虛擬電(dian)廠如何(he)發(fa)揮實(shi)力？
三小時賺500多(duo)，無需實質性(xing)勞動的工作(zuo)，你愿意做么？
上面這個問句不是在騙人，而是真實發生的事件。8月31日，特斯拉舉行了第二次“反向供電”活動。有參與此次活動的用戶表示，其在近3個小時中就賺到了75美元（約合人民幣510元左右）。
此次活動起源于特斯拉“虛擬電廠”項(xiang)目，特斯拉召集了加州數千個(ge)安裝了公司旗(qi)下家用儲能電(dian)(dian)(dian)池(chi)Powerwall的(de)用戶，共(gong)同組(zu)成分布(bu)式(shi)虛擬發(fa)電(dian)(dian)(dian)廠。當加州電(dian)(dian)(dian)網(wang)因為某(mou)天天氣特別炎熱(re)而(er)需要額外的(de)電(dian)(dian)(dian)力供(gong)應時，這些用戶可以通過將儲存的(de)電(dian)(dian)(dian)量返回電(dian)(dian)(dian)網(wang)，獲得(de)每(mei)千瓦時2美(mei)元的(de)報酬。
據報(bao)道，第二次“反(fan)向供電(dian)”活動中(zhong)，特(te)斯拉Powerwall最(zui)大反(fan)向放電(dian)功率達(da)到(dao)14kW，目(mu)前已有(you)超過3500個(ge)Powerwall用戶參與其中(zhong)。
近期，國內首家虛擬電廠管理中心在深圳揭牌，“虛擬電廠”的概(gai)念再次走(zou)進大眾(zhong)視野。那么普通民眾(zhong)是否有參與其中賺得零錢的機(ji)會呢(ni)？
虛擬電廠成色幾何？
虛擬電廠并不是真正意義上的發電廠，其本質上是一種智能電網技術，可以幫助電網調節負荷，因此可以視為一座沒有發電機卻擁有發電功能的電廠。虛擬電(dian)廠的核心邏輯是通過(guo)信(xin)息通信(xin)技術和(he)軟件系(xi)(xi)統(tong)，將用戶側各類分(fen)散、可調(diao)節(jie)的電(dian)源負(fu)荷匯聚起來，對這些電(dian)力進(jin)行(xing)統(tong)一(yi)的管(guan)理和(he)調(diao)度，與(yu)外部集控系(xi)(xi)統(tong)、管(guan)理平臺配合進(jin)行(xing)協同控制和(he)優(you)化(hua)，經過(guo)數據分(fen)析和(he)運營策略調(diao)整后，對外進(jin)行(xing)能(neng)量輸送，根據市場需(xu)求變化(hua)進(jin)行(xing)碳市場和(he)電(dian)力市場交易，最終達到彌合電(dian)力供需(xu)矛(mao)盾、達到電(dian)力系(xi)(xi)統(tong)總體效(xiao)益最大(da)化(hua)的目的。
虛擬電廠這個名稱在國際上以“需求側響應”聞名。隆基綠能(neng)集團創始人、總裁(cai)李振國(guo)過(guo)往曾多次提(ti)倡(chang)發展“需(xu)求側(ce)響應(ying)”。他認為，引進(jin)“需(xu)求側(ce)響應(ying)”這種市場化機制，會使需(xu)求側(ce)貼近供(gong)給(gei)曲線。以德國(guo)舉例，德國(guo)電(dian)網“光伏(fu)+風電(dian)”在(zai)電(dian)力供(gong)給(gei)中(zhong)占比達到42%，中(zhong)國(guo)“光伏(fu)+風電(dian)”在(zai)電(dian)力供(gong)給(gei)占比則為10%，但德國(guo)并沒有大規(gui)模(mo)應(ying)用儲能(neng)，主要的手段還(huan)是(shi)靠需(xu)求側(ce)響應(ying)形(xing)成的效(xiao)果。
廣域(yu)虛擬(ni)電廠(chang)（源側電網）與傳統電網（負荷側電網）疊(die)加構建新型(xing)電力系統
