中國儲能網訊：當前正值夏季用電高峰，“虛擬電廠”這一概念被越來越多的人提及，各地與虛擬電廠相關的政策也密集出臺。在浙江，虛擬電廠也正飛速照進現實。
不建廠房、不冒煙的電廠
“虛擬電廠”這個概念，最早于1997年在國外首次提出，2016年被引進國內能源互聯網體系框架。
虛擬電廠，不是人們現實中看到的那些發(fā)電廠。傳統電廠依賴實體的發(fā)電設備，而虛擬電廠則依賴于已有的電力資源，依托物聯網、5G通信、大數據等技術進行資源的聚合與優(yōu)化。
換言之，不建廠，但是能聚合電。從聚合范圍看，在浙江，目前是指非調度調管的用戶側資源，比如一些可控的分布式光伏、電動汽車充電樁、空調、用戶側儲能、源網荷儲一體化園區(qū)、數據中心、景觀照明等海量分散資源。技術上通過人工智能和大數據的力量，管理上通過聚合商的運營模式，從而把散落在各個角落的能源資源在云端匯集在一起，形成一個新的能源大廠。點點星火，可燎原。
說到這里，可能有人會問，為什么會出現虛擬電廠？
誠然，沒有事物會憑空出現。新安江水電站、浙江北侖發(fā)電廠、秦山核電站……這些耳熟能詳的大型電廠誕生背后，都是經濟社會發(fā)展帶來的需電殷切。
在中國，虛擬電廠建設從概念加速變?yōu)閷嵺`，源于應對全球氣候變化之下的脫碳行動。隨著“雙碳”目標的實施和新型電力系統建設的推進，能源向綠色低碳轉型，源源不斷的可再生能源被開發(fā)利用，能源供應結構發(fā)生改變。如浙江，截至今年6月底清潔能源裝機占比已超過五成。虛擬電廠建設可幫助新能源大規(guī)模接入下的電力系統保持穩(wěn)定，提供靈活調節(jié)能力。
科技的進步，也為虛擬電廠的興起創(chuàng)造了技術條件。數字化智能化的加持，讓人們能不受空間地域限制，以一種前有未有的方式聚合能源，提升源網荷儲高效互動水平。
虛擬電廠建設提速，也離不開經濟社會發(fā)展帶來的用戶側負荷資源的日益豐富。用好這些可控可調的靈活資源，是對傳統集中式的發(fā)電模式的一種補充和輔助，平衡電網供需矛盾。
也正是基于這幾項基礎，讓虛擬電廠具備了靈活、經濟、環(huán)保的特點。
2023年，浙江省最高電力負荷超過一億千瓦，日最大峰谷差達3234萬千瓦，達到或超過最高負荷95%的尖峰時段僅有33個小時。以尖峰時刻負荷為標準來擴張電網建設規(guī)模，缺乏經濟性。
而虛擬電廠尚有挖潛空間，靈活環(huán)保的同時，還可釋放土地資源，幫助減少對化石燃料的依賴，促進節(jié)能減排，降低用電及基礎設施投資成本。據業(yè)內預測，按2025年全國負荷16億千瓦、虛擬電廠容量占總負荷3%來測算，屆時全國虛擬電廠容量將達到4800萬千瓦，帶來的經濟效益將達到千億元級。
AI在電力的落地場景
虛擬電廠，是AI在電力領域的落地應用場景之一。記者在采訪過程中也聯想到了“區(qū)塊鏈”，非中心化、分布式、點對點，而后形成鏈接。相比中心化，虛擬電廠因為分散，熄滅一盞小燈，還有無數小燈，從某種角度來說，安全特性突出。
一輛電動汽車就是一個移動儲能，也是一個小小的虛擬電廠。
通過車網互動（V2G），當用電高峰時，電動汽車動力電池向電網放電，實現頂峰發(fā)電的支撐能力；在用電低谷時，電動汽車進入充電模式，存儲電網過剩的電量，起到輔助填谷作用。
在浙江，通過傳感技術自動調節(jié)空調溫度及景觀照明、工業(yè)園區(qū)的微電網及用戶側儲能參與需求響應……這些也都可通過接入新型電力負荷管理系統，以虛擬電廠形式與大電網鏈接，并進行互動。
目前，杭州虛擬電廠可用于系統電源性缺電、電力市場化交易、配網故障性調節(jié)等場景。寧波自2023年起培育虛擬電廠市場，目前已向用戶發(fā)放輔助服務補貼196.9萬元。在金華浦江、磐安等地，把民宿空調等負荷接入當地虛擬電廠平臺，擴大可調負荷資源池。
總體而言，虛擬電廠可提供多種輔助服務，如調頻、調峰、旋轉備用等。這些輔助服務助力降低供電過程中的不確定性，提高電力系統的安全可靠性。
在近年來的陸續(xù)探索中，國網浙江電力發(fā)揮樞紐作用，截至目前已服務16家虛擬電廠聚合商在交易平臺完成注冊。虛擬電廠參與輔助服務市場累計交易次數達削峰45天、填谷23天，累計參與調峰輔助服務市場交易1871戶次，參與調峰輔助服務1155小時，累計交易電量1355萬千瓦時。
