日前，國家能源局綜合司公示了能源領域“科技助力經濟2020”重點專項擬立項項目，擬將多層級虛擬電廠平臺等10個項目列入重點專項。

在多數人的印象中，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，這些才是發電廠應有的形象。實際上，“虛擬電廠”已經悄悄來到我們身邊。

發問：虛擬電廠長啥樣？

“虛擬電廠”，是一個實際上并不存在的電廠嗎？當然不是。

國網江蘇電科院系統及新能源技術中心副主任周前告訴記者，虛擬電廠沒有實體存在的電廠形式，卻有超越傳統電廠的功能。它相當于一個智能的“電力管家”，打破了傳統電力系統中發電廠之間、發電側和用電側之間的物理界限，涉及互聯網、大數據、云計算、人工智能等諸多技術，把風電、光伏發電等分布式能源組織起來并進行聚合、優化控制和管理，形成穩定、可控的“大電廠”，實現發電和用電自我調節，為電網提供源網荷儲一體化服務。

冀北電力交易公司負責人王宣元進一步解釋說，所謂“虛擬”，體現在它不具有實體存在的電廠形式，卻有電廠功能，而且遠超傳統實體電廠。“它是互聯網+源網荷儲售服一體化（即電源、電網、負荷、儲能、銷售、服務的聚合體）的清潔智慧能源管理系統，是對多種分布式能源進行聚合、優化控制和管理，為電網提供調頻、調峰等輔助服務，并能夠參與電力市場交易的技術和商業模式。”王宣元這樣定義虛擬電廠。

王宣元強調，核心是源網荷儲售服一體化。其中的電源，既可以是傳統火電，也可以是新興的風電、光伏發電、生物質發電；既可以是大規模集中式發電，也可以是分布式零散發電，還可以是冷、熱、儲能等其他能源形式。虛擬電廠把它們“串聯”起來，實現發電和用電自我調節，保持瞬時平衡。

實踐：我們用事實說話

6月29日凌晨3點起，位于上海寶山區的寶武鋼鐵調整了軋線軋制規格，改變了軋機速率。同一時刻，位于青浦區的巴士客運停保站開始為公交車充電……隨著夜幕降臨，原本應該逐步下降的城市電力負荷此時一反常態，開始呈現逐步上升趨勢。

當天3點到6點，國網上海市電力公司成功實施今年以來首次需求響應行動，電網單次最大提升負荷111萬千瓦，平均上升負荷86萬千瓦。全市多個類型共2942家電力用戶，以及7個負荷集成商參與了此次需求響應，填谷負荷占上海電網夜間低谷時段總負荷的6.3%。

值得一提的是，本次需求響應參與主體除了工業生產移峰、自備電廠、冷熱電三聯供、冰蓄冷空調機組、電力儲能設施、公共充電站、小區直供充電樁等多類型用戶外，還首次引入虛擬電廠。

“虛擬電廠響應自動、控制精準，機組特性曲線可模擬常規發電機組，負荷調節的顆粒度更為精細，與承載基荷調節功能的工業等類型負荷組合后，讓整體響應曲線更為精準地滿足了電網運行調節需求。”國網上海客服中心需求側管理中心主任鄭慶榮如是說。

“虛擬電廠在迎峰度夏、迎峰度冬等關鍵時期，對我們電網供需側平衡起到了巨大作用，保障了關鍵時期電力供應的安全可靠，同時它在電動汽車、智能園區等新興領域同樣應用廣泛。”國網江蘇電科院發展策劃部主任劉建坤表示，隨著電動汽車行業的迅速發展，大量電動汽車儲能電池的無序充電將給電網造成負面沖擊。在虛擬電廠的控制下，充放儲一體化電站可與可中斷負荷相互配合，大大緩解高峰用電的緊張，起到削峰填谷的作用。

據悉，目前江蘇“虛擬電廠”已分別于2018年、2019年、2020年持續開展了三期、四期、五期擴建，接入可中斷用戶2000余家、可切負荷300余萬千瓦。隨著這套系統在全國推廣，全國虛擬電廠遠景規模將達到1億千瓦，相當于少建100臺百萬千瓦級的燃煤機組，同時可消納清潔能源超過1億千瓦。

未來：商業模式和市場機制多贏

“不僅是工廠、企業用戶，未來居民也可以參與到虛擬電廠的價值創造中。”周前表示，2018年10月11日，國網江蘇電力與蘇寧簽署合作協議，雙方將在居民家庭電氣化推廣、智能家電高端應用、綜合能源服務示范點等領域加強合作。項目鼓勵客戶利用家電海量微負荷參與電網互動，建立“虛擬電廠”。居民家里的空調、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，讓“電力管家”充分挖掘客戶的用電、能耗、能效數據信息并實現能源的靈活配置，既提升了企業、居民的用電體驗，也實現了用戶、系統、技術和商業模式多贏。

“以前，我們車間每個時段開機數量比較平均，用電負荷相對均勻。加入冀北虛擬電廠后，我們改進生產工序，用電高峰時段少開機甚至不開機，夜間低谷時段爭取滿負荷生產。”陽光硅谷電子科技有限公司動力班運維人員張云峰說，企業接入虛擬電廠并參與調峰輔助服務市場后，調整了部分車間生產工序，不僅享受到低谷電價，還得到一筆調峰費用。

借助冀北虛擬電廠建立的多種能源柔性互動的商業模式和市場機制，類似陽光硅谷的電力用戶有了全新的市場角色。他們參與到電力市場中來，與電網更好互動，開拓了新的盈利模式。

“隨著虛擬電廠建設規模的增大和要求的提高，為其帶來了巨大的機遇，也提出更大的挑戰。”劉建坤表示，我們除積極制定相關政策，持續推動已建、新建用戶接入到虛擬電廠中，不斷增大可調節資源規模外，后續還將著重提升虛擬電廠大數據預測分析能力和完善電力交易市場模型等，對負荷預測和太陽能、風能等實際產能變化幅度極大的可再生能源產能等數據進行有效預測，為處理中心提供各子系統實時、精確的數據信息流，建立有效、可行的雙邊合同、平衡市場及混合市場等多種市場模型，大幅拓寬電力市場交易模式。