電(dian)(dian)(dian)(dian)網的靈活調峰對于保障系統安全穩定運行來(lai)講(jiang)至關重要。從能源電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)消(xiao)費側來(lai)看，終端電(dian)(dian)(dian)(dian)氣化(hua)水平不(bu)斷提高(gao)將導致季節和日高(gao)峰時(shi)段尖端負荷(he)不(bu)斷增長。在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)供(gong)應緊(jin)張時(shi)段，虛擬電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)可(ke)以降低(di)充電(dian)(dian)(dian)(dian)樁、空(kong)調、儲(chu)能等設備的用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)功率(lv)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)供(gong)應充裕的情(qing)況下，再將設備用(yong)起來(lai)，幫電(dian)(dian)(dian)(dian)網在(zai)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)低(di)谷時(shi)段多用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)、先用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)。
從供給側來看，“十四五”正是我國碳達峰關鍵時期，也是深化電力系統改革，構建以新能源為主題的新型電力系統的關鍵時期。以風能、光能為代表的新能源機組將大規模接入電網。據國家能源局統計，2022年上半年，全國可再生能源發電量達到1.25萬億千瓦時，相當于全國總發電量的1/3。
而(er)新能(neng)源(yuan)機組發電(dian)(dian)(dian)存在(zai)隨機性和(he)波動(dong)性，將對(dui)電(dian)(dian)(dian)網的電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)量平衡提(ti)出挑(tiao)戰。常見的風(feng)電(dian)(dian)(dian)、光電(dian)(dian)(dian)以(yi)及水電(dian)(dian)(dian)都容易受到氣候環境、地理(li)因素(su)影響，導(dao)致發電(dian)(dian)(dian)量出現波動(dong)，難以(yi)控制。因此(ci)，借助虛(xu)擬電(dian)(dian)(dian)廠的能(neng)源(yuan)優化協調管(guan)理(li)能(neng)力，突破可(ke)再生能(neng)源(yuan)的儲能(neng)瓶(ping)頸具有重大的現實(shi)意義。
今(jin)年(nian)備受限電(dian)影(ying)響的(de)(de)(de)四(si)川(chuan)(chuan)水電(dian)裝機量(liang)位居(ju)全國第一，自1998年(nian)起就是水電(dian)外供大省，平均每年(nian)有超過1300億千(qian)瓦時的(de)(de)(de)“川(chuan)(chuan)電(dian)”被(bei)送往上海、浙(zhe)江(jiang)(jiang)、江(jiang)(jiang)蘇等地。在今(jin)年(nian)夏(xia)季高溫和降雨量(liang)減少等因素的(de)(de)(de)影(ying)響下，華電(dian)四(si)川(chuan)(chuan)今(jin)年(nian)每天的(de)(de)(de)發電(dian)量(liang)只有往年(nian)水量(liang)充沛時的(de)(de)(de)一半(ban)左右。
李振國曾提到，發展需求側僅是解決新能源電力消納問題的第一階段，第二階(jie)(jie)段(duan)需要發展蓄水(shui)儲能(neng)和電化學儲能(neng)，第三階(jie)(jie)段(duan)則是(shi)廣(guang)泛應(ying)用氫(qing)能(neng)。在三個階(jie)(jie)段(duan)都完成后，我國的能(neng)源結構轉型工作才基本完成。
