麵對極端高溫天氣等導致的用電形勢，電力供應亟須解題——

　　“虛擬”電廠帶來“真實”保障

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

　　今年夏季，國內(nei) 多地出現極端高溫天氣，疊加經濟複蘇等因素，全國用電負荷快速增長。再看供電端，可再生能源發電在全國電力供應中的比重不斷上升，但風、光等可再生能源發電波動性、間歇性較強的問題仍待突破。如何保障穩定的電力供應？虛擬電廠進入人們(men) 的視野。

　　啥是“虛擬電廠”？

　　——看不見也摸不著，是一套依托於(yu) 數字信息技術的能源管理係統

　　談及虛擬電廠，可追溯至中國的電力體(ti) 製改革。

　　據了解，上世紀90年代，國內(nei) 電力供應實行電力需求側(ce) 管理，主要通過行政手段實行計劃用電。進入本世紀以來，電力需求側(ce) 管理逐步演變為(wei) 電力需求側(ce) 響應，即根據電力市場供需情況調節電力。而電廠的主要功能之一，就是通過調節電力負荷來確保電力穩定。

　　華北電力大學能源互聯網研究中心主任曾鳴告訴記者，過去，用戶用電需求波動時主要靠供應側(ce) 調節來平息，而能源結構轉型對電力係統的調節能力提出了新要求。“當前，中國正加快建設新型電力係統，其核心就在於(yu) 推進可再生能源大規模、高比例發電。但可再生能源發電大規模並網帶來的不穩定性等問題也較為(wei) 突出，傳(chuan) 統供應側(ce) 的調節能力較難平滑風、光發電的波動性。這時候，依托數字化技術平台、不受物理空間限製的虛擬電廠就展現出穩定電力供應的潛力。”曾鳴說。

　　顧名思義(yi) ，虛擬電廠看不見也摸不著。與(yu) 傳(chuan) 統電廠不同，它不燒煤，也沒有廠房，是一套依托於(yu) 數字信息技術的能源管理係統。

　　曾鳴告訴記者，虛擬電廠不用實體(ti) 設備發電，而是聚合各類用電負荷，實現電力負荷的組合、分析、優(you) 化和調度。一方麵，虛擬電廠所聚合的各類用電負荷要“可調節”，比如辦公樓裏的空調、公共交通用電等；另一方麵，它以數字化技術為(wei) 支撐，將不同空間的用電負荷整合起來，實現優(you) 化調度，從(cong) 而起到穩定電力供應的作用。

　　“除了可調節負荷，虛擬電廠還能對分布式電源、儲(chu) 能、電動汽車等各類分布式資源進行聚合管理和優(you) 化控製。簡單來說，就是將不同類型的分布式資源‘聚沙成塔’，相當於(yu) 建了一個(ge) 雲(yun) 端電廠。”國網能源研究院企業(ye) 戰略研究所副所長張曉萱說。

　　虛擬電廠咋運作？

　　——根據市場電力供需情況，上遊電力經由中遊的數字化平台統一調配，再分配給下遊需求方

　　如果將整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈展開，虛擬電廠可分為(wei) 上遊的電力供應、中遊的電力管理和下遊的電力應用三大板塊。據介紹，虛擬電廠的運作，就是根據市場的電力供需情況，將上遊的電力經由中遊的數字化平台統一調配，再分配給下遊的需求方。

　　從(cong) 上遊供電看，虛擬電廠不具有實際存在的電廠形式，但具有電廠的功能。那麽(me) ，建立在“雲(yun) 上”的虛擬電廠，電從(cong) 哪兒(er) 來？

　　“虛擬電廠的電力來源可以分為(wei) 兩(liang) 大類。”張曉萱介紹，一類是其聚合的分布式電源、儲(chu) 能、電動車等向電網提供的富餘(yu) 電力；另一類是虛擬電廠通過控製其聚合的可調節負荷，削減用電高峰時的電力需求，所節省的部分等效於(yu) 向電網提供了電力。

　　以國家電網冀北電力公司2019年投運的虛擬電廠示範工程為(wei) 例，該電廠聚合了張家口、秦皇島、承德、廊坊地區的可調節工商業(ye) 、蓄熱式電鍋爐、智慧樓宇、儲(chu) 能等資源，主要參與(yu) 華北調峰輔助服務市場的運營。在淩晨4時至6時風力大發期間，虛擬電廠控製蓄熱式電鍋爐、儲(chu) 能、電動汽車等分布式資源儲(chu) 存電力，到了晚上7時至8時用電高峰期，再將儲(chu) 存起來的這部分電力提供給電網，屬於(yu) 上述第一類電力來源。在此階段，虛擬電廠還可將商業(ye) 樓宇空調等柔性負荷降下來，節省大量電力以保障用電穩定，屬於(yu) 上述第二類電力來源。

