提起電廠，人們腦海里第一反應(yīng)往往是：高聳的煙囪、巨大的冷卻塔、滾滾的白煙。如今在我們身邊有一些電廠，既沒(méi)有廠房，不燒煤，也不用其他燃料，卻具備發(fā)電的能力，我們稱(chēng)之為虛擬電廠。虛擬電廠并不是真正意義上的發(fā)電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術(shù)，其核心理念就是通過(guò)先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，把工廠、商場(chǎng)甚至居民家的各類(lèi)分散、可調(diào)節(jié)的電源和負(fù)荷匯聚起來(lái)，形成一個(gè)虛擬的“電廠”進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。在虛擬電廠聚合下，企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場(chǎng)交易，靈活性更高。
以大型商業(yè)綜合體為例，通常這些樓宇都會(huì)配備大量的空調(diào)機(jī)組，冬天供暖夏天送冷都會(huì)消耗大量電能。在夏季用電高峰時(shí)段，如果通過(guò)預(yù)先安裝的電子終端實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)遠(yuǎn)程柔性可調(diào)節(jié)負(fù)荷需求響應(yīng)，將中央空調(diào)的溫度上調(diào)2攝氏度至3攝氏度，便可讓日均用電量減少近20%，從而減輕電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)商場(chǎng)用戶也不會(huì)因?yàn)槲⑿〉臏囟壬仙械讲贿m。如果能管控更多這樣的大廈和工廠，就可以在不新建發(fā)電廠的前提下，更好地釋放存量電力的潛能，保障電網(wǎng)安全。
雖然技術(shù)很先進(jìn)，但虛擬電廠并非新概念。自1997年這個(gè)概念提出以來(lái)，便受到歐洲、北美和澳洲多國(guó)關(guān)注。自2001年起，德國(guó)、英國(guó)、西班牙、法國(guó)、丹麥等歐洲國(guó)家開(kāi)始興起以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬發(fā)電廠研究項(xiàng)目；同期北美推進(jìn)相同內(nèi)涵的“電力需求響應(yīng)”。澳大利亞、日本等亞太國(guó)家近年來(lái)也逐步加入虛擬電廠研究、部署行列。
我國(guó)尚未形成成熟的成套解決方案，虛擬電廠項(xiàng)目基本處于前期試點(diǎn)研究階段。“十三五”期間，我國(guó)江蘇、上海、河北、廣東等地相繼開(kāi)展了電力需求響應(yīng)和虛擬電廠試點(diǎn)。比如，江蘇省于2016年開(kāi)展了全球單次規(guī)模最大的需求響應(yīng)。上海于2017年建成世界首個(gè)商業(yè)建筑虛擬電廠——黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范工程。國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司優(yōu)化創(chuàng)新虛擬電廠運(yùn)營(yíng)模式，并高質(zhì)量服務(wù)北京冬奧會(huì)。
在“雙碳”目標(biāo)下，虛擬電廠對(duì)提升電網(wǎng)安全保障水平、推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。當(dāng)前，以可再生能源為代表的現(xiàn)代能源系統(tǒng)，正加速替代以油氣為代表的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)。從能源生產(chǎn)、消費(fèi)和配置各環(huán)節(jié)看，現(xiàn)代能源系統(tǒng)以電為中心、以電網(wǎng)為平臺(tái)的特點(diǎn)日益顯著。未來(lái)，分布式可再生能源、電動(dòng)汽車(chē)、新型儲(chǔ)能等配電網(wǎng)中的分散發(fā)電和有源負(fù)荷將呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，更多電力用戶將由單一的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲偷漠a(chǎn)消者。這些都對(duì)電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等提出新的挑戰(zhàn)。
虛擬電廠正是針對(duì)這些新現(xiàn)象，聚焦再電氣化進(jìn)程中生產(chǎn)側(cè)和消費(fèi)側(cè)同步發(fā)力的重要特征，提出適應(yīng)未來(lái)能源清潔低碳發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)和商業(yè)模式，在清潔供暖、用戶側(cè)需求響應(yīng)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。作為電網(wǎng)的“智能管家”，虛擬電廠將分散式電源和負(fù)荷化零為整，既可以作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電，也可以作為“負(fù)電廠”消納系統(tǒng)的電力，起到靈活的削峰填谷作用，助力電網(wǎng)系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)平衡。這不僅可以減少電源和電網(wǎng)建設(shè)投資，還可以為企業(yè)、居民等參與者提供新增收入的渠道，實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)、技術(shù)和商業(yè)模式的雙贏。
能源再電氣化和智慧化已成全球能源轉(zhuǎn)型重要趨勢(shì)。作為能源智慧化的關(guān)鍵技術(shù)，虛擬電廠應(yīng)用前景廣泛，全球都在搶占先機(jī)，爭(zhēng)取戰(zhàn)略主動(dòng)。不過(guò)無(wú)論是在海外還是國(guó)內(nèi)，虛擬電廠都還很年輕。在能源轉(zhuǎn)型的道路上，尚需政府、企業(yè)、用戶等各方共同努力，在市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)、商業(yè)模式創(chuàng)新、核心技術(shù)研發(fā)以及用戶廣泛參與等方面積極探索，助力能源流與信息流高度融合，最終實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、交易、利用的高效化，以及能源基礎(chǔ)設(shè)施的共享。