他所(suo)提(ti)到的“第一階段”在(zai)國(guo)內外能源(yuan)結(jie)構沖擊之下已被證(zheng)實(shi)了巨大的緊(jin)迫(po)性(xing)。危與機(ji)相(xiang)生，其中(zhong)自然潛藏著客(ke)觀(guan)的商(shang)業價值(zhi)。在(zai)調峰(feng)方(fang)面基于國(guo)內現存能源(yuan)基本結(jie)構推算，國(guo)網預計，如果通過(guo)(guo)建設煤電機(ji)組來(lai)滿足(zu)經(jing)營(ying)區內5%的峰(feng)值(zhi)負荷，需要投資(zi)4000億元(yuan)，而通過(guo)(guo)虛擬電廠的建設、運營(ying)與激(ji)勵，僅需約(yue)煤電投資(zi)的1/8。
市場對虛擬電廠的前景持有相當積極的態度。根據預測，從運營市場空間來看，虛擬電廠的商業本質是通過解決95%以上峰值負荷的問題創造價值。根據估算，預計2025年虛擬電廠的運營市場規模將達到968億元，2030年將超過4500億元。
惠利萬眾的能(neng)源產業(ye)，在虛(xu)擬(ni)電廠這種將(jiang)“電廠”概念泛在化的新業(ye)態推動下，勢(shi)必需要形成(cheng)一張(zhang)觸達更多個體的致密網絡，如何將(jiang)這塊蛋糕合(he)理分給潛(qian)在參與者，將(jiang)其變為“大鍋飯”，國內外(wai)給出(chu)了不(bu)同的回答(da)。
國內外推進虛擬電(dian)廠(chang)的思路有(you)何不同？
從國際上實踐經驗來看，特斯拉的虛擬電(dian)(dian)廠構建基礎是2015年推出的家用儲能(neng)(neng)產品Powerwall，該產品可(ke)以視作一個(ge)家庭儲能(neng)(neng)項目，在(zai)推出之初就設想了一個(ge)“家用發電(dian)(dian)廠”的商(shang)業計劃。
據官網介紹，Powerwall是可以儲能、檢測斷電情況，并在停電時為住宅供電的電池。Powerwall通過(guo)存儲太陽能增(zeng)強系統用(yong)電(dian)的獨立性(xing)，在利用(yong)陽光充電(dian)的情(qing)況下可以(yi)為家電(dian)連續供電(dian)數天。
今年7月，特斯拉在(zai)加(jia)州邀請了(le)(le)共(gong)計(ji)2.5萬Powerwall用(yong)戶(hu)加(jia)入虛擬電(dian)廠計(ji)劃(hua)，這些在(zai)屋頂上(shang)接(jie)收太陽光(guang)的光(guang)伏板和Powerwall，共(gong)同組成了(le)(le)一個小型發電(dian)儲(chu)電(dian)系(xi)統。根(gen)據電(dian)網(wang)的指(zhi)令，用(yong)戶(hu)可(ke)在(zai)電(dian)網(wang)需要時(shi)，減少自身用(yong)電(dian)量，并將儲(chu)存的電(dian)量返送回電(dian)網(wang)。
特斯拉Powerwall（圖源：特斯拉官網）
據8月17日特斯拉加州的虛擬電廠首次緊急響應活動的經驗，參與計劃的2342個Powerwall用戶共輸出了16兆瓦左右的電力。在報酬方面，參與此次活動的用戶每向電網輸送1度電，即可獲得2美元的收益。
中國在虛擬電廠方面近期也取得了實質性的進展。8月26日，國內首家虛擬電廠管理中心在深圳揭牌，該中心要負責虛擬電廠管理平臺的建設和日常運行維護，建立虛擬電廠日常運行的管理制度，組織開展虛擬電廠用戶注冊、資源接入、調試管理、接收和執行調度指令、響應監測、效果評估等工作。據了解，該管理中心目前已接入分布式儲能、數據中心、充電站、地鐵等類型負荷聚合商14家，接入容量達87萬千瓦，其裝機容量接近一座大型煤電廠。
國內的虛擬電廠會首先與用戶達成協議，進而推進需求響應、效果評估等工作。在需求響應上，電網處于用電高峰時會對用戶發出削峰需求響應；反之，在電力供應充足時，則會鼓勵用戶將設備應用起來，幫助電網在用電低谷階段用電。能源管理調控方會依據用戶基本生產負荷以及可調節負荷決定響應容量，并依據事態緊急程度，發出中長期響應、日內響應和快速響應三個應急程度需求。這其中，越需要用戶快速響應的需求，補貼電價越高。
