每到夏季極端天氣多、用電負(fù)荷高、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大，通常是一年中電力保供任務(wù)最為艱巨的時(shí)期。而在秋分之后，暑氣漸消，這意味著“迎峰度夏”電力保供的緊張時(shí)期已經(jīng)結(jié)束。

國家能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人此前表示，入夏以來，全國多地出現(xiàn)持續(xù)性高溫天氣，最大電力負(fù)荷快速攀升，多次刷新歷史最高紀(jì)錄。北京、天津、上海、江蘇、浙江等17個(gè)省級(jí)電網(wǎng)負(fù)荷創(chuàng)歷史新高。其間，全國最大電力負(fù)荷達(dá)14.51億千瓦，相比去年最大負(fù)荷超1億千瓦。

為了應(yīng)對(duì)持續(xù)增長的電力需求，全國發(fā)電裝機(jī)容量不斷加碼，電網(wǎng)也在擴(kuò)大投資。國家能源局23日公布的數(shù)據(jù)顯示，截至8月底，全國累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量約31.3億千瓦，同比增長14.0%。其中，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量同比增長近五成，風(fēng)電裝機(jī)容量約同比增長兩成。1到8月份，全國電網(wǎng)工程完成投資3330億元，同比增長23.1%。

“今年夏季電力供需總體比較平穩(wěn)，沒有類似前兩年西南地區(qū)干旱少雨導(dǎo)致水電銳減，絕大多數(shù)地區(qū)也沒有采取有序用電等措施。這既與國內(nèi)緊鑼密鼓的能源供給體系建設(shè)有關(guān)，也得益于天氣良好。”廈門大學(xué)中國政策能源研究院院長林伯強(qiáng)對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示，考慮到氣候系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和今后的用電需求增長，擴(kuò)大裝機(jī)和電網(wǎng)投資依然是當(dāng)前的主旋律，同時(shí)虛擬電廠等新技術(shù)新模式將發(fā)揮更大作用。

虛擬電廠加速落地

用電量大就多發(fā)電，用電量少就少發(fā)電。這種模式是過去電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)起伏不定的電力需求變化時(shí)最常見的操作思路。但弊端在于，長期穩(wěn)定的發(fā)電很難完全滿足短期用電需求過大的“尖峰時(shí)刻”。第一財(cái)經(jīng)記者注意到，今年迎峰度夏期間，多地把挖掘用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的資源放在了更重要的位置上，調(diào)控方式正在從傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合互動(dòng)”轉(zhuǎn)變。

在安徽，今年入夏前，合肥電網(wǎng)最大負(fù)荷和日用電量歷史紀(jì)錄分別為2023年夏季創(chuàng)下的1064.3萬千瓦、2.19億千瓦時(shí)。隨著高溫持續(xù)，廣大市民紛紛打開空調(diào)等設(shè)備降溫，城市電力負(fù)荷迅速攀升并維持高位運(yùn)行。據(jù)合肥供電公司統(tǒng)計(jì)，今年迎峰度夏期間，合肥電網(wǎng)最大負(fù)荷先后39次超越去年的歷史紀(jì)錄，其中突破1200萬千瓦大關(guān)達(dá)7次，這在合肥電網(wǎng)歷史上極為罕見。

在此背景下，今年夏季合肥數(shù)次啟動(dòng)虛擬電廠系統(tǒng)參與“削峰填谷”。此外，合肥還會(huì)同蕪湖的虛擬電廠系統(tǒng)，將節(jié)約下來超130兆瓦電力資源支援至上海電網(wǎng)午高峰時(shí)段，這也是合肥乃至安徽首次通過虛擬電廠參與長三角省市間電力互濟(jì)。

所謂虛擬電廠，其本質(zhì)是一種“智慧能源管理平臺(tái)”，能夠?qū)⒎植际诫娫?、?chǔ)能、電動(dòng)汽車等零散資源“化零為整”，既可以作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電，也可以作為“負(fù)電廠”消納系統(tǒng)的電力，起到助力電網(wǎng)系統(tǒng)保持平衡的作用。它是“源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合互動(dòng)”的重要抓手。

據(jù)第一財(cái)經(jīng)記者不完全統(tǒng)計(jì)，今年夏天，上海、重慶、江蘇南京、廣東深圳、四川成都、浙江嘉興等全國多個(gè)省市都擴(kuò)大了虛擬電廠的應(yīng)用范圍，從園區(qū)級(jí)到省級(jí)，部分地區(qū)突破了虛擬電廠平臺(tái)“零”的紀(jì)錄，并首次實(shí)戰(zhàn)。

廣東某發(fā)電公司張經(jīng)理簽約了所在市的虛擬電廠管理中心，他雖然欣喜于自己所在的發(fā)電廠有了增收的新途徑，但還是不免為這份收入的穩(wěn)定性感到擔(dān)憂，而這也影響到了該公司參與擴(kuò)大電力設(shè)備投資的步伐。

“現(xiàn)在的一個(gè)痛點(diǎn)是，我們不知道什么時(shí)候會(huì)有響應(yīng)的需求，也不知道每年響應(yīng)的次數(shù)是多少，波動(dòng)太大。而且在市場(chǎng)化的交易里，人越多報(bào)價(jià)越低。所以，我們?cè)谕顿Y更多儲(chǔ)能電站和發(fā)電設(shè)備之前，需要有關(guān)部門和機(jī)構(gòu)幫我們共同算清這筆賬，才能有計(jì)劃性地融入虛擬電廠，發(fā)揮更大的價(jià)值。”他對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者分析稱。

