提起電廠，很多人會想到這樣的場景——火電廠里冒著水蒸氣的冷卻塔阶糖、風電廠中高聳的風機爷凫、光伏電站一排排光伏板……但您聽說過“虛擬電廠”嗎?

今年夏季酷愧，國內(nèi)多地出現(xiàn)極端高溫天氣覆履，疊加經(jīng)濟復蘇等因素，全國用電負荷快速增長涎狐。再看供電端妖局，可再生能源發(fā)電在全國電力供應中的比重不斷上升聪痢，但風、光等可再生能源發(fā)電波動性细企、間歇性較強的問題仍待突破翼袒。如何保障穩(wěn)定的電力供應?虛擬電廠進入人們的視野。

啥是“虛擬電廠”?

——看不見也摸不著屯掖，是一套依托于數(shù)字信息技術的能源管理系統(tǒng)

談及虛擬電廠玄柏，可追溯至中國的電力體制改革。

據(jù)了解贴铜，上世紀90年代粪摘，國內(nèi)電力供應實行電力需求側管理，主要通過行政手段實行計劃用電绍坝。進入本世紀以來徘意，電力需求側管理逐步演變?yōu)殡娏π枨髠软憫锤鶕?jù)電力市場供需情況調(diào)節(jié)電力轩褐。而電廠的主要功能之一椎咧，就是通過調(diào)節(jié)電力負荷來確保電力穩(wěn)定。

華北電力大學能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴告訴記者把介，過去勤讽，用戶用電需求波動時主要靠供應側調(diào)節(jié)來平息，而能源結構轉型對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力提出了新要求拗踢。“當前脚牍，中國正加快建設新型電力系統(tǒng)向臀，其核心就在于推進可再生能源大規(guī)模、高比例發(fā)電碗品。但可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)帶來的不穩(wěn)定性等問題也較為突出隆文，傳統(tǒng)供應側的調(diào)節(jié)能力較難平滑風、光發(fā)電的波動性游淆。這時候症妻，依托數(shù)字化技術平臺节婶、不受物理空間限制的虛擬電廠就展現(xiàn)出穩(wěn)定電力供應的潛力擎丘。”曾鳴說。

顧名思義享积，虛擬電廠看不見也摸不著边久。與傳統(tǒng)電廠不同，它不燒煤履岂，也沒有廠房遏治，是一套依托于數(shù)字信息技術的能源管理系統(tǒng)。

曾鳴告訴記者函强，虛擬電廠不用實體設備發(fā)電鸵安，而是聚合各類用電負荷，實現(xiàn)電力負荷的組合反璃、分析昵慌、優(yōu)化和調(diào)度。一方面淮蜈，虛擬電廠所聚合的各類用電負荷要“可調(diào)節(jié)”斋攀，比如辦公樓里的空調(diào)、公共交通用電等;另一方面梧田，它以數(shù)字化技術為支撐淳蔼，將不同空間的用電負荷整合起來，實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度裁眯，從而起到穩(wěn)定電力供應的作用鹉梨。

“除了可調(diào)節(jié)負荷，虛擬電廠還能對分布式電源穿稳、儲能存皂、電動汽車等各類分布式資源進行聚合管理和優(yōu)化控制。簡單來說司草，就是將不同類型的分布式資源‘聚沙成塔’艰垂，相當于建了一個云端電廠。”國網(wǎng)能源研究院企業(yè)戰(zhàn)略研究所副所長張曉萱說埋虹。

虛擬電廠咋運作?

——根據(jù)市場電力供需情況吭辛，上游電力經(jīng)由中游的數(shù)字化平臺統(tǒng)一調(diào)配裁愉，再分配給下游需求方

如果將整個產(chǎn)業(yè)鏈展開，虛擬電廠可分為上游的電力供應嘴净、中游的電力管理和下游的電力應用三大板塊属缚。據(jù)介紹，虛擬電廠的運作护狠，就是根據(jù)市場的電力供需情況隧鸠，將上游的電力經(jīng)由中游的數(shù)字化平臺統(tǒng)一調(diào)配，再分配給下游的需求方同蚂。

從上游供電看懊玖，虛擬電廠不具有實際存在的電廠形式，但具有電廠的功能扔相。那么力鹰，建立在“云上”的虛擬電廠，電從哪兒來?

“虛擬電廠的電力來源可以分為兩大類厚遗。”張曉萱介紹腺首，一類是其聚合的分布式電源、儲能黔攒、電動車等向電網(wǎng)提供的富余電力;另一類是虛擬電廠通過控制其聚合的可調(diào)節(jié)負荷趁啸，削減用電高峰時的電力需求，所節(jié)省的部分等效于向電網(wǎng)提供了電力督惰。

以國家電網(wǎng)冀北電力公司2019年投運的虛擬電廠示范工程為例不傅，該電廠聚合了張家口、秦皇島姑丑、承德蛤签、廊坊地區(qū)的可調(diào)節(jié)工商業(yè)、蓄熱式電鍋爐栅哀、智慧樓宇震肮、儲能等資源，主要參與華北調(diào)峰輔助服務市場的運營留拾。在凌晨4時至6時風力大發(fā)期間戳晌，虛擬電廠控制蓄熱式電鍋爐、儲能痴柔、電動汽車等分布式資源儲存電力沦偎，到了晚上7時至8時用電高峰期，再將儲存起來的這部分電力提供給電網(wǎng)溅蓖，屬于上述第一類電力來源鹤仲。在此階段，虛擬電廠還可將商業(yè)樓宇空調(diào)等柔性負荷降下來，節(jié)省大量電力以保障用電穩(wěn)定壕赘，屬于上述第二類電力來源拾哈。

