日前，國家能源局綜合司公示了能源領(lǐng)域“科技助力經(jīng)濟(jì)2020”重點(diǎn)專項(xiàng)擬立項(xiàng)項(xiàng)目，擬將多層級(jí)虛擬電廠平臺(tái)等10個(gè)項(xiàng)目列入重點(diǎn)專項(xiàng)。

在多數(shù)人的印象中，高大的煙囪、巨大的廠房、綿延不絕的“白煙”再加上密密麻麻的高壓線，這些才是發(fā)電廠應(yīng)有的形象。實(shí)際上，“虛擬電廠”已經(jīng)悄悄來到我們身邊。

發(fā)問：虛擬電廠長啥樣？

“虛擬電廠”，是一個(gè)實(shí)際上并不存在的電廠嗎？當(dāng)然不是。

國網(wǎng)江蘇電科院系統(tǒng)及新能源技術(shù)中心副主任周前告訴記者，虛擬電廠沒有實(shí)體存在的電廠形式，卻有超越傳統(tǒng)電廠的功能。它相當(dāng)于一個(gè)智能的“電力管家”，打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中發(fā)電廠之間、發(fā)電側(cè)和用電側(cè)之間的物理界限，涉及互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等諸多技術(shù)，把風(fēng)電、光伏發(fā)電等分布式能源組織起來并進(jìn)行聚合、優(yōu)化控制和管理，形成穩(wěn)定、可控的“大電廠”，實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電自我調(diào)節(jié)，為電網(wǎng)提供源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化服務(wù)。

冀北電力交易公司負(fù)責(zé)人王宣元進(jìn)一步解釋說，所謂“虛擬”，體現(xiàn)在它不具有實(shí)體存在的電廠形式，卻有電廠功能，而且遠(yuǎn)超傳統(tǒng)實(shí)體電廠。“它是互聯(lián)網(wǎng)+源網(wǎng)荷儲(chǔ)售服一體化（即電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能、銷售、服務(wù)的聚合體）的清潔智慧能源管理系統(tǒng)，是對(duì)多種分布式能源進(jìn)行聚合、優(yōu)化控制和管理，為電網(wǎng)提供調(diào)頻、調(diào)峰等輔助服務(wù)，并能夠參與電力市場(chǎng)交易的技術(shù)和商業(yè)模式。”王宣元這樣定義虛擬電廠。

王宣元強(qiáng)調(diào)，核心是源網(wǎng)荷儲(chǔ)售服一體化。其中的電源，既可以是傳統(tǒng)火電，也可以是新興的風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電；既可以是大規(guī)模集中式發(fā)電，也可以是分布式零散發(fā)電，還可以是冷、熱、儲(chǔ)能等其他能源形式。虛擬電廠把它們“串聯(lián)”起來，實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電自我調(diào)節(jié)，保持瞬時(shí)平衡。

實(shí)踐：我們用事實(shí)說話

6月29日凌晨3點(diǎn)起，位于上海寶山區(qū)的寶武鋼鐵調(diào)整了軋線軋制規(guī)格，改變了軋機(jī)速率。同一時(shí)刻，位于青浦區(qū)的巴士客運(yùn)停保站開始為公交車充電……隨著夜幕降臨，原本應(yīng)該逐步下降的城市電力負(fù)荷此時(shí)一反常態(tài)，開始呈現(xiàn)逐步上升趨勢(shì)。

當(dāng)天3點(diǎn)到6點(diǎn)，國網(wǎng)上海市電力公司成功實(shí)施今年以來首次需求響應(yīng)行動(dòng)，電網(wǎng)單次最大提升負(fù)荷111萬千瓦，平均上升負(fù)荷86萬千瓦。全市多個(gè)類型共2942家電力用戶，以及7個(gè)負(fù)荷集成商參與了此次需求響應(yīng)，填谷負(fù)荷占上海電網(wǎng)夜間低谷時(shí)段總負(fù)荷的6.3%。

值得一提的是，本次需求響應(yīng)參與主體除了工業(yè)生產(chǎn)移峰、自備電廠、冷熱電三聯(lián)供、冰蓄冷空調(diào)機(jī)組、電力儲(chǔ)能設(shè)施、公共充電站、小區(qū)直供充電樁等多類型用戶外，還首次引入虛擬電廠。

“虛擬電廠響應(yīng)自動(dòng)、控制精準(zhǔn)，機(jī)組特性曲線可模擬常規(guī)發(fā)電機(jī)組，負(fù)荷調(diào)節(jié)的顆粒度更為精細(xì)，與承載基荷調(diào)節(jié)功能的工業(yè)等類型負(fù)荷組合后，讓整體響應(yīng)曲線更為精準(zhǔn)地滿足了電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)需求。”國網(wǎng)上海客服中心需求側(cè)管理中心主任鄭慶榮如是說。

