在國網鞍山供電公司鞍山菱鎂工業虛擬電廠中控室，工作人員在監控數據。
國網鞍山供電公司供圖
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精準控制負荷，智能響應指令，日常監測能耗……作為聯通供電和用電主體、實現自主協調優化控制的智慧能源管理系統，位于遼寧鞍山的菱鎂工業虛擬電廠，近年來積極助推當地的菱鎂產業實現用電智慧化、生產綠色化、發展可持續化。
走進遼寧鞍山海城，大型貨車奔馳而過，企業廠房鱗次櫛比。這里是國內重要的菱鎂產品生產基地，菱鎂產業是當地的支柱產業之一。遼寧菱鎂礦資源儲量占全國的85%，其中鞍山又占全省的95%，鞍山規上菱鎂企業有219戶。菱鎂產業耗能很高，供電穩定性及電費成本波動對企業發展影響很大。同時，國家強化能耗“雙控”約束，也倒逼行業加大節能減排改造力度。
為了助推行業發展，自2019年起，國網遼寧省電力有限公司累計投資1934萬元，在鞍山建設了菱鎂工業虛擬電廠，接入了當地多家規上菱鎂企業。
一場產業智能升級的革命，悄然打響。
記者深入海城調研發現，虛擬電廠建設幾年來，成功為接入企業實現了電力負荷精準控制（可切）、參與電網調節（可調）、日常生產能耗監測分析（可看）三大服務。
負荷控制精準
降低生產風險
“所謂虛擬電廠，其實是一個智慧能源管理系統。它以工業互聯網為基礎，連接各類終端，聯通供電和用電主體，聚合響應電網調度指令或參與電力市場交易，實現自主協調優化控制?！睍r任國網鞍山供電公司副總經理的寧遼逸介紹，“應用虛擬電廠，既能有效避免用電高峰時的電網安全問題，又能減少新能源發電資源的浪費。”
對于菱鎂產業而言，電費是電熔鎂工藝最主要的生產成本，因而企業一般選擇利用低谷電價政策，集中在夜間生產。由此造成了局部電網白天利用率低，夜間電網負載率過高，嚴重的時候甚至會威脅局部電網運行安全和電力供應。
“作為高耗能企業，在用電形勢緊張的情況下應當參與電網避峰錯峰，但如何保護廠內的高價值設備成為需要解決的難題?！焙３鞘泻ｘQ礦業相關負責人介紹，“以多層煅燒窯爐為例，一旦全廠停電，可能導致窯爐出現溫度突降、爐襯塌陷的風險，如果在半個小時內恢復供電重新起爐，修復爐襯、重新升溫等的費用需要三四十萬元，如果超過半小時，相關費用則可能高達七八百萬元。”
“接入虛擬電廠后，我們與電網之間打通了信息交流渠道。在電網負荷過高時，我們可以依托平臺的精準控制負荷功能，主動切除不怕短時停電的生產線，避免因整體拉閘限電造成的損失?！焙３鞘泻ｘQ礦業相關負責人說。
“虛擬電廠的建立，讓生產線可以快速響應電網公司的負荷調節需求，對需求側參與電力平衡，提升電網安全性起到了積極的示范作用?！眹W鞍山供電公司調度控制中心主任劉宇說。
智能響應指令
參與電網調節
一股氣團進入渤海海峽。海風呼嘯，風力發電機巨大葉輪旋轉，電力源源不斷注入電網。
“預計今晚新增風力發電量待消納，否則將造成‘棄電’?！闭{度指令信息上線菱鎂工業虛擬電廠。入駐平臺的遼寧東和新材料股份有限公司等相關菱鎂企業當即做出增加生產的計劃。依靠虛擬電廠，電網企業高效組織高耗能用電企業，迅速消納新能源發電，實現綠色電力有效利用。
“新能源發電出力受天氣影響大，發電高峰時期，如果電不能被及時消納或儲存，便只能被舍棄，因而亟須開發儲能資源和需求側響應資源。對鞍山來說，高耗能的菱鎂產業恰恰是非常好的需求側響應資源?！睂庍|逸說。
東和新材料董事長畢勝民告訴記者：“之前傳統電熔鎂生產線的加料、冶煉都要靠現場人工參與控制，無法快速響應電網公司的負荷調節需求?！?022年，在國網鞍山供電公司的主導下，由高校、科研院所聯合研發的新型礦熱爐智能控制系統在企業進行了示范安裝應用，不僅實現了電熔鎂的自動化穩定生產，降低電耗4%，還通過企業集控中心與虛擬電廠接口，實時響應電網的功率調節指令，響應延時不超過1.5秒。
