(diào)峰標準為其額定容量的50%，對發(fā)電機組超過基本調(diào)峰范圍進行深度調(diào)峰的服務進行補償，對超過50%負荷機組進行考核，而負荷率考核與基本負荷考核有很大不同。
“基于平均數(shù)考核的量是比基于基本負荷考核量大很多。我們測算，一個月全網(wǎng)考核資金可達幾千萬元的規(guī)模，落實于某一個電廠金額也不小，調(diào)峰力度還是相當大的。”張樹森說。
甘肅省也在50%基本負荷考核的基礎(chǔ)上進行了大膽嘗試。在50%以下另設兩檔：機組負荷40%~50%時，補償最高上線是0.4元；機組負荷40%以下時，補償最高上線是1元。各電廠競價申報，調(diào)控中心優(yōu)先調(diào)用報價低的機組深度調(diào)峰?！白匀ツ旮拭C省實施了調(diào)峰輔助服務市場以來，新能源增發(fā)電量4億千瓦時。”龐偉介紹說。