同樣具備調(diào)峰、調(diào)頻功能铐儡，虛擬電廠的調(diào)節(jié)效率遠高于傳統(tǒng)的供應側調(diào)節(jié)染痊。張曉萱告訴記者，傳統(tǒng)煤電機組增減出力的響應時間較長庆葱，參與調(diào)峰受爬坡速率的限制组救。一般來說，一臺煤電機組從最小出力到額定出力需要1到2個小時胚高。而虛擬電廠聚合的儲能辰车、可調(diào)節(jié)負荷等資源響應速度可達到分鐘級甚至秒級，顯然快于前者恳蹲。

不僅如此虐块，虛擬電廠在穩(wěn)定電力供應方面還呈現(xiàn)出更高的經(jīng)濟性。以往在出現(xiàn)較大用電負荷時嘉蕾，供應側的調(diào)節(jié)方式往往是擴建電廠、調(diào)動備用電源霜旧、加強有序用電管理等错忱。而虛擬電廠通過降低用電側負荷來保障用電穩(wěn)定，不會對居民挂据、工商業(yè)用電產(chǎn)生過大影響以清，成本更低，對環(huán)境也更友好崎逃。

國家電網(wǎng)的一項測算顯示掷倔，同樣為了維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定，傳統(tǒng)火電廠如果要建設煤電機組來實現(xiàn)經(jīng)營區(qū)域內(nèi)電力削峰填谷个绍，以滿足5%的峰值負荷需求即最大用電需求計算勒葱，需投入電廠及配套電網(wǎng)建設成本約4000億元;如果借助虛擬電廠來實現(xiàn)同樣的功能，其建設巴柿、運營凛虽、激勵等環(huán)節(jié)僅需投資500億元至600億元，成本遠低于前者栓属。

發(fā)展機制仍待完善

——推動虛擬電廠大規(guī)模發(fā)展還需進一步明確其盈利機制礁懂，并協(xié)調(diào)好供電側等多方關系

業(yè)內(nèi)人士分析，虛擬電廠近來關注度高漲周矢，一方面源于極端天氣等因素催生的用電需求锣石，另一方面，儲能沟赏、新能源汽車等相關技術的成熟讓虛擬電廠得以獲取更多電力資源浆酝。此外悔邀，依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等手段砂姥，虛擬電廠能較為精準地預測可再生能源的發(fā)電情況删舀，避免“棄風棄光”現(xiàn)象，節(jié)省電力資源的同時也能實現(xiàn)其在更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置掠记。

不過梭狱，和傳統(tǒng)電廠一樣，虛擬電廠的運作還要考慮一個關鍵問題——如何盈利?

張曉萱告訴記者傍菇，國內(nèi)的虛擬電廠主要通過參與輔助服務市場和需求側響應來賺取一定費用猾瘸。前者指為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)等提供服務，后者則是根據(jù)電網(wǎng)需求丢习，調(diào)整用電側的使用情況牵触。總體看咐低，目前國內(nèi)的虛擬電廠盈利模式較為單一揽思，激勵機制還不夠。

記者了解到见擦，在虛擬電廠布局較早的部分歐洲國家钉汗，當?shù)靥摂M電廠可通過向發(fā)電企業(yè)提供電力規(guī)劃和技術支持等獲取服務費，或幫助發(fā)電企業(yè)接入電網(wǎng)完成電力交易后收取部分費用鲤屡。業(yè)內(nèi)人士認為损痰，參照部分歐洲國家的經(jīng)驗，中國的虛擬電廠在盈利模式等方面可實現(xiàn)一定創(chuàng)新酒来。比如進一步豐富輔助服務市場交易品種卢未，加快電力現(xiàn)貨市場、容量市場建設详鲜，拓寬虛擬電廠參與市場的渠道躏宗。此外，可探索能源托管闰厨、節(jié)能服務等其他增值服務撼腹，如提供節(jié)約電費、降碳分析方案等害寸。

中國正加緊布局虛擬電廠瓦腋。2021年10月，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》寝谚，提出要大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力妙旅，加快靈活調(diào)節(jié)電源建設，引導自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負荷战覆、工商業(yè)可中斷負荷威沙、電動汽車充電網(wǎng)絡、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)柬乓。今年3月發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確攘活，開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷、樓宇空調(diào)負荷玄呛、大數(shù)據(jù)中心負荷阅懦、用戶側儲能、新能源汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范徘铝。力爭到2025年耳胎，電力需求側響應能力達到最大負荷的3%-5%。

專家認為惕它，要進一步推動虛擬電廠大規(guī)模發(fā)展怕午，還需處理好多方關系。“要使虛擬電廠的價值在市場中充分體現(xiàn)淹魄，讓它和供應側的資源實現(xiàn)公平競爭郁惜，按照誰更劃算、更具清潔性等標準進行選擇揭北。”曾鳴說扳炬，另一方面，仍需進一步完善相關政策支持搔体，繼續(xù)創(chuàng)新數(shù)字信息技術，讓虛擬電廠更“聰明”综俄，進而在更大范圍內(nèi)推廣應用竿赂。