“企業給電網調控中心開放了一定范圍的調節區間，在區間內電網可根據負荷壓力直接對企業生產功率進行調節，這是對我們的極大信任，也是對保障供電安全的極大支持。”寧遼逸說。
畢勝民還給記者算了一筆經濟賬，“我們企業已接入虛擬電廠的電熔鎂負荷如果全部參與調峰，按±15%可調節區間計算，可調容量將達到±1萬千瓦。這部分負荷進入輔助調峰市場進行交易，按2020年東北電網輔助調峰市場交易均價0.6元/千瓦時、每天調峰1小時計算，全年365天可為企業增加年經濟效益219萬元?！?/p>
從以更低價格消納新能源發電的角度看，據推算，遼寧現有菱鎂企業如果全部實現智能響應調節指令功能，每年可消納風光電量超2億千瓦時，同時也為企業大幅降低電費成本。
監測企業能耗
助推綠色發展
接入虛擬電廠后，還給畢勝民帶來了一個新變化。在他的手機上，通過菱鎂綜合能耗管理APP，能實時掌握生產線運行情況、能耗情況。他告訴記者：“電費成本、國家能耗‘雙控’約束都在倒逼行業、企業加大節能改造。有了APP方便多了，不僅可以及時發現異常工況，還能通過多維度對比分析，為企業技術改造提供科學參考?！?/p>
而從整個平臺來看，效果更不止于此。
在菱鎂工業虛擬電廠中控室的大屏幕上，記者可以清晰看到“能效看板”一欄，實時顯示著接入企業的用電量、電費均價、單品能耗等信息。點擊進入相關企業看板，可以看到當日實時的負荷監測信息。
“平臺對輔助政府部門監測、分析菱鎂企業的產能、能耗、碳排放等指標，依據監測數據制定行業未來節能減排的準入標準，從而促進行業健康可持續發展提供了有益參考。”鞍山市副市長孫平說，“這也為我們通過電力數字化賦能，推動高耗能‘原字號’產業優化升級，實現用能從高碳向低碳、從以化石能源為主向以清潔能源為主轉變，提供了樣板示范和思路?！?/p>
“未來，有可能由電力公司與地方政府聯合建立能源大數據中心，接入重點工業企業，對重點用能單位開展實時監測和統計分析，并為高能耗工業企業的用能優化、節能改造、能源托管提供資金和技術服務。”國網鞍山供電公司互聯網辦公室主任何海說。
優化交易機制
探索商業模式
目前，菱鎂工業虛擬電廠已接入鞍山當地規上菱鎂企業30家，實時監測電熔鎂生產線243條，累計接入電力負荷容量129萬千伏安。
國家能源局東北監管局聯合遼寧省發改委、工信廳日前印發了《遼寧省電力需求側響應實施方案》，目標是形成遼寧電網最大用電負荷5%的需求側響應能力，遼寧電力現貨市場也在有條不紊建設中。
“未來，當有更多像東和新材料這樣的菱鎂企業完成生產線智能化改造，便可形成菱鎂行業的可控負荷主體群，進而推廣到其他工業領域，不斷擴大工業負荷參與市場化交易的能力和規模，讓企業通過市場化手段獲得降低用電成本的實惠?！眲⒂钫f。
劉宇表示，這既需要通過科技創新、技術改造，不斷增強各工業領域企業生產線的智能化程度及負荷調節能力，以適應實時電力市場電價波動；也需要積極的政策引導，做好虛擬電廠組織企業消納綠電后的認證工作，通過“電—碳”市場聯動將綠電消納與碳減排量關聯。
目前，國網鞍山供電公司正在聯合鞍鋼集團等企業研究鋼鐵行業參與電網互動的潛力和策略，不斷擴大資源池可控負荷種類和規模。未來，如果虛擬電廠參與電力現貨、輔助服務等市場交易的機制進一步優化，將形成以市場為驅動的虛擬電廠商業模式，構建面向能源互聯網的共享生態圈。
“下一步，我們將充分挖掘遼寧在電力市場建設方面的潛力，利用現有虛擬電廠建設工程，探索其在電力市場中的商業運行模式，實現虛擬電廠在電力市場中穩定運行及利益最大化。”國網遼寧省電力有限公司主要負責人說。
《 人民日報 》（ 2023年05月12日 10 版）