X
编者按：国外在上世纪90年代就提出虚拟电厂的概念，2010年前后开启虚拟电厂大规模商业化浪潮。“十三五”期间，广东、江苏、上海等地开展了虚拟电厂项目试点，一些省市发布相关文件对虚拟电厂提出要求。2021年底开始，虚拟电厂进入一个爆发期。国家到地方密集发布相关文件支持虚拟电厂发展，虚拟电厂乘风而上，由虚向实。
虚拟电厂是实现分布式能源聚合和协调优化的协调管理系统
深圳供电局2020年建成全国首套自动化虚拟电厂系统，2021年与南网科研院共同建成国内首个网地一体虚拟电厂运营管理平台。“但是真正感觉忙不过来了，是2022年开始的。”那一年，深圳市出台《深圳市虚拟电厂落地工作方案(2022—2025年)》，当年8月，深圳虚拟电厂管理中心在深圳供电局成立，深圳市发改委负责管理。
“从那时起，深圳的虚拟电厂管理从技术布局变成真枪实弹的商业实践。”深圳虚拟电厂管理中心总经理程韧俐说道。2023年，程韧俐更忙了——250个工作日接待了近300批次从全国各地来深圳调研虚拟电厂的人员。
截至2024年3月，深圳虚拟电厂管理中心接入运营商45家，通过虚拟电厂产业链上、中、下游各类资源聚合，推动华为、中兴通讯等ICT龙头企业布局虚拟电厂新赛道，支持奥特迅、科陆、科士达、比亚迪等能源企业拓展虚拟电厂核心设备生产制造。
深圳虚拟电厂的魔力到底在哪呢？
从分钟级到秒级
调度直管对聚合商提出更高要求
深圳虚拟电厂调控管理云平台相当于深圳虚拟电厂的大脑，脱胎于2019年深圳供电局、南网科研院联手的一个科研项目。“深圳做事有一个特点，就是务实。即使是一个科研项目，也必须把落地考虑进去。”程韧俐认为，不能把所有问题分析完了，再去找示范工程。
虚拟电厂的本质是资源聚合与协调。深圳做虚拟电厂有它的优势与迫切性，一方面是骨感的现实，电力负荷快速增长与电力设施可用土地资源受限之间的矛盾日益凸显，从可持续发展的角度考虑，电力供需互动技术的研发与应用势在必行。另一方面，以新能源汽车为代表具有可调度潜力的大容量灵活调节资源快速发展，给电网安稳运行带来挑战的同时，也为虚拟电厂这类综合能源技术的发展提供了土壤。
在虚拟电厂大热之前，讨论比较多的是“有序用电”“需求侧响应”。虚拟电厂则通过数字化手段将海量的分散负荷聚合成一个整体，根据电力供需、电价波动等因素变化不断调整虚拟电厂内负荷高低，实现对电网调度、安全稳定的快速响应，最大限度挖掘用户的调节潜力。
这里面就有了分钟级与秒级的区别，以及管理模式上的差异。以国家电网上海电力公司为例，它的虚拟电厂运营管理平台属于上海市电力负荷管理中心，负责资格审核、执行组织、容量核证等，上海电力交易中心负责市场注册、交易出清等，上海电力调控中心负责评估电力电量缺口、调频准入评测。而深圳虚拟电厂调控管理云平台直接部署于南网调度云，网省两级均可直接调度和实时评估效果。调度直管虚拟电厂对聚合商、用户要求更高。
去年6月份，深圳供电局联合南网科研院运用5G专用切片技术在国内首次验证了虚拟电厂调频技术。虚拟电厂调频对响应速度、电力调度系统的信息数据安全及网络安全环境有着极高要求。“目前我们聚合了28座换电站，调频功率达到3000千瓦，到年底可调节能力预计再翻一番。”深圳虚拟电厂管理中心虚拟电厂管理经理李江南说道。
不仅如此，现在深圳区域的虚拟电厂聚合商已经可以常态化参与电网调节服务。说着，程韧俐展示起深圳虚拟电厂的可调控负荷曲线。“15分钟为单位来看都是光滑曲线。以前很多人认为虚拟电厂不靠谱，是因为不敢调度，不知道你有多少，我能调多少。如果我发50万千瓦的需求，能不能跟得上？现在我们按照调度实体电厂的标准来要求聚合商，大家的参与度与精准度非常高，这也意味着虚拟电厂具备了为电网提供灵活性、可调资源的能力。为其进电力市场做了非常好的准备。”
给聚合商直接发调度曲线，把虚拟电厂当实体电厂一样调控，这样的目标最终成就了这样的结果。而调度直管的模式为虚拟电厂产业链上的企业在智能设备、网络安全、平台建设方面提出高要求的同时，也在催生更多产业机会。
