前沿 | “AI+电力”落地提速 “虚拟电厂”照进现实

今夏用电高峰来临，“虚拟电厂”这一概念被越来越多的人提及，各地与虚拟电厂相关的政策也密集出台。虚拟电厂正飞速照进现实。它究竟是什么？能带来什么？和普通人有关系吗？

（来源：电联新媒 作者：陈丽莎）

不建厂房、不冒烟的电厂

“虚拟电厂”这个概念，最早于1997年在国外首次提出，2016年被引进国内能源互联网体系框架。

虚拟电厂，不是人们现实中看到的那些发电厂。传统电厂依赖实体的发电设备，而虚拟电厂则依赖于已有的电力资源，依托物联网、5G通信、大数据等技术进行资源的聚合与优化。

换言之，不建厂，但是能聚合电。从聚合范围看，在浙江，目前是指非调度调管的用户侧资源，比如一些可控的分布式光伏、电动汽车充电桩、空调、用户侧储能、源网荷储一体化园区、数据中心、景观照明等海量分散资源。技术上通过人工智能和大数据的力量，管理上通过聚合的运营模式，从而把散落在各个角落的能源资源在云端汇集在一起，形成一个新的能源大厂。点点星火，可燎原。

说到这里，可能有人会问，为什么会出现虚拟电厂？

诚然，没有事物会凭空出现。新安江水电站、浙江北仑发电厂、秦山核电站……这些耳熟能详的大型电厂诞生，都是经济社会发展下，全社会对于电力殷切需求所推动的。

在中国，虚拟电厂建设从概念加速落地，源于应对全球气候变化之下的脱碳行动。随着“双碳”目标的实施和新型电力系统建设的推进，能源向绿色低碳转型，源源不断的可再生能源被开发利用，能源供应结构发生改变。如浙江，截至今年6月底清洁能源装机占比已超过五成。虚拟电厂建设可提供灵活调节能力，帮助新能源大规模接入下的电力系统保持稳定。

科技的进步，也为虚拟电厂的兴起创造了技术条件。数字化智能化的加持，让人们能不受空间地域限制，以一种前有未有的方式聚合能源，提升源网荷储高效互动水平。

虚拟电厂建设提速，也离不开经济社会发展带来的用户侧负荷资源的日益丰富。用好这些可控可调资源，是对传统集中式的发电模式的一种补充和辅助，平衡电力供需矛盾。

也正是基于这几项基础，让虚拟电厂具备了灵活、经济、环保的特点。

2023年，浙江省最高电力负荷超过一亿千瓦，日最大峰谷差达3234万千瓦，达到或超过最高负荷95%的尖峰时段仅有33个小时。以尖峰时刻负荷为标准来扩张电网建设规模，缺乏经济性。

而虚拟电厂尚有挖潜空间，它不仅灵活环保，还可释放土地资源，助力电力系统减少对化石燃料的依赖，促进节能减排，降低用电及基础设施投资成本。据业内预测，按2025年全国负荷16亿千瓦、虚拟电厂容量占总负荷3%来测算，届时全国虚拟电厂容量将达到4800万千瓦，带来的经济效益将达到千亿元级。

AI在电力的落地场景

虚拟电厂，是AI在电力领域的落地应用场景之一。记者在采访过程中也联想到了“区块链”，非中心化、分布式、点对点，而后形成链接。相比中心化，虚拟电厂因为分散，熄灭一盏小灯，还有无数小灯，从某种角度来说，安全特性突出。

一辆电动汽车就是一个移动储能，也是一个小小的虚拟电厂。

通过车网互动（V2G），当用电高峰时，电动汽车动力电池向电网放电，实现顶峰发电的支撑能力；在用电低谷时，电动汽车进入充电模式，存储电网过剩的电量，起到辅助填谷作用。

在浙江，通过传感技术自动调节空调温度及景观照明、工业园区的微电网及用户侧储能参与需求响应……这些也都可通过接入新型电力负荷管理系统，以虚拟电厂形式与大电网链接，并进行互动。

目前，杭州虚拟电厂可用于系统电源性缺电、电力市场化交易、配网故障性调节等场景。宁波自2023年起培育虚拟电厂市场，目前已向用户发放辅助服务补贴196.9万元。在金华浦江、磐安等地，把民宿空调等负荷接入当地虚拟电厂平台，扩大可调负荷资源池。

作为负荷聚合商，亲橙智慧空间科技服务（杭州）有限公司2023年年底依托虚拟电厂平台，通过批量设置充电桩充电策略参与了调峰辅助服务市场交易。该公司相关负责人表示，未来将陆续聚合阿里系在杭自有园区负荷资源，提升调节能力。

