【眼界周刊】“虚拟电厂”到底啥来头？

◎山东商报·速豹新闻网记者 邹通

如今正值夏季用电高峰期，全国用电负荷急速上升，随之而来的便是“虚拟电厂”的出圈。今年以来，国家发展改革委等部门印发的《“十四五”现代能源体系规划》以及天津、北京、上海等10余省份相继发布的“十四五”能源电力发展规划及碳达峰实施方案，均对发展虚拟电厂提出明确要求。那么这个“虚拟电厂”到底是什么？未来又将发挥怎样的作用？

何为虚拟电厂

什么是虚拟电厂？通过字面意思可知，这不是一个真实的电厂，它既没有厂房，也不烧煤和消耗其他燃料，却具备发电和调节电网的能力，本质上，虚拟电厂是一种新型电源协调管理系统或管理模式。

相较于真实的电厂来说，虚拟电厂可以理解为一个电力服务的“管家”角色，不仅具备电厂的功能，甚至远超实体电厂。它通过运用IOT、云服务、AI等信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车等多种分布式资源聚合和协同优化。这套系统，能将不同空间的多种资源聚合起来，自主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易，对外既可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，灵活地削峰填谷。

举个例子，比如一家商场的空调控制模块已接入负荷集控系统。该系统分析后发现，目前正是当地用电高峰，需降低用电负荷来平衡电网供需。30秒后，系统将商业综合体内功率为1200千瓦的空调负荷自动降到600千瓦，商场内的温度只上升了1℃，并没有影响到顾客的购物体验。若在以往，当出现较大用电负荷时，传统解决办法是在发电端扩建电厂、紧急调动备用发电资源，同时加强用电端的有序使用。不过，如果仅仅通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求，有可能在用电低谷期产生巨大浪费，有序用电造成的停工停产也会对企业生产造成冲击。因此，虚拟电厂成为有效解决用电负荷的新方案。

国家出手布局

有专家指出，从某种意义上讲，虚拟电厂是一个中心化的“大电厂”，将各种分布式的能源通过各种储能装置组织起来，通过双向控制，将各种配电网单位联合起来，以智能算法和科学调度，盘活了以前那些沉淀资源。发展虚拟电厂，不仅可以提高电网安全保障水平，还可以促进新能源消纳，同时大大提升系统调节能力。

此外，还有分析称，虚拟电厂可以节约电厂和电网投资，以往的电力系统削峰填谷，基本是通过火电厂实现的。根据测算，满足5%的峰值负荷可能需要投资4000亿的电厂和配套电网；而通过虚拟电厂实现，建设、运营、激励等环节的投资只需要500亿-800亿元。

可见，布局虚拟电厂对我国电力行业发展会产生更好的作用。也正因此，早在“十三五”时期，我国就已开展虚拟电厂的试点工作，部署多个虚拟电厂项目，取得很多经验和数据。资料显示，上海于2017年建成黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程。2019年，国家电网冀北电力公司优化创新虚拟电厂运营模式，并服务北京冬奥会。

今年以来，《“十四五”现代能源体系规划》进一步提出，开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出要大力提升电力系统综合调节能力，加快灵活调节电源建设，引导自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节。近期，国家能源局南方监管局发布《2022年南方区域电力市场监管工作要点》的通知，组织修订南方区域“两个细则”，推动储能、虚拟电厂等更多市场主体纳入“两个细则”考核补偿管理，研究增加转动惯量、爬坡等新的辅助服务品种。组织调度机构制定新型储能、虚拟电厂等第三方主体并网调度运行规程、规范和标准。

这些规划和方案，无论是从政策规范、技术标准还是市场机制，均对发展虚拟电厂提出了明确要求，同时也将虚拟电厂在储能项目发展上提到了重要位置。

未来前景可期

从政策和市场规模看，虚拟电厂在我国都将有巨大空间。有分析认为，作为能源智能化的新业态和新模式，虚拟电厂应用前景广泛，在电网结构向清洁低碳转型的背景下，发展虚拟电厂对促进电网供需平衡、实现分布式能源低成本并网、充分消纳清洁能源发电量、推动绿色能源转型具有重要的现实意义。除了电力“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，通过储能装置把它们组织起来，进行集成调控，起到“聚沙成塔”的作用。

放眼全球，自2001年起，欧洲各国就开始开展以集成中小型分布式发电单元为主要目标的虚拟电厂研究项目。近年来，澳大利亚、日本等国家也逐步加入虚拟电厂研究及部署行列。

在我国，相关企业目前纷纷加速布局。据相关报道显示，华北电网率先在国内开展了虚拟电厂参与辅助服务市场交易，国家电网浙江综合能源公司智慧虚拟电厂平台上线，国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台参与电力现货市场交易。

有专家指出，明确的“双碳”目标为我国虚拟电厂发展打开市场新增量。虚拟电厂的产业链由上游基础资源、中游数字平台和下游虚拟电厂聚合商三者共同组成。上游基础资源又可细分为可控负荷、分布式能源以及储能系统，如工厂车间、商场楼宇、大型用电设备等。中游的数字平台是虚拟电厂的核心组成部分，是智慧能源控制系统，可与电力调度中心、电力交易中心互动。产业链的下游可以为广大用户提供配电、电网接入和营销服务。

专业人士分析认为，随着分布式电源、电动汽车、储能、微电网的快速发展，虚拟电厂的资源聚合方式，将使工厂、居民都可以参与到虚拟电厂的价值创造中，成为能源互联网的重要形式。