技术与服务双突破
企业来虚拟电厂赛道掘金
恒实盛景公司平台运营总监付尧最近特别忙。今年深圳虚拟电厂管理中心一个很重要的工作是推动建筑楼宇领域的虚拟电厂建设。恒实盛景公司在空调聚合领域已经有不错的积累。“我们除了已经开发的几十家客户，还在继续开拓市场。现在主要做大型建筑体，比如写字楼、美术馆、工厂等。我们会给他们的空调控制系统安装我们开发的智能控制终端。在比较关键的时间调整空调温度，响应上级虚拟电厂管理平台需求，客户(空调使用者)零感知。”
恒实盛景公司是恒实科技的南方总部，作为一家老牌的智慧能源及智能物联应用解决方案的供应商，恒实科技曾全程参与了国网冀北电力公司虚拟电厂建设。如今，他们决意要抓住深圳以及更广阔的南方市场。
“我们开发了专业的恒实虚拟电厂管理平台，对终端设备的改造、网络安全防护均严格按照电网调度的标准。通过与深圳虚拟电厂管理中心的对接，我们积累了非常精准的虚拟电厂平台运营的经验。”付尧说道。
技术是虚拟电厂能够快速发展的灵魂。中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇提到，虚拟电厂主要基于先进的通信和协调控制技术，并结合网络安全防护技术及智能计量技术，系统交互复杂，因此需要加强技术攻关和突破。
而每一次的技术攻关与突破也壮大了虚拟电厂产业链。以车网互动为例，要实现有序控制或者反向送电必须有软件和硬件的支撑。这就涉及互联网、设备制造企业。聚合商要组织那么多用户参与响应电网的需求，如何精准控制用户设备，同样是软件服务商和设备制造企业、通信供应商少不了。基于此，咨询机构、科研企业、院校都会被带进来。服务模式、商业模式的创新也会带来新的企业生态。
在深圳，企业竞相布局虚拟电厂赛道还因为看到了其发展前景。一方面在政策的支持下，市场在往好的方向发展。另一方面，从全球来看，虚拟电厂这个产业方向也待深度挖掘。
《2023年中国虚拟电厂产业发展白皮书》预测，2025年，中国虚拟电厂的投资规模将达到300亿元，到2030年，这一数字将提升至425亿元。在全球，2022年虚拟电厂参与交易电量约32.6亿千瓦时，虽然只占全球电力需求量的1.2‰，但其交易金额约为128亿元，市场潜力巨大。
深圳的虚拟电厂聚合商在技术层面并不弱于国外的企业。
李江南拿出深圳2022年12月虚拟电厂聚合商大型集中签约仪式上的企业名单。和深圳虚拟电厂管理中心签约的，既有国电投、中广核等大型负荷聚合商企业，也有南网电动、特来电、星星充电等大型充电企业，还有美的集团等建筑楼宇资源代表，宁德时代、欣旺达等储能资源与应用代表，更有上海成套院等众多虚拟电厂研发设计、人工智能、设备制造等产业链上下游企业。
众志成城，一起将产业链、生态链打通时，深圳虚拟电厂这份事业也近乎于成。而这也是深圳市政府的初衷。
2022年6月，深圳市发展改革委发布的《深圳市虚拟电厂落地工作方案(2022—2025年)》，2023年4月，发布关于公开征求《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施(征求意见稿)》意见的通告，两者均对虚拟电厂产业提出了具体的要求以及激励措施。
其中，孵化培育一批国内领先的负荷聚合商和核心零部件研发制造企业，鼓励车网互动充电桩、分布式资源智能控制终端、计量通信芯片模组等虚拟电厂关键核心设备产业化，围绕分布式资源智能控制终端设备、虚拟电厂分级调度与协同运行、分布式资源运行优化与能量互动、配电网地理信息系统等重点研发方向支持建设一批重点实验室、企业技术中心、工程研究中心。
立于深圳，不止于深圳。扎实于眼前，放眼于未来。这是深圳虚拟电厂的产业发展之路。
丰富场景
让虚拟电厂走得更远
为什么那么多企业愿意跟着深圳虚拟电厂管理中心一起走？其中的动力到底在哪里？