深圳虛擬電廠管理中心（圖(tu)源(yuan)：南(nan)網50Hz）
虛擬電廠管(guan)(guan)理(li)(li)方(fang)除(chu)了需要根據(ju)規定程(cheng)序組織用戶(hu)參與需求響(xiang)應、開(kai)展效果評估和補償(chang)發(fa)放外，還需協助參與方(fang)完(wan)成(cheng)需求響(xiang)應升級(ji)改造工(gong)程(cheng)。而用戶(hu)與參與企業則需要配合管(guan)(guan)理(li)(li)方(fang)完(wan)成(cheng)可調節負(fu)荷的(de)資源普查(cha)，并將(jiang)管(guan)(guan)理(li)(li)方(fang)要求的(de)相關數據(ju)上(shang)傳到指定的(de)能源管(guan)(guan)控平(ping)臺上(shang)。
不光是企業，所有具備可調節電力能力的用戶均可參與其中，這表示家庭用戶具備相當大的挖掘潛能。
深圳虛擬電廠管理中心表示，他們還將加快推動分布式光伏等分布式能源接入虛擬電廠集中管理。預計到2025年，深圳將建成具備100萬千瓦級可調節能力的虛擬電廠，逐步形成年度最大負荷5%左右的穩定調節能力。
事實(shi)上(shang)，虛擬(ni)電(dian)(dian)廠(chang)最具(ju)吸引力(li)的(de)地方(fang)就在(zai)于能夠參與電(dian)(dian)力(li)市場和(he)(he)輔助服(fu)務市場運行，為配電(dian)(dian)網和(he)(he)輸(shu)電(dian)(dian)網提(ti)供管(guan)理和(he)(he)輔助服(fu)務，通(tong)過其(qi)中(zhong)(zhong)商業(ye)(ye)模式在(zai)不影(ying)響自(zi)身的(de)前提(ti)下付(fu)出或賺(zhuan)得合(he)理的(de)價值。這種聚沙成塔的(de)負(fu)荷調節具(ju)備非(fei)常大的(de)能量，我國政(zheng)策端(duan)正(zheng)在(zai)采取積極措施推進。北京、上(shang)海等多地的(de)十四五規劃中(zhong)(zhong)也都點(dian)名(ming)提(ti)到要(yao)發展和(he)(he)建設虛擬(ni)電(dian)(dian)廠(chang)。在(zai)推進虛擬(ni)電(dian)(dian)廠(chang)方(fang)面(mian)“八仙過海，各顯(xian)神通(tong)”首先從各地政(zheng)府開始，未(wei)來(lai)可以期待通(tong)過各方(fang)打磨和(he)(he)驗證出來(lai)的(de)商業(ye)(ye)模式。
我們距離虛擬電廠還有多遠？
大范圍建成虛擬電廠需要在基礎設施建設和商業模式兩方面進行深度探索。東吳證券研究所認為，當前我國試點的虛擬電廠多為負荷類虛擬電廠，分散式電源的上網仍嚴重不足，本質原因在于兩點：一是地方的配電網建設尚不健全；二是市場化的電力交易機制尚不健全，虛擬電廠的盈利性受到限制。
從技術(shu)層面來說，虛(xu)擬(ni)電(dian)廠涉(she)及(ji)主(zhu)要技術(shu)包括計量技術(shu)、通信(xin)技術(shu)、智能調(diao)度決策技術(shu)、信(xin)息安全防(fang)護(hu)技術(shu)等。以深圳(zhen)虛(xu)擬(ni)電(dian)廠聚合資源(yuan)為(wei)例，其涉(she)及(ji)的可調(diao)節負(fu)荷(he)主(zhu)要來自(zi)電(dian)動汽車充電(dian)樁、建筑(zhu)樓宇、工業(ye)園區、儲能系(xi)統等。
該虛擬電(dian)廠管理(li)平臺采用了“互(hu)聯網(wang)(wang)+5G+智(zhi)能網(wang)(wang)關”的通信(xin)技術，打通了電(dian)網(wang)(wang)調(diao)(diao)度系(xi)統(tong)與聚合(he)商平臺接口，幫助(zhu)連接電(dian)網(wang)(wang)調(diao)(diao)度系(xi)統(tong)與用戶側可調(diao)(diao)節資(zi)源的雙向通信(xin)，可達到電(dian)網(wang)(wang)調(diao)(diao)度對聚合(he)商平臺實(shi)(shi)時(shi)調(diao)(diao)節指令(ling)、在線實(shi)(shi)時(shi)監控(kong)等技術要求。