“虛擬電廠在迎峰度夏、迎峰度冬等關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)我們電網(wǎng)供需側(cè)平衡起到了巨大作用，保障了關(guān)鍵時(shí)期電力供應(yīng)的安全可靠，同時(shí)它在電動(dòng)汽車、智能園區(qū)等新興領(lǐng)域同樣應(yīng)用廣泛。”國網(wǎng)江蘇電科院發(fā)展策劃部主任劉建坤表示，隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，大量電動(dòng)汽車儲(chǔ)能電池的無序充電將給電網(wǎng)造成負(fù)面沖擊。在虛擬電廠的控制下，充放儲(chǔ)一體化電站可與可中斷負(fù)荷相互配合，大大緩解高峰用電的緊張，起到削峰填谷的作用。

據(jù)悉，目前江蘇“虛擬電廠”已分別于2018年、2019年、2020年持續(xù)開展了三期、四期、五期擴(kuò)建，接入可中斷用戶2000余家、可切負(fù)荷300余萬千瓦。隨著這套系統(tǒng)在全國推廣，全國虛擬電廠遠(yuǎn)景規(guī)模將達(dá)到1億千瓦，相當(dāng)于少建100臺(tái)百萬千瓦級(jí)的燃煤機(jī)組，同時(shí)可消納清潔能源超過1億千瓦。

未來：商業(yè)模式和市場(chǎng)機(jī)制多贏

“不僅是工廠、企業(yè)用戶，未來居民也可以參與到虛擬電廠的價(jià)值創(chuàng)造中。”周前表示，2018年10月11日，國網(wǎng)江蘇電力與蘇寧簽署合作協(xié)議，雙方將在居民家庭電氣化推廣、智能家電高端應(yīng)用、綜合能源服務(wù)示范點(diǎn)等領(lǐng)域加強(qiáng)合作。項(xiàng)目鼓勵(lì)客戶利用家電海量微負(fù)荷參與電網(wǎng)互動(dòng)，建立“虛擬電廠”。居民家里的空調(diào)、冰箱，大樓的電鍋爐、充電樁等都可以交給虛擬電廠“托管”，通過無線通信技術(shù)，讓“電力管家”充分挖掘客戶的用電、能耗、能效數(shù)據(jù)信息并實(shí)現(xiàn)能源的靈活配置，既提升了企業(yè)、居民的用電體驗(yàn)，也實(shí)現(xiàn)了用戶、系統(tǒng)、技術(shù)和商業(yè)模式多贏。

“以前，我們車間每個(gè)時(shí)段開機(jī)數(shù)量比較平均，用電負(fù)荷相對(duì)均勻。加入冀北虛擬電廠后，我們改進(jìn)生產(chǎn)工序，用電高峰時(shí)段少開機(jī)甚至不開機(jī)，夜間低谷時(shí)段爭(zhēng)取滿負(fù)荷生產(chǎn)。”陽光硅谷電子科技有限公司動(dòng)力班運(yùn)維人員張?jiān)品逭f，企業(yè)接入虛擬電廠并參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)后，調(diào)整了部分車間生產(chǎn)工序，不僅享受到低谷電價(jià)，還得到一筆調(diào)峰費(fèi)用。

借助冀北虛擬電廠建立的多種能源柔性互動(dòng)的商業(yè)模式和市場(chǎng)機(jī)制，類似陽光硅谷的電力用戶有了全新的市場(chǎng)角色。他們參與到電力市場(chǎng)中來，與電網(wǎng)更好互動(dòng)，開拓了新的盈利模式。

“隨著虛擬電廠建設(shè)規(guī)模的增大和要求的提高，為其帶來了巨大的機(jī)遇，也提出更大的挑戰(zhàn)。”劉建坤表示，我們除積極制定相關(guān)政策，持續(xù)推動(dòng)已建、新建用戶接入到虛擬電廠中，不斷增大可調(diào)節(jié)資源規(guī)模外，后續(xù)還將著重提升虛擬電廠大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)分析能力和完善電力交易市場(chǎng)模型等，對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)和太陽能、風(fēng)能等實(shí)際產(chǎn)能變化幅度極大的可再生能源產(chǎn)能等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，為處理中心提供各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)、精確的數(shù)據(jù)信息流，建立有效、可行的雙邊合同、平衡市場(chǎng)及混合市場(chǎng)等多種市場(chǎng)模型，大幅拓寬電力市場(chǎng)交易模式。