　　同樣具備調峰、調頻功能，虛擬電廠的調節效率遠高於(yu) 傳(chuan) 統的供應側(ce) 調節。張曉萱告訴記者，傳(chuan) 統煤電機組增減出力的響應時間較長，參與(yu) 調峰受爬坡速率的限製。一般來說，一台煤電機組從(cong) 最小出力到額定出力需要1到2個(ge) 小時。而虛擬電廠聚合的儲(chu) 能、可調節負荷等資源響應速度可達到分鍾級甚至秒級，顯然快於(yu) 前者。

　　不僅(jin) 如此，虛擬電廠在穩定電力供應方麵還呈現出更高的經濟性。以往在出現較大用電負荷時，供應側(ce) 的調節方式往往是擴建電廠、調動備用電源、加強有序用電管理等。而虛擬電廠通過降低用電側(ce) 負荷來保障用電穩定，不會(hui) 對居民、工商業(ye) 用電產(chan) 生過大影響，成本更低，對環境也更友好。

　　國家電網的一項測算顯示，同樣為(wei) 了維持電力係統穩定，傳(chuan) 統火電廠如果要建設煤電機組來實現經營區域內(nei) 電力削峰填穀，以滿足5%的峰值負荷需求即最大用電需求計算，需投入電廠及配套電網建設成本約4000億(yi) 元；如果借助虛擬電廠來實現同樣的功能，其建設、運營、激勵等環節僅(jin) 需投資500億(yi) 元至600億(yi) 元，成本遠低於(yu) 前者。

　　發展機製仍待完善

　　——推動虛擬電廠大規模發展還需進一步明確其盈利機製，並協調好供電側(ce) 等多方關(guan) 係

　　業(ye) 內(nei) 人士分析，虛擬電廠近來關(guan) 注度高漲，一方麵源於(yu) 極端天氣等因素催生的用電需求，另一方麵，儲(chu) 能、新能源汽車等相關(guan) 技術的成熟讓虛擬電廠得以獲取更多電力資源。此外，依托物聯網、大數據等手段，虛擬電廠能較為(wei) 精準地預測可再生能源的發電情況，避免“棄風棄光”現象，節省電力資源的同時也能實現其在更大範圍內(nei) 的優(you) 化配置。

　　不過，和傳(chuan) 統電廠一樣，虛擬電廠的運作還要考慮一個(ge) 關(guan) 鍵問題——如何盈利？

　　張曉萱告訴記者，國內(nei) 的虛擬電廠主要通過參與(yu) 輔助服務市場和需求側(ce) 響應來賺取一定費用。前者指為(wei) 電力係統調節等提供服務，後者則是根據電網需求，調整用電側(ce) 的使用情況。總體(ti) 看，目前國內(nei) 的虛擬電廠盈利模式較為(wei) 單一，激勵機製還不夠。

　　記者了解到，在虛擬電廠布局較早的部分歐洲國家，當地虛擬電廠可通過向發電企業(ye) 提供電力規劃和技術支持等獲取服務費，或幫助發電企業(ye) 接入電網完成電力交易後收取部分費用。業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ，參照部分歐洲國家的經驗，中國的虛擬電廠在盈利模式等方麵可實現一定創新。比如進一步豐(feng) 富輔助服務市場交易品種，加快電力現貨市場、容量市場建設，拓寬虛擬電廠參與(yu) 市場的渠道。此外，可探索能源托管、節能服務等其他增值服務，如提供節約電費、降碳分析方案等。

　　中國正加緊布局虛擬電廠。2021年10月，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，提出要大力提升電力係統綜合調節能力，加快靈活調節電源建設，引導自備電廠、傳(chuan) 統高載能工業(ye) 負荷、工商業(ye) 可中斷負荷、電動汽車充電網絡、虛擬電廠等參與(yu) 係統調節。今年3月發布的《“十四五”現代能源體(ti) 係規劃》明確，開展工業(ye) 可調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶側(ce) 儲(chu) 能、新能源汽車與(yu) 電網(V2G)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示範。力爭(zheng) 到2025年，電力需求側(ce) 響應能力達到最大負荷的3%-5%。

　　專(zhuan) 家認為(wei) ，要進一步推動虛擬電廠大規模發展，還需處理好多方關(guan) 係。“要使虛擬電廠的價(jia) 值在市場中充分體(ti) 現，讓它和供應側(ce) 的資源實現公平競爭(zheng) ，按照誰更劃算、更具清潔性等標準進行選擇。”曾鳴說，另一方麵，仍需進一步完善相關(guan) 政策支持，繼續創新數字信息技術，讓虛擬電廠更“聰明”，進而在更大範圍內(nei) 推廣應用。

　　廖睿靈