虛擬(ni)電廠關鍵技術（圖(tu)源(yuan)：科創板(ban)日報(bao)）
在能源調(diao)度(du)平臺建(jian)設上，深圳目前已建(jian)成國內(nei)首家部署于網級調(diao)度(du)云(yun)、可實現網省兩級調(diao)度(du)的網地一體化虛擬電廠運營管理云(yun)平臺，累(lei)計接入資源容量超過800兆(zhao)瓦(wa)，使其建(jian)成南方電網范圍(wei)內(nei)數據采集密度(du)最(zui)高、接入負荷類型最(zui)全、規模最(zui)大、直控資源最(zui)多的虛擬電廠示范工程。
虛(xu)擬電廠(chang)并不(bu)(bu)“虛(xu)”，腳踏實地的(de)技術(shu)攻(gong)關是(shi)建(jian)成的(de)它的(de)硬性基礎。不(bu)(bu)僅僅是(shi)上述(shu)條(tiao)件，向走在國內前(qian)列的(de)深圳虛(xu)擬電廠(chang)管(guan)(guan)理(li)中心未(wei)來想要(yao)加速推動分布(bu)(bu)式光伏、用(yong)戶側儲(chu)能(neng)、V2G(新(xin)能(neng)源汽(qi)車與(yu)電網能(neng)量互動)等分布(bu)(bu)式能(neng)源接入虛(xu)擬電廠(chang)集中管(guan)(guan)理(li)，也需要(yao)在開(kai)展分布(bu)(bu)式能(neng)源市場化交易(yi)(yi)平臺建(jian)設、運營和(he)管(guan)(guan)理(li)方(fang)面開(kai)拓新(xin)思路，并配合(he)分布(bu)(bu)式能(neng)源交易(yi)(yi)及消(xiao)納量的(de)核算、監測和(he)認證、綠電交易(yi)(yi)業務等相關服務的(de)工(gong)作。
與(yu)國民(min)生活(huo)緊密纏繞的(de)能(neng)源業挖掘出了虛擬電(dian)(dian)廠這片藍海。根據(ju)估算，虛擬電(dian)(dian)廠到2025年(nian)的(de)投資(zi)建(jian)設市場(chang)規(gui)模將超過300億元(yuan)，平均每(mei)年(nian)投資(zi)建(jian)設規(gui)模達到105至200億元(yuan)。未來，虛擬電(dian)(dian)廠將作為一(yi)只“看不見的(de)手(shou)”發揮調峰潛力和(he)市場(chang)活(huo)力，支(zhi)撐新型電(dian)(dian)力系統的(de)建(jian)設，在多方受惠之下，共同實(shi)現“雙碳”目標。
參考資料(liao)：
1.《虛擬電廠(chang)，風口上的新千(qian)億賽道(dao)？》，深途
2.《投資僅占煤電的1/8，卻能解(jie)決缺電限電問題！虛(xu)擬電廠到底是啥(sha)？》，貝果財經
3.《國內首家虛擬電廠來了！》，每日(ri)經濟(ji)新聞(wen)
4.《電力(li)短缺下虛擬電廠乘勢而起，4500億運營規模行將(jiang)爆發(fa)？》，21世紀經濟報道
5.《高溫(wen)“催熱”虛擬電(dian)廠，千億(yi)市場待激(ji)活(huo)！國內首家虛擬電(dian)廠管理中(zhong)心為何(he)花落深圳？》，華(hua)夏時報
6.《揭秘虛(xu)擬電廠，它究竟是(shi)如何運行的(de)？》，新浪科技(ji)
7.《國內首家！虛擬電廠(chang)管理(li)中心落地…千億市場如(ru)何(he)掘金？》，證券(quan)時報
8.《千億新風口來了！“虛擬電廠(chang)”一夜爆火》，電力網
9.《關于構(gou)建以光(guang)伏發(fa)電加(jia)物理儲能(neng)為主(zhu)的廣域虛擬電廠的建議》，肖立業，潘(pan)教峰
10.《“雙碳”目(mu)標下虛擬電廠參(can)與調峰產品交易的機制與路徑》，曾鳴，馬嘉(jia)欣，許(xu)彥斌，任偉理(li)等
