条漫丨探“碳”美好时代③：神奇的“江水空调”和它背后的“虚拟电厂”
作者：大型燃煤锅炉回收 发布日期： 2024-07-05
根据国家气候中心监测评估，考虑平均强度、影响区域和维持的时间，2022年6月13日开始至今的区域性高温事件综合强度已达1961年有完整气象观测记录以来最强。经济复苏叠加高温天气，我国用电负荷较快增长，“虚拟电厂”一词频频进入公众视野。
什么是“虚拟电厂”？加入“虚拟电厂”的成员又长什么样呢？现在，跟着《探“碳”美好时代》栏目组，一起来探秘吧
说起电厂，你脑海里浮现出来的画面是什么？高耸的冷却塔、整齐排开的厂房？事实上，“虚拟电厂”并不真正燃烧煤炭，而是一套能源管理系统。它无需对电网做改造，就可以让过去看不见、摸不着的电力转变为可视化数据。
走进国家电网南京供电公司，新华日报交汇点记者看到南京220千伏宁北分区电网的拓扑结构、电源特性、构成、占比及利用率，负荷现状等数据清晰地展示在一块巨大的屏幕上面。
据国家电网南京供电公司电力调度控制中心调度专职叶婷介绍，“虚拟电厂”是“通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能装置、可控负荷、电动汽车等分布式能源的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力系统和电网运行的电源协调管理系统。”
目前国网南京供电公司已经使用上了“进阶版”虚拟电厂源网荷储低碳调度平台。可以实时观测宁北分区电网碳流分布、度电碳排放强度、各类电源碳排放占比和碳减排量、不同电源碳流去向、负荷节点的碳流来源等，实现对电网全场景碳流的精确计量和态势感知。
按照传统电网调控模式，当出现较大用电负荷时，处理方法是在发电端扩建电厂、紧急调动备用发电资源，同时也加强用电端的有序使用。但“虚拟电厂”的大数据属性，在生产端能够在一定程度上促进新能源发电消纳和降低公司制作成本，在需求端可以精准控制用电以此来降低企业用电负荷、精准减碳。
今年年初，叶婷发现南京化工园热电厂一成清洁排放改造的统调机组出力为60%，而同一片区内相邻的南京热电厂一台碳排放量较高的机组接近满发。她立即通过江苏电力调度控制中心建议化工园热电厂机组满发，南京热电厂降低机组出力。因为两台机组输出功率和耗能不同，这“一增一减”之下，两家电厂当天共减少碳排放298.4吨。
该平台已接入各类可调控能源资源7.3万千瓦，可节省电力建设投资4.38亿元（相当于少建一座电厂），按照负荷高峰时期每天辅助调峰2小时计算，年可降低二氧化碳排放6.6万吨。
除了当好电力“智能管家”的角色，“虚拟电厂”还能在光伏、风电等新能源出现间歇性时，通过储能装置充、放电调节，进行协调优化控制，起到“聚沙成塔”的作用，以备不时之需。
“虚拟电厂”并不是真正的发电厂，那接入这套智慧平台的成员又是什么样呢？炎炎夏日，记者来到了南京江北新区市民中心。
刚一进入大厅，便觉得此处凉风送爽，全身暑意瞬间消除，但仔仔细细地观察，从地面到屋顶均看不到常见的冷却塔与空调机组。
在南京江北公用新能源有限公司新能源市场拓展主管陆晓彤的带领下，记者来到市民中心外绿化带下方的江水源热泵6号能源站内，一睹全国最大体量的江水源热泵中央空调区域供能系统。
能源站位于地下12米，两种颜色的管道交错于能源站内部，深蓝色的管道是空调水管，浅蓝色的是江水管，分别和大型的热泵机组相连。江水具有流量大、冬暖夏凉的特点，所以热泵机组的工作效率更高。
6号能源站所需要的江水通过3号取水泵站抽取、过滤和输送，取水泵站距离长江仅100米。陆晓彤介绍，夏天江水流入能源站后，经过热泵机组换热后流向河道和长江。热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机组成，生产最低5℃的空调水，通过输配管网送到用户换热机房换热后，再以12℃回到热泵机组冷却，循环往复。而用户换热机房经过换热后的空调二次侧循环水，向每个房间输送冷水，实现室内降温。冬天则可以最高可产生48℃热水，实现区域供热。
与传统空调相比，“江水空调”100%使用可再次生产的能源作为冷热源，江水被提取能量后，排入新区的定向河等内河河道，不但实现生态补水，还大大改善了区域生态环境。
江水源热泵中央空调区域供能系统项目属于绿色能源示范项目，“江水空调”比常规空调节能30%，项目全面建成后预计年节省用电量1.4亿度，大幅度减少化石能源消耗及燃烧污染物排放，社会效益和生态效益更为显著。陆晓彤表示：“项目还可以缓解城市热岛效应，夏季区域环境和温度预计比不用“江水空调”的片区低约23℃。”
单个“江水空调”绿色减排的能力就这么强劲，接入了“智慧大脑”源网荷储低碳调度平台的6号能源站更是如虎添翼。
数据显示，通过对外界环境温度、供回水温差以及用电特性的分析，平台为能源站制定优化供能策略，在保证市民中心用户体感舒适度的前提下，通过调节热泵的运行，每天可节省用电192.8度，减少二氧化碳排放150.5千克，一年可减少二氧化碳排放36吨。
江水源热泵项目还具备蓄能功能，利用冰蓄冷、水蓄冷及水蓄热技术，在用能需求低的夜间，充分的利用谷段电价优势，取冷、热水，将冷、热量储存起来，在白天电网高峰时段，将储存的能量释放以满足空调高峰负荷需要。