今夏，浙江省能源局發(fā)文要求加快建設發(fā)展虛擬電廠（1.0版），并提出要將其作為浙江進一步開展新型電力系統省域示范的重要舉措。
2024年，浙江將深化技術和市場機制創(chuàng)新，推動虛擬電廠資源聚合規(guī)模持續(xù)壯大，力爭實現其規(guī)模達400萬千瓦，虛擬電廠通過參與需求響應、輔助服務市場等有效支撐電力保供等可調節(jié)能力達20萬千瓦，并繼續(xù)探索充換電設施參與虛擬電廠運營，其可調節(jié)能力15萬千瓦。
據規(guī)劃，到“十四五”末，通過需求響應、輔助服務、電力市場等多元化途徑，虛擬電廠將成為支撐浙江電力系統安全穩(wěn)定、清潔低碳、經濟高效運行的有效載體，進而提升電力供應保障能力和新能源消納水平，助推浙江打造新型能源系統建設先行省。
他山之石可攻玉
從浙江到全國，虛擬電廠正在提速發(fā)展，有望迎來高峰建設期，也有望成為緩解電網尖峰時刻的最具經濟性選項之一。
而放眼全球，虛擬電廠已成行業(yè)風尚。美國電動汽車制造商特斯拉在南澳大利亞州為居民家庭安裝家用電池系統Powerwall，幫助當地政府減少高峰用電需求，同時為參與的家庭節(jié)省電費。國外虛擬電廠的商業(yè)模式和生態(tài)鏈構建，也能帶來借鑒與啟發(fā)。
在發(fā)展初期，德國虛擬電廠模式聚焦管理分布式能源，聚合參與電力市場和提供電力相關輔助服務，美國虛擬電廠主要通過實時靈活響應需求獲得收益，日本則以用戶側儲能為主建設虛擬電廠，各有側重，但其商業(yè)化程度都較高。近年來都逐漸往源網荷儲協調運行發(fā)展升級。
我國與海外虛擬電廠的發(fā)展差距，主要在于電力市場的成熟度差異。虛擬電廠發(fā)展大致會經歷邀約型、市場型、自主調度型等階段。當前，國內各地基本處于邀約型或市場型階段，要進入成熟市場及自主調度，還有較長的路要走。
國網浙江電科院能源技術中心專家張程翔舉例，大型獨立儲能接入電網調度和參與市場交易的政策、規(guī)則已逐漸明晰。但用戶側分布式儲能，因并網位置分散、單體容量小，以虛擬電廠模式聚合將更好地發(fā)揮其快速、靈活、精準的特性，服務電網電力電量平衡。但目前仍需探索穩(wěn)定商業(yè)模式，以市場這只“無形之手”引導更多資本進場角逐，從而產生更大的技術推力。因此，虛擬電廠要發(fā)展，離不開成熟的市場機制這一沃土，包括輔助服務、現貨等規(guī)則的健全，主體地位的明確等等。
今夏，在浙江，各虛擬電廠運營商在迎峰度夏用電緊張時期，參與需求響應、輔助服務等市場活動，還能獲得一定的經濟補貼。但除去補貼激勵，市場化商業(yè)模式還需進一步探索。
國網浙江電力營銷部相關專家李磊表示，浙江正在研究完善虛擬電廠體系機制，形成多方獲益、可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，逐步做好輔助服務市場、省內現貨市場銜接，讓虛擬電廠運營商能持續(xù)發(fā)揮作用，并加速多元化發(fā)展。
在電動汽車領域，構建起“車+樁+光+儲+荷+智”的新能源閉環(huán)生態(tài)；當電力現貨市場漸趨成熟，產生電力金融衍生品，虛擬電廠盈利空間就更大；虛擬電廠通過參與電力市場的交易和競爭，根據市場條件調整產電策略，選擇最佳的能源組合以最大化收益……
未來，隨著AI技術不斷發(fā)展、市場機制不斷完善，虛擬電廠也將實現更高效、智能的能源管理和優(yōu)化，更緊密連接尋常生活，更能調動家庭和工商業(yè)等參與虛擬電廠的積極性，最終激發(fā)出一種關乎每個個體、“自下而上”的發(fā)展熱情。
比爾·蓋茨曾說，“我們傾向于高估短期內將要發(fā)生的變化，而低估長期內將要發(fā)生的變化。”就像十年前，沒人能預測到新能源、電動汽車等的發(fā)展速度，如今已是別有洞天。眼下的虛擬電廠仍在起步階段，短期內對供能僅起輔助作用。但底層數據流通障礙一旦打破，就可能迎來指數級增長。
綿綿若存，用之不勤。天地間產生的能量，無窮無盡，而提升可再生能源利用率的“虛擬電廠”，正有這樣的生命力。
