中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)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(guān)的政策也密集出臺(tái)。在浙江，虛擬電廠也正飛速照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
不建廠房、不冒煙的電廠
“虛擬電廠”這個(gè)概念，最早于1997年在國(guó)外首次提出，2016年被引進(jìn)國(guó)內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)體系框架。
虛擬電廠，不是人們現(xiàn)實(shí)中看到的那些發(fā)電廠。傳統(tǒng)電廠依賴實(shí)體的發(fā)電設(shè)備，而虛擬電廠則依賴于已有的電力資源，依托物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、大數(shù)據(jù)等技術(shù)進(jìn)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(diào)度調(diào)管的用戶側(cè)資源，比如一些可控的分布式光伏、電動(dòng)汽車充電樁、空調(diào)、用戶側(cè)儲(chǔ)能、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、景觀照明等海量分散資源。技術(shù)上通過人工智能和大數(shù)據(jù)的力量，管理上通過聚合商的運(yùn)營(yíng)模式，從而把散落在各個(gè)角落的能源資源在云端匯集在一起，形成一個(gè)新的能源大廠。點(diǎn)點(diǎn)星火，可燎原。
說到這里，可能有人會(huì)問，為什么會(huì)出現(xiàn)虛擬電廠？
誠(chéng)然，沒有事物會(huì)憑空出現(xiàn)。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?shù)拇笮碗姀S誕生背后，都是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來的需電殷切。
在中國(guó)，虛擬電廠建設(shè)從概念加速變?yōu)閷?shí)踐，源于應(yīng)對(duì)全球氣候變化之下的脫碳行動(dòng)。隨著“雙碳”目標(biāo)的實(shí)施和新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，能源向綠色低碳轉(zhuǎn)型，源源不斷的可再生能源被開發(fā)利用，能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。如浙江，截至今年6月底清潔能源裝機(jī)占比已超過五成。虛擬電廠建設(shè)可幫助新能源大規(guī)模接入下的電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定，提供靈活調(diào)節(jié)能力。
科技的進(jìn)步，也為虛擬電廠的興起創(chuàng)造了技術(shù)條件。數(shù)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(wǎng)荷儲(chǔ)高效互動(dòng)水平。
虛擬電廠建設(shè)提速，也離不開經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來的用戶側(cè)負(fù)荷資源的日益豐富。用好這些可控可調(diào)的靈活資源，是對(duì)傳統(tǒng)集中式的發(fā)電模式的一種補(bǔ)充和輔助，平衡電網(wǎng)供需矛盾。
也正是基于這幾項(xiàng)基礎(chǔ)，讓虛擬電廠具備了靈活、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特點(diǎn)。
2023年，浙江省最高電力負(fù)荷超過一億千瓦，日最大峰谷差達(dá)3234萬千瓦，達(dá)到或超過最高負(fù)荷95%的尖峰時(shí)段僅有33個(gè)小時(shí)。以尖峰時(shí)刻負(fù)荷為標(biāo)準(zhǔn)來擴(kuò)張電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模，缺乏經(jīng)濟(jì)性。
而虛擬電廠尚有挖潛空間，靈活環(huán)保的同時(shí)，還可釋放土地資源，幫助減少對(duì)化石燃料的依賴，促進(jìn)節(jié)能減排，降低用電及基礎(chǔ)設(shè)施投資成本。據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，按2025年全國(guó)負(fù)荷16億千瓦、虛擬電廠容量占總負(fù)荷3%來測(cè)算，屆時(shí)全國(guó)虛擬電廠容量將達(dá)到4800萬千瓦，帶來的經(jīng)濟(jì)效益將達(dá)到千億元級(jí)。
AI在電力的落地場(chǎng)景
虛擬電廠，是AI在電力領(lǐng)域的落地應(yīng)用場(chǎng)景之一。記者在采訪過程中也聯(lián)想到了“區(qū)塊鏈”，非中心化、分布式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，而后形成鏈接。相比中心化，虛擬電廠因?yàn)榉稚ⅲ缫槐K小燈，還有無數(shù)小燈，從某種角度來說，安全特性突出。
一輛電動(dòng)汽車就是一個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能，也是一個(gè)小小的虛擬電廠。
通過車網(wǎng)互動(dòng)（V2G），當(dāng)用電高峰時(shí)，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池向電網(wǎng)放電，實(shí)現(xiàn)頂峰發(fā)電的支撐能力；在用電低谷時(shí)，電動(dòng)汽車進(jìn)入充電模式，存儲(chǔ)電網(wǎng)過剩的電量，起到輔助填谷作用。
在浙江，通過傳感技術(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)溫度及景觀照明、工業(yè)園區(qū)的微電網(wǎng)及用戶側(cè)儲(chǔ)能參與需求響應(yīng)……這些也都可通過接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，以虛擬電廠形式與大電網(wǎng)鏈接，并進(jìn)行互動(dòng)。
目前，杭州虛擬電廠可用于系統(tǒng)電源性缺電、電力市場(chǎng)化交易、配網(wǎng)故障性調(diào)節(jié)等場(chǎng)景。寧波自2023年起培育虛擬電廠市場(chǎng)，目前已向用戶發(fā)放輔助服務(wù)補(bǔ)貼196.9萬元。在金華浦江、磐安等地，把民宿空調(diào)等負(fù)荷接入當(dāng)?shù)靥摂M電廠平臺(tái)，擴(kuò)大可調(diào)負(fù)荷資源池。
總體而言，虛擬電廠可提供多種輔助服務(wù)，如調(diào)頻、調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用等。這些輔助服務(wù)助力降低供電過程中的不確定性，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性。
