近年来，随着自治区经济社会高质量发展，地区用电负荷快速增长。2023年，集团公司供电区域最大供电负荷创历史新高，达4031万千瓦，增幅超13.2%。同时，新能源高比例接入，电力系统随机性、间歇性、波动性特征不断凸显，极端天气下，新能源出力不足，电网保供面临挑战。
2023年入冬以来，受雨雪冰冻寒潮天气影响，新能源发电能力持续降低，连续13天出现不同电力缺口，最大缺口达869万千瓦。在早晚用电高峰时段，电源侧电力保供难度加大，集团公司于12月9日首次启动“虚拟电厂”参与电网供需调节，全力做好负荷侧迎峰度冬电力安全保供。期间，集团公司共计组织13次需求响应，虚拟电厂11次全程实质化参与供需平衡调节，累计转移高峰时段尖峰负荷186.41万千瓦，有效增强了电网的供应能力。
探索供需匹配新途径
作为一座“看不见的电厂”，虚拟电厂并不是真正意义上的发电厂，而是一种智能电网技术。它既可作为“正电厂”向电网供电，又可作为“负电厂”通过增减用电负荷配合电网削峰填谷。
华北电力大学研究学者介绍，虚拟电厂是将不同空间的负荷、储能、微电网、电动汽车分布式电源等资源聚合起来，通过协调优化控制，既满足自身用能需求，又参与电力系统运行、电力市场交易的智慧能源系统。
“尊敬的电力客户您好，为缓解电网供电压力，诚邀您参与明日的需求响应申报”。12月8日上午10点，负荷管理服务工作人员通过负荷指令平台向虚拟电厂资源库内13家虚拟运营商发出邀约。12月9日早高峰时段，虚拟电厂整体降低负荷19.03万千瓦，相当于10户小型铁合金企业的用电负荷。
“按照约定，13家应邀虚拟电厂聚合资源用电功率陆续降低到位，通过采取调整冶炼炉档位等方式降低负荷”。据乌兰察布市一家企业相关负责人介绍，通过参与需求响应，在一定的合理收益区间，企业可以获得补偿。截至2024年1月，蒙西地区已接入13家虚拟电厂运营商，涵盖铁合金、水泥、锌冶炼、化工等多种类型负荷资源，接入总容量超434万千瓦，可调负荷66万千瓦。
据测算，满足最高短时尖峰负荷需求，需要投资近百亿元新建200万千瓦调峰发电厂。但通过虚拟电厂充分挖掘需求侧调节潜力和源网荷协同互动能力，缓解尖峰时段电力供需紧张矛盾，虚拟电厂建设、运营、激励的资金仅需建设传统电厂投资的10%-20%。
聚力提升保供能力
2023年10月以来，按照自治区关于开展虚拟电厂建设的相关工作要求，集团公司开展内研外调，将“学习借鉴、方案制定、制度建设、技术研究、资源整合、模拟运行”一体化推进。身处“源、网、荷、储”富集资源聚集地，借鉴国网、南网先进经验基础的同时，集团公司亦在思考如何充分发挥重要区位优势和资源禀赋等特点，以先行示范标准推进虚拟电厂建设，更好融入并服务新型电力系统建设。
集团公司立足蒙西地区电网供电负荷特征，突出区域特色，结合新能源资源富集实际，以“提升电网对高比例新能源的适应性”和“助力电力保供”为主线，扎实有效开展虚拟电厂建设工作，制定并印发工作方案，分阶段、分节点明确虚拟电厂发展重点。确立“一年建基础、两年抓提升、三年见成效”的“三年三步走”阶段性目标、打造“百千万”虚拟电厂示范项目行动目标。到2025年，集团公司将建设100个以上虚拟电厂运营商，涵盖各类可聚合资源超千户，形成100万千瓦以上容量的虚拟电厂可调节资源。
集团公司充分借鉴业内虚拟电厂运营商发展历程，充分挖掘摸排蒙西地区客户侧可柔性、可调节、可中断负荷资源，收集可聚合容量、响应方式、响应时长等关键信息，按照分区分类原则梳理归档资源信息，建立了蒙西地区统一的虚拟电厂资源库。同时，依托现有需求响应平台，拓展虚拟电厂管理模块，组织技术研发人员，开发虚拟电厂监测、实时数据补招、虚拟电厂档案管理等功能。目前，虚拟电厂运营管理平台1.0已上线运行，初步实现资源库内虚拟电厂全部接入。
构建虚拟多场景应用格局
在积极培育蒙西地区虚拟电厂运营商的同时，集团公司按照“重实效、做示范、出亮点”的虚拟电厂建设运营工作思路，组织研发力量，全力搭建1个虚拟电厂运营管理平台，统筹虚拟电厂运营管理。结合地区实际，按照负荷特性分类，深挖灵活性负荷资源，选择高载能支撑经济用电、“源网荷储”一体化项目、智慧楼宇与电采暖、通信基站与数据中心、风光制氢一体化项目及电动汽车充电站六个成熟点位做先行试点，迅速推动。在6个虚拟电厂应用场景基础上，再构建“n”个代表性虚拟电厂适用场景，打造具有蒙西地区特色的“1 6 n”虚拟电厂多场景应用格局。
随着电力系统新能源占比逐渐提高，以及分布式电源、电动汽车等多元化负荷不断增加，当接入规模达到一定程度后，给电网稳定运行带来更大挑战。需要以虚拟电厂为调节手段，把类似空调、电采暖、电动汽车等具有柔性的、可控的、分散的电力负荷资源聚沙成塔，形成一个大的可控的调节资源，与电网进行灵活、精准、智能化互动响应；也需要聚合一些大的工业负荷，在电网用电高峰时段，转移自身不重要的负荷到其他时段，从而减轻电网运行压力。同时，在新能源“大发”时段，虚拟电厂可以有效调节用电负荷，帮助电网消纳更多的新能源，推动清洁电力资源大范围优化配置，助力绿色发展。
依托区属电网企业电力资源优势，集团公司将拓展新能源消纳空间同助力自治区虚拟电厂建设联系起来、贯穿起来、推动起来。开创以电网企业为枢纽、源网荷储协同、上下游产业和谐共生、开放合作、互利共赢的能源电力新业态。
