世界最大规模“虚拟电厂”再扩容

编者按 2016年6月15日，国内首套“大规模源网荷友好互动系统”一期工程建成投运，受到了业内的广泛关注。次年二期工程投运，到今年三期扩建工程启动试运行，该系统实现了源网荷友好互动、避免电网遇险一刀切断电、智慧用电等。

7月25日13时10分，江苏电网最高调度用电负荷达到10015万千瓦，成为国家电网系统首个用电负荷连续两年突破1亿千瓦的省级电网。用电负荷节节攀高，为江苏电网带来了巨大压力。近年来，为缓解供电压力，江苏电网大规模源网荷友好互动系统前两期工程的优势逐渐显现，实现了快速负荷调控方式的根本性改变，也为迎峰度夏的电网树立了一道坚强的防线。

今年5月28日，由南瑞集团承担建设的国内首套“大规模源网荷友好互动系统”三期扩建工程投入试运行。“它的投运，预示着我国首次实现了大规模、多层级、多类型、多时间尺度可中断负荷协同控制的工程应用，标志着我国拥有了世界上最大规模的‘虚拟电厂’，为实现能源、资源更大范围的优化配置提供了更加坚强的保障。”南瑞集团稳定分公司总经理助理颜云松表示。

精准施策 实现负荷调控根本改变

长期以来，我国能源供应受到能源资源分布不均衡和经济发展不均衡的双重制约，以江苏为代表的中东部电力平衡高度依赖区外来电，常规火电、水电机组被大规模特高压直流电源替代，电网快速调节能力下降。同时，单一直流送电规模不断提高，一旦失去，受端电网瞬时面临大量功率缺失，存在连锁故障和电网失稳的风险。

为了有效解决上述问题，南瑞集团电网稳定技术团队通过产学研用联合攻关，历时两年半，首创性开展大规模源网荷负荷精准控制理论、互动机制研究，攻克了多项关键技术，研制了成套装备，实现了江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程应用。

“该项目将分散的海量可中断负荷集中起来进行快速精准控制，从电网‘电源调控’转变为‘电源调控’与‘负荷调控’相结合，保障电力供应在应急状态下的瞬时（毫秒级）、短时（秒级）和时段（分钟级）平衡。”颜云松介绍说。

在装备方面，主要研发了调度主站类及控制装置类两大类核心产品，包括省级调度端全景监控系统，源网荷储控制主站、子站装置，155M专用通信装置，多用户共享2M接入装置，智能负荷控制终端等。成套核心装备填补国内外空白，推动电子、通信、计算机行业发展，为我国特高压交直流互联电网、智能电网提供了一套可供推广、具有自主知识产权的完整产品线。

该系统在江苏电网成功应用，实现了快速负荷调控方式的根本性改变，起到了很好的示范作用。该成果已在山东、河南、上海、浙江、安徽、湖南6个省级电网推广应用，为我国特高压交直流互联电网安全运行提供了一套可供推广、具有自主知识产权的大规模源网荷精准负荷控制手段，将进一步提升我国能源跨大区优化配置及新能源消纳能力，提升特高压大功率远距离送电环境下大电网的安全稳定运行控制水平，为下一步电力体制改革、新售电商业模式开展提供整体技术平台支撑。

加快成果转化 创造经济社会效益

此次江苏大规模源网荷友好互动系统三期扩容建设，包括了二期大用户增补、三期新增500千伏秦淮、惠泉、茅山、访仙4个控制子站，23户燃煤电厂可中断辅机以及10户储能电站的毫秒级系统接入工作；还完成了所有签约用户的现场预置实验，系统改造后的现场整体联调工作及实切用户试验、实切时间测量实验等工作。“目前毫秒级控制总容量达到260万千瓦，控制对象共计2078户。”颜云松说。

那么，这项工程是如何帮助电网迎峰度夏的，一组数据就可以看出它的“威力”。该工程可提升特高压直流送电能力154万千瓦，年增利润约8400万元。累计增供电量49.896亿千瓦时，累计新增销售额27.4428亿元，累计新增利润1.2474亿元，经济效益显著。在负荷控制能力方面，相当于4台百万千瓦火电机组，节省投资126.4亿元，环境效益显著。

事实上，在前两期工程中，“江苏电网大规模源网荷友好互动系统工程”的优势已经显现。作为华东电网频率紧急控制系统的重要组成部分，于2016年6月15日首次正式在苏州地区投运。一期工程共接入810个大用户，该系统为2016年迎峰度夏期间西南水电通过复奉、锦苏及宾金等三回特高压直流2160万千瓦满功率输送时的电网安全稳定运行提供了有力支撑。

2017年12月，江苏大规模源网荷示范工程二期扩建投入运行。新增两个控制主站、8个500千伏控制子站、新增加518户终端。系统首次形成了由控制中心站—主站—子站—控制终端组成的分层分区完整架构，控制对象除了大用户外，还接入了燃煤电厂可中断辅机、南水北调翻水站抽水泵以及大型储能电站。电源类型多元化，控制对象更加丰富，毫秒级控制总容量达到200万千瓦。

不难看出，该系统的可靠运行，有效提高了特高压直流送出通道的输电能力，为促进西南地区清洁能源开发利用提供了坚强的保障，为特高压大受端电网安全运行提供良好示范应用，也为我国特高压交直流电网提供了有力的技术和装备支撑，积极推动了我国能源供给侧结构性改革的有效落地。