在近年來的陸續(xù)探索中，國(guó)網(wǎng)浙江電力發(fā)揮樞紐作用，截至目前已服務(wù)16家虛擬電廠聚合商在交易平臺(tái)完成注冊(cè)。虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場(chǎng)累計(jì)交易次數(shù)達(dá)削峰45天、填谷23天，累計(jì)參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)交易1871戶次，參與調(diào)峰輔助服務(wù)1155小時(shí)，累計(jì)交易電量1355萬千瓦時(shí)。
今夏，浙江省能源局發(fā)文要求加快建設(shè)發(fā)展虛擬電廠（1.0版），并提出要將其作為浙江進(jìn)一步開展新型電力系統(tǒng)省域示范的重要舉措。
2024年，浙江將深化技術(shù)和市場(chǎng)機(jī)制創(chuàng)新，推動(dòng)虛擬電廠資源聚合規(guī)模持續(xù)壯大，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)其規(guī)模達(dá)400萬千瓦，虛擬電廠通過參與需求響應(yīng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)等有效支撐電力保供等可調(diào)節(jié)能力達(dá)20萬千瓦，并繼續(xù)探索充換電設(shè)施參與虛擬電廠運(yùn)營(yíng)，其可調(diào)節(jié)能力15萬千瓦。
據(jù)規(guī)劃，到“十四五”末，通過需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、電力市場(chǎng)等多元化途徑，虛擬電廠將成為支撐浙江電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、清潔低碳、經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行的有效載體，進(jìn)而提升電力供應(yīng)保障能力和新能源消納水平，助推浙江打造新型能源系統(tǒng)建設(shè)先行省。
他山之石可攻玉
從浙江到全國(guó)，虛擬電廠正在提速發(fā)展，有望迎來高峰建設(shè)期，也有望成為緩解電網(wǎng)尖峰時(shí)刻的最具經(jīng)濟(jì)性選項(xiàng)之一。
而放眼全球，虛擬電廠已成行業(yè)風(fēng)尚。美國(guó)電動(dòng)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(tǒng)Powerwall，幫助當(dāng)?shù)卣疁p少高峰用電需求，同時(shí)為參與的家庭節(jié)省電費(fèi)。國(guó)外虛擬電廠的商業(yè)模式和生態(tài)鏈構(gòu)建，也能帶來借鑒與啟發(fā)。
在發(fā)展初期，德國(guó)虛擬電廠模式聚焦管理分布式能源，聚合參與電力市場(chǎng)和提供電力相關(guān)輔助服務(wù)，美國(guó)虛擬電廠主要通過實(shí)時(shí)靈活響應(yīng)需求獲得收益，日本則以用戶側(cè)儲(chǔ)能為主建設(shè)虛擬電廠，各有側(cè)重，但其商業(yè)化程度都較高。近年來都逐漸往源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行發(fā)展升級(jí)。
我國(guó)與海外虛擬電廠的發(fā)展差距，主要在于電力市場(chǎng)的成熟度差異。虛擬電廠發(fā)展大致會(huì)經(jīng)歷邀約型、市場(chǎng)型、自主調(diào)度型等階段。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)各地基本處于邀約型或市場(chǎng)型階段，要進(jìn)入成熟市場(chǎng)及自主調(diào)度，還有較長(zhǎng)的路要走。
國(guó)網(wǎng)浙江電科院能源技術(shù)中心專家張程翔舉例，大型獨(dú)立儲(chǔ)能接入電網(wǎng)調(diào)度和參與市場(chǎng)交易的政策、規(guī)則已逐漸明晰。但用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能，因并網(wǎng)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(zhǔn)的特性，服務(wù)電網(wǎng)電力電量平衡。但目前仍需探索穩(wěn)定商業(yè)模式，以市場(chǎng)這只“無形之手”引導(dǎo)更多資本進(jìn)場(chǎng)角逐，從而產(chǎn)生更大的技術(shù)推力。因此，虛擬電廠要發(fā)展，離不開成熟的市場(chǎng)機(jī)制這一沃土，包括輔助服務(wù)、現(xiàn)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(yùn)營(yíng)商在迎峰度夏用電緊張時(shí)期，參與需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等市場(chǎng)活動(dòng)，還能獲得一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。但除去補(bǔ)貼激勵(lì)，市場(chǎng)化商業(yè)模式還需進(jìn)一步探索。
國(guó)網(wǎng)浙江電力營(yíng)銷部相關(guān)專家李磊表示，浙江正在研究完善虛擬電廠體系機(jī)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(wù)市場(chǎng)、省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)銜接，讓虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商能持續(xù)發(fā)揮作用，并加速多元化發(fā)展。
在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，構(gòu)建起“車+樁+光+儲(chǔ)+荷+智”的新能源閉環(huán)生態(tài)；當(dāng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)漸趨成熟，產(chǎn)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(chǎng)的交易和競(jìng)爭(zhēng)，根據(jù)市場(chǎng)條件調(diào)整產(chǎn)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(shù)不斷發(fā)展、市場(chǎng)機(jī)制不斷完善，虛擬電廠也將實(shí)現(xiàn)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(diào)動(dòng)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(guān)乎每個(gè)個(gè)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(nèi)將要發(fā)生的變化，而低估長(zhǎng)期內(nèi)將要發(fā)生的變化。”就像十年前，沒人能預(yù)測(cè)到新能源、電動(dòng)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(nèi)對(duì)供能僅起輔助作用。但底層數(shù)據(jù)流通障礙一旦打破，就可能迎來指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
綿綿若存，用之不勤。天地間產(chǎn)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。
