虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術，在虛擬電廠聚合下，企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場交易，靈活性更高。作為能源智慧化的關鍵技術，虛擬電廠應用前景廣泛，全球都在搶占先機。目前，我國基本處于前期試點研究階段。
資本市場總是不缺熱門概念。近日，A股虛擬電廠概念股熱度頗高，受到投資者追捧。虛擬電廠概念本輪走熱，源自關于特斯拉的一則消息——太平洋燃氣與電力公司聯(lián)合特斯拉推出虛擬電廠試點項目。受此消息刺激，多家A股上市公司透露，涉及虛擬電廠相關業(yè)務，并展開積極布局。虛擬電廠走紅背后，是能源系統(tǒng)數(shù)字化轉型浪潮來襲。
提起電廠，人們腦海里第一反應往往是：高聳的煙囪、巨大的冷卻塔、滾滾的白煙。如今在我們身邊有一些電廠，既沒有廠房，不燒煤，也不用其他燃料，卻具備發(fā)電的能力，我們稱之為虛擬電廠。虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術，其核心理念就是通過先進信息通信技術和軟件系統(tǒng)，把工廠、商場甚至居民家的各類分散、可調(diào)節(jié)的電源和負荷匯聚起來，形成一個虛擬的“電廠”進行統(tǒng)一管理和調(diào)度。在虛擬電廠聚合下，企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場交易，靈活性更高。
以大型商業(yè)綜合體為例，通常這些樓宇都會配備大量的空調(diào)機組，冬天供暖夏天送冷都會消耗大量電能。在夏季用電高峰時段，如果通過預先安裝的電子終端實現(xiàn)分鐘級遠程柔性可調(diào)節(jié)負荷需求響應，將中央空調(diào)的溫度上調(diào)2攝氏度至3攝氏度，便可讓日均用電量減少近20%，從而減輕電網(wǎng)的負擔，同時商場用戶也不會因為微小的溫度上升而感到不適。如果能管控更多這樣的大廈和工廠，就可以在不新建發(fā)電廠的前提下，更好地釋放存量電力的潛能，保障電網(wǎng)安全。
雖然技術很先進，但虛擬電廠并非新概念。自1997年這個概念提出以來，便受到歐洲、北美和澳洲多國關注。自2001年起，德國、英國、西班牙、法國、丹麥等歐洲國家開始興起以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標的虛擬發(fā)電廠研究項目;同期北美推進相同內(nèi)涵的“電力需求響應”。澳大利亞、日本等亞太國家近年來也逐步加入虛擬電廠研究、部署行列。
我國尚未形成成熟的成套解決方案，虛擬電廠項目基本處于前期試點研究階段。“十三五”期間，我國江蘇、上海、河北、廣東等地相繼開展了電力需求響應和虛擬電廠試點。比如，江蘇省于2016年開展了全球單次規(guī)模最大的需求響應。上海于2017年建成世界首個商業(yè)建筑虛擬電廠——黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范工程。國網(wǎng)冀北電力有限公司優(yōu)化創(chuàng)新虛擬電廠運營模式，并高質(zhì)量服務北京冬奧會。
在“雙碳”目標下，虛擬電廠對提升電網(wǎng)安全保障水平、推動能源綠色低碳轉型具有重要意義。當前，以可再生能源為代表的現(xiàn)代能源系統(tǒng)，正加速替代以油氣為代表的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)。從能源生產(chǎn)、消費和配置各環(huán)節(jié)看，現(xiàn)代能源系統(tǒng)以電為中心、以電網(wǎng)為平臺的特點日益顯著。未來，分布式可再生能源、電動汽車、新型儲能等配電網(wǎng)中的分散發(fā)電和有源負荷將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，更多電力用戶將由單一的消費者轉變?yōu)榛旌闲偷漠a(chǎn)消者。這些都對電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行等提出新的挑戰(zhàn)。
虛擬電廠正是針對這些新現(xiàn)象，聚焦再電氣化進程中生產(chǎn)側和消費側同步發(fā)力的重要特征，提出適應未來能源清潔低碳發(fā)展趨勢的技術和商業(yè)模式，在清潔供暖、用戶側需求響應、電動汽車等領域都具有廣闊的應用前景。作為電網(wǎng)的“智能管家”，虛擬電廠將分散式電源和負荷化零為整，既可以作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電，也可以作為“負電廠”消納系統(tǒng)的電力，起到靈活的削峰填谷作用，助力電網(wǎng)系統(tǒng)保持實時平衡。這不僅可以減少電源和電網(wǎng)建設投資，還可以為企業(yè)、居民等參與者提供新增收入的渠道，實現(xiàn)用戶和系統(tǒng)、技術和商業(yè)模式的雙贏。
能源再電氣化和智慧化已成全球能源轉型重要趨勢。作為能源智慧化的關鍵技術，虛擬電廠應用前景廣泛，全球都在搶占先機，爭取戰(zhàn)略主動。不過無論是在海外還是國內(nèi)，虛擬電廠都還很年輕。在能源轉型的道路上，尚需政府、企業(yè)、用戶等各方共同努力，在市場機制建設、商業(yè)模式創(chuàng)新、核心技術研發(fā)以及用戶廣泛參與等方面積極探索，助力能源流與信息流高度融合，最終實現(xiàn)能源生產(chǎn)、交易、利用的高效化，以及能源基礎設施的共享。(作者：王軼辰)
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