近年來，隨著自治區經濟社會高質量發展，地區用電負荷快速增長。2023年，集團公司供電區域最大供電負荷創歷史新高，達4031萬千瓦，增幅超13.2%。同時，新能源高比例接入，電力系統隨機性、間歇性、波動性特征不斷凸顯，極端天氣下，新能源出力不足，電網保供面臨挑戰。
2023年入冬以來，受雨雪冰凍寒潮天氣影響，新能源發電能力持續降低，連續13天出現不同電力缺口，最大缺口達869萬千瓦。在早晚用電高峰時段，電源側電力保供難度加大，集團公司于12月9日首次啟動“虛擬電廠”參與電網供需調節，全力做好負荷側迎峰度冬電力安全保供。期間，集團公司共計組織13次需求響應，虛擬電廠11次全程實質化參與供需平衡調節，累計轉移高峰時段尖峰負荷186.41萬千瓦，有效增強了電網的供應能力。
探索供需匹配新途徑
作為一座“看不見的電廠”，虛擬電廠并不是真正意義上的發電廠，而是一種智能電網技術。它既可作為“正電廠”向電網供電，又可作為“負電廠”通過增減用電負荷配合電網削峰填谷。
華北電力大學研究學者介紹，虛擬電廠是將不同空間的負荷、儲能、微電網、電動汽車分布式電源等資源聚合起來，通過協調優化控制，既滿足自身用能需求，又參與電力系統運行、電力市場交易的智慧能源系統。
“尊敬的電力客戶您好，為緩解電網供電壓力，誠邀您參與明日的需求響應申報”。12月8日上午10點，負荷管理服務工作人員通過負荷指令平臺向虛擬電廠資源庫內13家虛擬運營商發出邀約。12月9日早高峰時段，虛擬電廠整體降低負荷19.03萬千瓦，相當于10戶小型鐵合金企業的用電負荷。
“按照約定，13家應邀虛擬電廠聚合資源用電功率陸續降低到位，通過采取調整冶煉爐檔位等方式降低負荷”。據烏蘭察布市一家企業相關負責人介紹，通過參與需求響應，在一定的合理收益區間，企業可以獲得補償。截至2024年1月，蒙西地區已接入13家虛擬電廠運營商，涵蓋鐵合金、水泥、鋅冶煉、化工等多種類型負荷資源，接入總容量超434萬千瓦，可調負荷66萬千瓦。
據測算，滿足最高短時尖峰負荷需求，需要投資近百億元新建200萬千瓦調峰發電廠。但通過虛擬電廠充分挖掘需求側調節潛力和源網荷協同互動能力，緩解尖峰時段電力供需緊張矛盾，虛擬電廠建設、運營、激勵的資金僅需建設傳統電廠投資的10%-20%。
聚力提升保供能力
        2023年10月以來，按照自治區關于開展虛擬電廠建設的相關工作要求，集團公司開展內研外調，將“學習借鑒、方案制定、制度建設、技術研究、資源整合、模擬運行”一體化推進。身處“源、網、荷、儲”富集資源聚集地，借鑒國網、南網先進經驗基礎的同時，集團公司亦在思考如何充分發揮重要區位優勢和資源稟賦等特點，以先行示范標準推進虛擬電廠建設，更好融入并服務新型電力系統建設。
集團公司立足蒙西地區電網供電負荷特征，突出區域特色，結合新能源資源富集實際，以“提升電網對高比例新能源的適應性”和“助力電力保供”為主線，扎實有效開展虛擬電廠建設工作，制定并印發工作方案，分階段、分節點明確虛擬電廠發展重點。確立“一年建基礎、兩年抓提升、三年見成效”的“三年三步走”階段性目標、打造“百千萬”虛擬電廠示范項目行動目標。到2025年，集團公司將建設100個以上虛擬電廠運營商，涵蓋各類可聚合資源超千戶，形成100萬千瓦以上容量的虛擬電廠可調節資源。
集團公司充分借鑒業內虛擬電廠運營商發展歷程，充分挖掘摸排蒙西地區客戶側可柔性、可調節、可中斷負荷資源，收集可聚合容量、響應方式、響應時長等關鍵信息，按照分區分類原則梳理歸檔資源信息，建立了蒙西地區統一的虛擬電廠資源庫。同時，依托現有需求響應平臺，拓展虛擬電廠管理模塊，組織技術研發人員，開發虛擬電廠監測、實時數據補招、虛擬電廠檔案管理等功能。目前，虛擬電廠運營管理平臺1.0已上線運行，初步實現資源庫內虛擬電廠全部接入。
構建虛擬多場景應用格局
        在積極培育蒙西地區虛擬電廠運營商的同時，集團公司按照“重實效、做示范、出亮點”的虛擬電廠建設運營工作思路，組織研發力量，全力搭建1個虛擬電廠運營管理平臺，統籌虛擬電廠運營管理。結合地區實際，按照負荷特性分類，深挖靈活性負荷資源，選擇高載能支撐經濟用電、“源網荷儲”一體化項目、智慧樓宇與電采暖、通信基站與數據中心、風光制氫一體化項目及電動汽車充電站六個成熟點位做先行試點，迅速推動。在6個虛擬電廠應用場景基礎上，再構建“N”個代表性虛擬電廠適用場景，打造具有蒙西地區特色的“1+6+N”虛擬電廠多場景應用格局。
        隨著電力系統新能源占比逐漸提高，以及分布式電源、電動汽車等多元化負荷不斷增加，當接入規模達到一定程度后，給電網穩定運行帶來更大挑戰。需要以虛擬電廠為調節手段，把類似空調、電采暖、電動汽車等具有柔性的、可控的、分散的電力負荷資源聚沙成塔，形成一個大的可控的調節資源，與電網進行靈活、精準、智能化互動響應；也需要聚合一些大的工業負荷，在電網用電高峰時段，轉移自身不重要的負荷到其他時段，從而減輕電網運行壓力。同時，在新能源“大發”時段，虛擬電廠可以有效調節用電負荷，幫助電網消納更多的新能源，推動清潔電力資源大范圍優化配置，助力綠色發展。
依托區屬電網企業電力資源優勢，集團公司將拓展新能源消納空間同助力自治區虛擬電廠建設聯系起來、貫穿起來、推動起來。開創以電網企業為樞紐、源網荷儲協同、上下游產業和諧共生、開放合作、互利共贏的能源電力新業態。