根據《科技日報》報道，2022年8月，特斯拉公司在缺電情況最為嚴峻的美國加利福尼亞州舉辦了一場緊急響應活動，散布在加州各地的2300多名特斯拉用戶通過“虛擬電廠”，將家用儲能設備“能量墻”（PowerWall）中存儲的電能輸送至最缺電的地方。這些分散的電力在某個時點的輸出功率高達16兆瓦。

這是一次多贏的嘗試：用戶輸出用不完的電，1度電即可掙2美元；虛擬電廠的調度，緩解了電網在用電高峰時期的巨大壓力。

(資料圖片)

虛擬電廠，顧名思義就是一個虛擬化的電廠，它不直接發(fā)電，但是卻起到了‘電廠’的作用。實際上，虛擬電廠就是一套能源管理系統(tǒng)。傳統(tǒng)電網穩(wěn)定運行了這么多年，已經形成一套完備的調控體系，為何還需要另起爐灶建設虛擬電廠？

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電網根據用電側的電力需求對供給側的發(fā)電進行調控，供給側的發(fā)電廠多為數百萬兆量級的大型火電機組。

具體而言，在供給側，近年來的“雙碳”目標以及能源轉型，使得風光發(fā)電在能源結構中的占比持續(xù)擴大，“靠天吃飯”的新能源具有隨機性、間歇性和波動性等特點；在用電側，以空調大規(guī)模普及為代表的終端電氣化水平持續(xù)提升，以及充電樁等新型負荷不斷涌現，讓預測用電負荷也變得更加困難。

虛擬電廠的出現，則可以最大限度地平抑新能源電力的強隨機波動性，提高新能源的利用率，打破傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中發(fā)電廠之間，以及供給側和用電側之間的物理界限。

虛擬電廠將相對分散的電源、電網、負荷和儲能等進行集成調控，實現了“源網荷儲一體化”，其等效為一個可控的電源，既能作為“正電廠”向系統(tǒng)供電，也能作為“負電廠”消納系統(tǒng)儲存的電力，靈活實現削峰填谷。

破解綠色能源消納難題

新能源發(fā)電產業(yè)高速增長，綜合能源站、儲能、電動汽車充電樁、智能樓宇、冷熱電三聯(lián)供等多能柔性負荷大量接入電網系統(tǒng)，如何靈活調度現有資源，提升供電可靠性、經濟性和新能源利用率，成為電網面臨的重要難題之一。

隨著“雙碳”目標的持續(xù)推進，新型電力系統(tǒng)的發(fā)展成為未來趨勢，對可再生能源、分布式發(fā)電的開發(fā)利用得到了前所未有的重視，傳統(tǒng)“源隨荷動”的運行模式亟須向“源荷互動”轉變。虛擬電廠能夠提升能源服務，實現對分布式能源的響應分配、靈活挖掘潛力、實時協(xié)調控制，有效參與電力市場交易，響應多樣化的用電需求，在破解清潔能源消納難題、綠色能源轉型方面將發(fā)揮重要作用。

根據國網能源院預測，較樂觀邊界條件下，我國2025年需求側資源的技術可開發(fā)潛力有望達到最大負荷的9%左右，通過虛擬電廠將難以調度利用的小微資源整合，并參與系統(tǒng)運行調節(jié)，能夠有效提升電力系統(tǒng)的靈活性，使分布式光伏、用戶側儲能、可調節(jié)負荷等各類資源更好地在系統(tǒng)運行和市場交易中發(fā)揮作用。

國內虛擬電廠建設方興未艾

據悉，全球首個虛擬電廠項目誕生于2000年，德國、荷蘭、西班牙等5國11家公司共同啟動虛擬電廠項目VFCPP。

近年來，我國虛擬電廠建設也開始步入戰(zhàn)略發(fā)展階段。2017年5月24日，世界上首套大規(guī)?！霸淳W荷互動”系統(tǒng)在江蘇投運，它的投運標志著我國擁有了世界上最大規(guī)模容量的虛擬電廠。

2021年以來，國家層面的能源規(guī)劃、低碳轉型、碳達峰行動方案和新型儲能指導意見等政策中，都明確支持虛擬電廠參與調節(jié)電力系統(tǒng)、電力輔助服務和現貨市場交易等。北京、內蒙古、河南等多地將虛擬電廠寫入其“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃中。

我國的虛擬電廠建設起步較晚，仍處于初級階段。虛擬電廠的發(fā)展可分為邀約型、市場型和自由調度型三個階段。目前，我國虛擬電廠仍處于邀約型向市場型發(fā)展的階段，主要通過政府機構或電力調度機構發(fā)出邀約信號，由負荷聚合商、虛擬電廠組織資源進行削峰、填谷等需求響應。

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