炎炎夏日限電怎麼救？新秀虛擬電廠或成“救命稻草”

今年夏天，和高温一起出現最多的詞一定包括“限電”，我國很多地區都出現了限電的情況，“限電”也頻繁地出現在熱搜上。並且由於高温不斷刷新記錄，今年的限電也比往年來得更早一些，不少高耗能企業被要求限電停產。

　　眾所周知，在炎熱的夏天，人們的用電需求飆升。當負載接近極限，政府會採取限電措施，強行降低用電需求。但是限電並不能從根本上解決問題。在此之際，與之密切相關的虛擬電廠引發了市場的關注。

　　虛擬電廠是提升電力系統調節能力的重要手段，人們希望它能有效調節電力獲得平衡。不過，對於大多數人來説，虛擬電廠是一個非常抽象的概念，大家並不知道它到底是什麼東西。接下來，我們就和大家談談這個神奇的概念。

虛擬電廠是什麼

　　雖然虛擬電廠是近期才“火”起來的概念，但它並不是一個新東西。在世界能源緊缺、環境污染等問題日益突出的大背景下，能源的綠色高效利用愈發受到人們重視。早在二十多年前，虛擬電廠就在德國、英國、法國、荷蘭等歐洲國家興起，目前也已擁有多個成熟的示範項目。

　　“虛擬電廠”這一術語源於1997年《虛擬公共設施：新興產業的描述、技術及競爭力》一書中對虛擬公共設施的定義：虛擬公共設施是獨立且以市場為驅動的實體之間的一種靈活合作，這些實體不必擁有相應的資產而能夠為消費者提供其所需要的高效電能服務。

　　書中的術語介紹可能有些晦澀難懂，簡單來説，虛擬電廠顧名思義就是虛擬化的電廠。與傳統電廠不同，它不是一個物理真實的電廠，而是一種智能電網技術，但可以起到電廠的作用。

　　具體來看，虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術和軟件系統，實現DG、儲能系統、可控負荷、電動汽車等DER的聚合和協調優化，以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。換言之，虛擬電廠概念的核心可以總結為“通信”和“聚合”。

　　雖然沒有物理實體，但虛擬電廠可以起到傳統電廠的作用：發出電能，提供能量；並通過調節功率來參與輔助服務市場。

虛擬電廠怎麼運作

　　虛擬電廠最具吸引力的功能在於能夠聚合DER參與電力市場和輔助服務市場運行，為配電網和輸電網提供管理和輔助服務。那麼，虛擬電廠具體是怎麼運作的呢？

　　我們可以這樣理解，因為虛擬電廠是一個用電管理系統，首先需要把它安裝在各個用電處，比如工廠、商場等用電大户的配電間終端設備內，然後把空調、點燈等這些可調節的負荷劃入到統一管理序列。當這些操作全部進行完後，人們就可以通過調節這些負荷，達到電量的實時供需平衡。

　　其實全球首富馬斯克也在該領域進行了佈局。2015年，特斯拉推出了家用儲能產品PowerWall，這是一個可充電的家用電池系統，我們可以把它看作一個迷你“虛擬電廠”。今年7月，特斯拉宣佈與太平洋燃氣與電力公司（PG&E）在加州合作開展虛擬電廠項目，將家庭儲能產品Powerwall的用户網絡，變成一個龐大的“分佈式發電廠”。

　　馬斯克投資的這個虛擬電廠的操作模式和我們上述的方式類似，只在一些細節上有所區分。首先，這個虛擬電廠的發電儲電系統是由屋頂上的光伏板和Powerwall組成，收集到電能後，PG＆E將管理這些電力，進行負荷的活動。在這個運轉模式下，可以實現精準供電平衡。

　　值得一提的是，虛擬電廠還具有較高的經濟性和靈活性。據國家電網推算，通過建設煤電機組滿足經營區內5%的峯值負荷，需要投資4000億元；如果選擇虛擬電廠，投資則僅需500億-600億元，是煤電投資的12.5%。

虛擬電廠市場火爆

　　2018年，中國風電、太陽能發電裝機年均增長44%和191%，遠高於全球平均增速。但這些發電方式具有隨機性、間歇性和波動性等特徵，大規模、高比例接入將給電力系統平衡和電網安全運行帶來一系列挑戰。

　　今年的四川缺電的情況就反映出了該問題。眾所周知，四川是全國最大的水電開發和西電東送基地，但在今年夏天，四川遭遇了歷史同期最高極端高温、最少降雨量以及最高電力負荷，在用電需求急劇攀升的情況下，水電發電能力斷崖式下降，導致電能供不應求，多地出現用電不足的情況。

　　而虛擬電廠具有多樣性，協同性，靈活性等技術特點，這種解決思路在我國有着非常大的市場潛力，甚至可以説，虛擬電廠也是目前解決我國電網尖峯負荷最經濟的選項之一。

　　國家也發現了虛擬電廠的“閃光點”，2021年以來，我國發布多項扶持政策，市場形勢一片大好，巨大的市場潛力也吸引了眾多領域企業入局。8月26日，深圳市虛擬電廠管理中心正式舉行揭牌儀式，成為全國首家虛擬電廠管理中心。據悉，該管理中心接入容量達87萬千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機容量，可見其規模之大。

　　展望未來，相關機構預計2030年虛擬電廠的運營市場規模將超過4500億元。如此看來，這方面的市場前景可以説是一片光明。不過目前來看，我國虛擬電廠發展仍處於早期階段，想要使其全面商業化還需再接再厲。