首先是政府的支持与推动。除了密集出台虚拟电厂及相关产业的政策，深圳市政府也在真金白银支持这个产业。无论是聚合商、用户还是产业链上下游的企业都从中获利。
“深圳铁塔公司的5G基站早已纳入了虚拟电厂，他们说今年要凭借此多赚点。为什么动力如此足？深圳的企业十分看重精益化管理，虚拟电厂在没有增加他们投入的情况下还让他们赚到钱，何乐而不为？”程韧俐说道。
资金目前主要来自政府补贴。去年深圳政府投入450万元，今年则是1400万元。有人说这样的模式很难复制。但是，对一个个企业的“小红包”撬动的却是大产业。这里面也少不了以深圳虚拟电厂管理中心为牵引对市场的培育，包括大量政策、技术的培训，真正把这个产业带动起来，也激发起他们的雄心，以此做出更多的创新。
把势造起来，只是第一步。要想虚拟电厂能够持续发展，最终还是要与电力市场结合起来。
2023年9月底，深圳地区10家虚拟电厂资源参与跨省备用市场调用运行，在负荷高峰时段内为电力系统提供正备用；当年11月，深圳地区7家虚拟电厂作为第三方独立主体参与跨省备用市场交易，首次与其他常规电源发电主体同台竞价，日前出清最大中标容量约为24兆瓦。
不过这些还远远不够。“电力辅助服务市场包括了调频、调峰、备用辅助服务，去年我们参与的主要是备用辅助服务。我想能推动深圳虚拟电厂参与调峰、调频辅助服务。甚至在未来还参与到电能市场中去。”当然这里面仍然有许多管理机制、技术、市场、经济运行等多种层面的难题需要破解，有一系列的标准等着大家书写。“但是，我相信把虚拟电厂推到电力市场中去，给它更多应用场景，终有一天，它能长成参天大树，聚合起更加丰富多样的生态。”疲惫的程韧俐想到未来终于舒了一口气。
南网报记者 刘杰 毛春初 通讯员 杨晶晶 周薇
● 延伸阅读
什么是虚拟电厂？
虚拟电厂，顾名思义就是一个虚拟化的电厂，里面的内容不是电厂，但是起到一个电厂的作用。实际上也是如此，就是将相对分散的源、网、荷、储等元素进行集成调控，形成一个系统平台，对外等效成一个可控的电源。
这个系统平台，对外既可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，起到灵活的削峰填谷等作用。
以往的电力系统削峰填谷，基本是通过火电厂实现的，根据测算，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿的电厂和配套电网；而通过虚拟电厂实现，建设、运营、激励等环节的投资只需要500—800亿元。
以南网接入深圳虚拟电厂的充电站为例，可以在虚拟电厂管理中心的统一调度下，充电站在用电低谷期为更多电动汽车快速充电，在用电高峰期暂停给电动汽车充电，甚至可以让电动汽车反向给电网输电(在征得车主许可的条件下)，车主也可以在这充放电之间获得收益。除了能够产生经济收益之外，虚拟电厂得以发展最重要的作用是其能够辅助电网平抑波动、稳定电力供需。
既然这么节约，以前为什么没有这么做？因为虚拟电厂这个系统平台要实现上述功能，需要有内部可控的资源，比如储能、充电桩等；需要有机制，比如电力市场交易；需要有技术，系统平台内部资源的控制和调度。
(南网报综合)
● 专访
突破技术融入市场
——访南网能源院新能源研究所研究员孙思扬
虚拟电厂通过能源互联网技术，将闲散在终端用户的充电桩、空调、分布式光伏等电力负荷资源聚合起来并加以优化控制，对促进新型电力系统建设具有重大意义。作为国内首家由政府挂牌的虚拟电厂管理中心，深圳虚拟电厂管理中心已实际开展多次需求侧响应，在全国范围内较为领先。
但是，发展初期的虚拟电厂，仍面临不少问题有待解决。南网能源院新能源研究所研究员孙思扬认为，电力行业需要在技术突破、市场化改革等方面取得进展，虚拟电厂将成为新型电力系统的重要支撑技术之一。
需突破分布式
控制、通信计量等技术
记者：近年来，全国一些地方启动虚拟电厂。从宏观上看，各地虚拟电厂在调节电力负荷、优化电网调度方面起到了什么作用？深圳虚拟电厂的发展进度，在全国处于什么水平？