華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)管理教研室主任王永利對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示，從發(fā)展階段來看，我國虛擬電廠的發(fā)展分為邀約型、市場(chǎng)型和自由調(diào)度型三個(gè)階段。第一階段是邀約型，由各省政府部門牽頭組織，各聚合商共同完成邀約、響應(yīng)和激勵(lì)流程。盈利主要來自響應(yīng)補(bǔ)貼，市場(chǎng)化程度較低。第二階段是市場(chǎng)型，虛擬電廠與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)銜接。第三階段是自主調(diào)度型，虛擬電廠能實(shí)現(xiàn)跨空間自主調(diào)度。

“目前我國虛擬電廠處于邀約型向市場(chǎng)型發(fā)展的階段，主要通過政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號(hào)，虛擬電廠組織資源進(jìn)行削峰、填谷等需求響應(yīng)，主要目的是解決電力供需缺口，因此一年實(shí)施次數(shù)有限。”王永利認(rèn)為，隨著國內(nèi)電力市場(chǎng)的逐步完善，虛擬電廠等技術(shù)在“源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合互動(dòng)”中的作用將會(huì)越發(fā)顯著，引導(dǎo)民間資本擴(kuò)大投資。

海上風(fēng)電應(yīng)對(duì)極端天氣

除了電力保供情況以外，今年夏季頻發(fā)的臺(tái)風(fēng)等氣候事件同樣引發(fā)外界對(duì)于能源領(lǐng)域的關(guān)注。據(jù)第一財(cái)經(jīng)此前報(bào)道，受臺(tái)風(fēng)“摩羯”影響，位于海南文昌木蘭灣沿海的風(fēng)電場(chǎng)的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組被折斷。“風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為何扛不住臺(tái)風(fēng)？”“越來越多的海上風(fēng)機(jī)會(huì)不會(huì)存在更大安全隱患？”眾多市民在社交媒體提出關(guān)心的問題。

對(duì)此，中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長秦海巖在接受采訪時(shí)表示，海南這次發(fā)生風(fēng)機(jī)倒塌事故的主要原因是機(jī)組還在施工規(guī)程中，沒有投運(yùn)、通電，導(dǎo)致抗臺(tái)策略無法運(yùn)行。同時(shí)，這次臺(tái)風(fēng)是歷史上少有的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，破壞力強(qiáng)。

與外界印象中“風(fēng)越大發(fā)電越多”不同的是，現(xiàn)有的風(fēng)電技術(shù)和設(shè)備還做不到無限制轉(zhuǎn)化任何風(fēng)速。如果風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速過快，就會(huì)超過機(jī)械設(shè)備的物理承受能力，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)損壞。因此，每種型號(hào)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都有其設(shè)計(jì)的最大安全承受風(fēng)速。

一位風(fēng)電行業(yè)資深人士對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者分析，無論是對(duì)于風(fēng)電設(shè)備還是光伏設(shè)備，極端天氣都是一種較大的潛在威脅，這也是東南沿海發(fā)展新能源的一個(gè)挑戰(zhàn)。就風(fēng)電而言，臺(tái)風(fēng)對(duì)機(jī)組的破壞主要是因?yàn)閷?duì)風(fēng)不正，如果是風(fēng)輪正面迎風(fēng)，足可以承受設(shè)計(jì)工況的極大風(fēng)速，但如果偏航失電，風(fēng)從側(cè)面吹來，抗風(fēng)能力會(huì)大打折扣。同時(shí)，風(fēng)電機(jī)組在選址時(shí)就會(huì)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件和臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻率等因素，確保風(fēng)電場(chǎng)位于相對(duì)安全的區(qū)域。

值得注意的是，即便此次面對(duì)有史以來登陸我國風(fēng)力最強(qiáng)的“秋臺(tái)風(fēng)”，也有多個(gè)中國風(fēng)機(jī)設(shè)備未受影響。在“摩羯”風(fēng)力最大的海南文昌海域，國內(nèi)首臺(tái)“雙百”深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)電平臺(tái)“海油觀瀾號(hào)”扛住了68m/s的風(fēng)速和高達(dá)11.64米的巨浪正面沖擊。

秦海巖表示，十幾年前，中國沿海的陸上風(fēng)電機(jī)組，被臺(tái)風(fēng)破壞的案例時(shí)有發(fā)生。國外企業(yè)和專家一度認(rèn)為，在中國南部沿海，臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)不具備開發(fā)海上風(fēng)電條件。但近些年，雖然臺(tái)風(fēng)的頻率和等級(jí)不斷提高，但很少看到有機(jī)組被破壞的情況。主要原因是國內(nèi)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)不斷提高，對(duì)臺(tái)風(fēng)的機(jī)理的了解更為深入，抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組的技術(shù)水平不斷提高，目前，臺(tái)風(fēng)已經(jīng)不是制約中國風(fēng)電發(fā)展一個(gè)不可克服的環(huán)境因素。

“經(jīng)過這次強(qiáng)烈的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害以后，國內(nèi)東南沿海地區(qū)的風(fēng)電和光伏等新能源設(shè)備的抗臺(tái)風(fēng)性能，可能將被賦予更高的關(guān)注。以中國新能源產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀而言，研發(fā)出更可靠的抗臺(tái)風(fēng)的設(shè)備只是時(shí)間問題。但要承認(rèn)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)情況是，更高的安全系數(shù)往往意味著更大的經(jīng)濟(jì)投入。為了防備百年不遇的極端天氣，我們需要投入多大的資源，其中需要把握好兩者的平衡。”林伯強(qiáng)對(duì)第一財(cái)經(jīng)分析稱。