总体而言，虚拟电厂可提供多种辅助服务，如调频、调峰、旋转备用等，助力降低供电过程中的不确定性，提高电力系统的安全可靠性。

在近年来的陆续探索中，国网浙江电力发挥枢纽作用，截至目前已服务89个第三方独立主体包括虚拟电厂、负荷聚合商在交易平台完成注册。第三方独立主体参与电力辅助服务81天，累计参与交易主体个数74个，交易电量2751.9万千瓦，涉及二级用户29360户，最大单日响应负荷43.12万千瓦。

今夏，浙江省能源局发文要求加快建设发展虚拟电厂（1.0版），并提出要将其作为浙江进一步开展新型电力系统省域示范的重要举措。

2024年，浙江将深化技术和市场机制创新，推动虚拟电厂资源聚合规模持续壮大，力争实现其规模达400万千瓦，虚拟电厂通过参与需求响应、辅助服务市场等有效支撑电力保供等可调节能力达20万千瓦，并继续探索充换电设施参与虚拟电厂运营，其可调节能力达15万千瓦。

据规划，到“十四五”末，通过需求响应、辅助服务、电力市场等多元化途径，虚拟电厂将成为支撑浙江电力系统安全稳定、清洁低碳、经济高效运行的有效载体，进而提升电力供应保障能力和新能源消纳水平，助推浙江打造新型能源系统建设先行省。

他山之石可攻玉

从浙江到全国，虚拟电厂正在提速发展，有望迎来高峰建设期，也有望成为缓解电网尖峰时刻的最具经济性选项之一。

而放眼全球，虚拟电厂已成行业风尚。美国电动汽车制造商特斯拉在南澳大利亚州为居民家庭安装家用电池系统Powerwall，帮助当地政府减少高峰用电需求，同时为参与的家庭节省电费。国外虚拟电厂的商业模式和生态链构建，也能为我国虚拟电厂发展带来借鉴与启发。

在发展初期，德国虚拟电厂模式聚焦管理分布式能源，聚合参与电力市场和提供电力相关辅助服务，美国虚拟电厂主要通过实时灵活响应需求获得收益，日本则以用户侧储能为主建设虚拟电厂，各有侧重，但其商业化程度都较高。近年来都逐渐往源网荷储协调运行发展升级。

我国与海外虚拟电厂的发展差距，主要在于电力市场的成熟度差异。虚拟电厂发展大致会经历邀约型、市场型、自主调度型等阶段。当前，国内各地基本处于邀约型或市场型阶段，要进入成熟市场及自主调度，还有较长的路要走。

国网浙江电科院能源技术中心专家张程翔举例，大型独立储能接入电网调度和参与市场交易的政策、规则已逐渐明晰。但用户侧分布式储能，因并网位置分散、单体容量小，以虚拟电厂模式聚合将更好地发挥其快速、灵活、精准的特性，服务电网电力电量平衡。但目前仍需探索稳定的商业模式，以市场这只“无形之手”引导更多资本进场角逐，从而产生更大的技术推力。在他看来，虚拟电厂要发展，离不开成熟的市场机制这一沃土，包括辅助服务、现货等规则的健全，以及主体地位的明确等等。

今夏，在浙江，各虚拟电厂运营商在迎峰度夏用电紧张时期，参与需求响应、辅助服务等市场活动，还能获得一定的经济补贴。但除去补贴激励，市场化商业模式还要再优化。

国网浙江电力营销部相关专家李磊表示，浙江正在研究完善虚拟电厂体系机制，形成多方获益、可持续发展的商业模式，逐步做好辅助服务市场、省内现货市场衔接，让虚拟电厂运营商能持续发挥作用，并加速多元化发展。

在电动汽车领域，构建起“车+桩+光+储+荷+智”的新能源闭环生态；当电力现货市场渐趋成熟，产生电力金融衍生品，虚拟电厂盈利空间就更大；虚拟电厂通过参与电力市场的交易和竞争，根据市场条件调整产电策略，选择最佳的能源组合以最大化收益……

未来，随着AI技术不断发展、市场机制不断完善，虚拟电厂也将实现更高效、智能的能源管理和优化，更紧密连接寻常生活，更能调动家庭和工商业等参与虚拟电厂的积极性，最终激发出一种关乎每个个体、“自下而上”的发展热情。

比尔·盖茨曾说，“我们倾向于高估短期内将要发生的变化，而低估长期内将要发生的变化。”就像十年前，没人能预测到新能源、电动汽车等的发展速度，如今已是别有洞天。眼下的虚拟电厂仍在起步阶段，短期内对供能仅起辅助作用。但底层数据流通障碍一旦打破，就可能迎来指数级增长。

绵绵若存，用之不勤。天地间产生的能量，无穷无尽，而提升可再生能源利用率的“虚拟电厂”，正有这样的生命力。