孙思扬：虚拟电厂的本质是分布式资源的协调管理系统，利用先进的计量、通信、控制技术，聚合新型储能、可控负荷、电动汽车等分布式资源，实现大量分布式资源的协同优化运行。虚拟电厂既可作为“正电厂”向电力系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷；既可快速响应指令、配合保障系统稳定运行，也可等同于电厂参与容量、电量、辅助服务等各类电力市场。通过虚拟电厂等方式加强需求侧管理，可以实现对需求侧资源的优化控制，充分挖掘需求侧资源调节潜力，满足新型电力系统调节需求。
深圳虚拟电厂管理中心是国内首家由政府挂牌的虚拟电厂管理中心，也是国内第一个布置网级“调度云”、可实现网省两级直接调度的平台，在全国范围内较为领先。
记者：在构建新型电力系统的背景下，虚拟电厂有其重要意义。深圳虚拟电厂管理中心凝聚负荷聚合商，从技术方面看，要求聚合商接入并实现了短时响应。从长远看，虚拟电厂的发展需要哪些技术突破？
孙思扬：构建新型电力系统对系统灵活调节能力提出了挑战。在交通电气化、建筑用能电气化等再电气化背景下，大量的分布式电源、柔性负荷、储能、电动汽车等资源接入电力系统需求侧，因此，需求侧调节潜力有待进一步发掘。通过虚拟电厂技术加强需求侧管理，可以实现对需求侧资源的优化控制，充分挖掘需求侧资源调节潜力，满足新型电力系统调节需求。未来，虚拟电厂将成为新型电力系统的重要支撑技术之一，还需要在分布式控制技术、安全高效通信技术、精准计量结算技术、互信交易技术等方面有所突破。
厘清权责统一标准
以市场化解决资金问题
记者：业内一般认为，我国虚拟电厂发展整体仍处于初期阶段，下一步还有不少难题需要解决。具体包括哪些方面的问题？
孙思扬：一是虚拟电厂平台的市场角色和建设运营方式尚未形成统一标准。当前虚拟电厂部分平台以服务调度机构为主开展管理，定位于服务聚合分布式资源参与市场。不同的市场定位决定了虚拟电厂平台的业务流程、系统架构、商业模式等差异较大，“谁来建设、谁来管理、谁来参与”尚未形成共识。
二是虚拟电厂聚合资源能力未充分发挥，工商业和居民用户调节资源利用不足。虚拟电厂平台接入调度管控，运营商还需承担电网安全风险防控的职责，推高了用户侧资源接入门槛。在资源聚合技术发展尚不成熟情况下，影响了工商业及居民用户参与系统调节的便捷性和积极性。
三是激励来源难以长期持续，参与电力市场机制有待完善。目前虚拟电厂主要依靠补贴，成熟商业模式尚未催生。其中，当前需求响应主要以事件驱动为主，主要在供需失衡时触发，开展频次低且不确定性大，未形成常态化运行机制；参与辅助服务市场主要以调频为主，缺少备用容量、爬坡等辅助服务品种；参与电力现货市场仍处于起步阶段，运行状况尚需观察。
四是虚拟电厂缺乏统一的技术标准，数据交互壁垒、网络安全问题突出。国家、行业层面缺乏虚拟电厂相关规范标准，各类设备及负荷聚合商的通信协议不统一，数据交互壁垒高，难以建立多系统贯通的信息安全防护体系。大部分省份机构未出台适用于虚拟电厂的并网调度协议模板，缺乏并网调度细则。
记者：虚拟电厂的资金投入是制约行业发展的一大因素。目前深圳方面由政府出资，随着未来接入用户数越来越多、相应规模越来越大，资金需求也会增加。如何从根本上解决资金问题？
孙思扬：目前，深圳虚拟电厂主要通过参与需求响应获取收益，补贴资金主要来源于深圳市政府连续三年的财政补贴。放眼全国各地，虚拟电厂同样主要依靠政府、电网公司补贴，成熟商业模式尚未催生，用户粘性和响应意愿不足。
从根本上说，还是得加快完善虚拟电厂参与市场相关机制，以市场化手段解决资金问题。短期内可探索需求响应常态化运行机制，构建邀约型/直调型、能量型/容量型、经济型/可靠型等不同响应品种；未来逐步放宽虚拟电厂参与现货市场、辅助服务准入门槛，构建备用、爬坡、电压支撑等辅助服务品种，完善用户侧灵活参与电力现货市场机制。
南网报记者 帅泉 通讯员 曾嵘
标签：南方电网,电力+,算力,新业态
