“迎峰度夏”收官，能源新技术如何应对需求挑战？

每到夏季极端天气多、用电负荷高、运行风险大，通常是一年中电力保供任务最为艰巨的时期。而在秋分之后，暑气渐消，这意味着“迎峰度夏”电力保供的紧张时期已经结束。

国家能源局有关负责人此前表示，入夏以来，全国多地出现持续性高温天气，最大电力负荷快速攀升，多次刷新历史最高纪录。北京、天津、上海、江苏、浙江等17个省级电网负荷创历史新高。其间，全国最大电力负荷达14.51亿千瓦，相比去年最大负荷超1亿千瓦。

为了应对持续增长的电力需求，全国发电装机容量不断加码，电网也在扩大投资。国家能源局23日公布的数据显示，截至8月底，全国累计发电装机容量约31.3亿千瓦，同比增长14.0%。其中，太阳能发电装机容量同比增长近五成，风电装机容量约同比增长两成。1到8月份，全国电网工程完成投资3330亿元，同比增长23.1%。

“今年夏季电力供需总体比较平稳，没有类似前两年西南地区干旱少雨导致水电锐减，绝大多数地区也没有采取有序用电等措施。这既与国内紧锣密鼓的能源供给体系建设有关，也得益于天气良好。”厦门大学中国政策能源研究院院长林伯强对第一财经表示，考虑到气候系统的风险和今后的用电需求增长，扩大装机和电网投资依然是当前的主旋律，同时虚拟电厂等新技术新模式将发挥更大作用。

虚拟电厂加速落地

用电量大就多发电，用电量少就少发电。这种模式是过去电力系统应对起伏不定的电力需求变化时最常见的操作思路。但弊端在于，长期稳定的发电很难完全满足短期用电需求过大的“尖峰时刻”。第一财经记者注意到，今年迎峰度夏期间，多地把挖掘用户侧和电网侧的资源放在了更重要的位置上，调控方式正在从传统的“源随荷动”向“源网荷储融合互动”转变。

在安徽，今年入夏前，合肥电网最大负荷和日用电量历史纪录分别为2023年夏季创下的1064.3万千瓦、2.19亿千瓦时。随着高温持续，广大市民纷纷打开空调等设备降温，城市电力负荷迅速攀升并维持高位运行。据合肥供电公司统计，今年迎峰度夏期间，合肥电网最大负荷先后39次超越去年的历史纪录，其中突破1200万千瓦大关达7次，这在合肥电网历史上极为罕见。

在此背景下，今年夏季合肥数次启动虚拟电厂系统参与“削峰填谷”。此外，合肥还会同芜湖的虚拟电厂系统，将节约下来超130兆瓦电力资源支援至上海电网午高峰时段，这也是合肥乃至安徽首次通过虚拟电厂参与长三角省市间电力互济。

所谓虚拟电厂，其本质是一种“智慧能源管理平台”，能够将分布式电源、储能、电动汽车等零散资源“化零为整”，既可以作为“正电厂”向电力系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，起到助力电网系统保持平衡的作用。它是“源网荷储融合互动”的重要抓手。

据第一财经记者不完全统计，今年夏天，上海、重庆、江苏南京、广东深圳、四川成都、浙江嘉兴等全国多个省市都扩大了虚拟电厂的应用范围，从园区级到省级，部分地区突破了虚拟电厂平台“零”的纪录，并首次实战。

广东某发电公司张经理签约了所在市的虚拟电厂管理中心，他虽然欣喜于自己所在的发电厂有了增收的新途径，但还是不免为这份收入的稳定性感到担忧，而这也影响到了该公司参与扩大电力设备投资的步伐。

“现在的一个痛点是，我们不知道什么时候会有响应的需求，也不知道每年响应的次数是多少，波动太大。而且在市场化的交易里，人越多报价越低。所以，我们在投资更多储能电站和发电设备之前，需要有关部门和机构帮我们共同算清这笔账，才能有计划性地融入虚拟电厂，发挥更大的价值。”他对第一财经记者分析称。

华北电力大学经济与管理学院电力经济管理教研室主任王永利对第一财经记者表示，从发展阶段来看，我国虚拟电厂的发展分为邀约型、市场型和自由调度型三个阶段。第一阶段是邀约型，由各省政府部门牵头组织，各聚合商共同完成邀约、响应和激励流程。盈利主要来自响应补贴，市场化程度较低。第二阶段是市场型，虚拟电厂与现货市场、辅助服务市场和容量市场衔接。第三阶段是自主调度型，虚拟电厂能实现跨空间自主调度。

“目前我国虚拟电厂处于邀约型向市场型发展的阶段，主要通过政府机构或电力调度机构发出邀约信号，虚拟电厂组织资源进行削峰、填谷等需求响应，主要目的是解决电力供需缺口，因此一年实施次数有限。”王永利认为，随着国内电力市场的逐步完善，虚拟电厂等技术在“源网荷储融合互动”中的作用将会越发显著，引导民间资本扩大投资。

海上风电应对极端天气

除了电力保供情况以外，今年夏季频发的台风等气候事件同样引发外界对于能源领域的关注。据第一财经此前报道，受台风“摩羯”影响，位于海南文昌木兰湾沿海的风电场的多台风电机组被折断。“风力发电设备为何扛不住台风？”“越来越多的海上风机会不会存在更大安全隐患？”众多市民在社交媒体提出关心的问题。

对此，中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩在接受采访时表示，海南这次发生风机倒塌事故的主要原因是机组还在施工规程中，没有投运、通电，导致抗台策略无法运行。同时，这次台风是历史上少有的超强台风，破坏力强。

与外界印象中“风越大发电越多”不同的是，现有的风电技术和设备还做不到无限制转化任何风速。如果风机叶片转速过快，就会超过机械设备的物理承受能力，导致风机损坏。因此，每种型号的风力发电机都有其设计的最大安全承受风速。

一位风电行业资深人士对第一财经记者分析，无论是对于风电设备还是光伏设备，极端天气都是一种较大的潜在威胁，这也是东南沿海发展新能源的一个挑战。就风电而言，台风对机组的破坏主要是因为对风不正，如果是风轮正面迎风，足可以承受设计工况的极大风速，但如果偏航失电，风从侧面吹来，抗风能力会大打折扣。同时，风电机组在选址时就会充分考虑当地气候条件和台风发生频率等因素，确保风电场位于相对安全的区域。

值得注意的是，即便此次面对有史以来登陆我国风力最强的“秋台风”，也有多个中国风机设备未受影响。在“摩羯”风力最大的海南文昌海域，国内首台“双百”深远海漂浮式风电平台“海油观澜号”扛住了68m/s的风速和高达11.64米的巨浪正面冲击。

秦海岩表示，十几年前，中国沿海的陆上风电机组，被台风破坏的案例时有发生。国外企业和专家一度认为，在中国南部沿海，台风多发地区不具备开发海上风电条件。但近些年，虽然台风的频率和等级不断提高，但很少看到有机组被破坏的情况。主要原因是国内风机设计技术不断提高，对台风的机理的了解更为深入，抗台风机组的技术水平不断提高，目前，台风已经不是制约中国风电发展一个不可克服的环境因素。

“经过这次强烈的台风灾害以后，国内东南沿海地区的风电和光伏等新能源设备的抗台风性能，可能将被赋予更高的关注。以中国新能源产业链的现状而言，研发出更可靠的抗台风的设备只是时间问题。但要承认的一个现实情况是，更高的安全系数往往意味着更大的经济投入。为了防备百年不遇的极端天气，我们需要投入多大的资源，其中需要把握好两者的平衡。”林伯强对第一财经分析称。