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“北極穿短袖，長江露河床。柏油路變軟，四川鬧電荒”

席卷全球的極端高溫，讓世界各地的水位線急劇下降。曾占全國水電量21.2%、“棄電”現(xiàn)象明顯的四川，如今也已自顧不暇。這讓原本已經(jīng)被人們淡漠的節(jié)約用電，再次被聚焦了起來。如何在保證既有用電需求的情況下，提高用電效率，為地球降溫1℃，成了新能源產(chǎn)業(yè)界新的探討話題。

而在這場能源變革的討論中，比亞迪的一項“黑科技”，為促節(jié)能、減碳排，提效率開辟了新的可能。這便是“多層級虛擬電廠平臺”。

什么是虛擬電廠？比亞迪自研的“虛擬電廠”能解決哪些用電難題呢？

一、虛擬電廠：為每一度電找到“用武之地”

不擁有任何發(fā)電設(shè)施，卻能完成電力供給和電能分配，有這樣的發(fā)電站么？這便是虛擬電廠最大的魅力了。

實際上，“虛擬電廠”并不是一個全新的概念，自上世紀(jì)90年代，西方國家就開始探索基于分布式能源的線上并網(wǎng)可能。1997年，Shimon Awerbuch博士在其著作中，首次對虛擬電廠做出標(biāo)準(zhǔn)闡釋：“獨立且以市場為驅(qū)動，無需相應(yīng)資產(chǎn)就能提供電能服務(wù)的虛擬公共設(shè)施。”

簡單來說，虛擬電廠不是現(xiàn)實世界的發(fā)電設(shè)施，而是一套連接電網(wǎng)上下游的能源管理系統(tǒng)。位于虛擬電廠掌控下的用電終端，將同時肩負(fù)“發(fā)電”和“配電”雙重職能，提高用電效率。

舉一個形象的例子：假如某商場參加了當(dāng)?shù)靥摂M電廠的負(fù)荷集控體系，當(dāng)集控系統(tǒng)檢測到地區(qū)用電高峰時，虛擬電廠平臺將調(diào)動商場的電力控制模塊，通過有限度的空調(diào)降頻、關(guān)閉非必要燈光，在不影響商場購物環(huán)境的情況下，“憑空”生成額外電力，并向用電最緊張的局部地區(qū)供應(yīng)。

借助虛擬電廠的輔助，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)將更智能地開展電力調(diào)動，靈活地削峰填谷，提高電網(wǎng)負(fù)荷上限。此外，以風(fēng)電、水電、太陽能為代表的新能源設(shè)施，也將通過虛擬電廠的分布式能源兼容整合，大幅降低“棄電”現(xiàn)象。總之，讓每1°電都有它用武之地，正是虛擬電廠的功能優(yōu)勢。

由于設(shè)施建設(shè)成本基本為零，虛擬電廠的投入成本也只有傳統(tǒng)電廠的10%左右。技術(shù)優(yōu)勢突出，成本低廉，虛擬電廠理應(yīng)成為國內(nèi)電網(wǎng)的“標(biāo)配”。然而一直以來，我國在虛擬電網(wǎng)建設(shè)上，卻明顯落后于西方國家。

二、外企先發(fā)，國內(nèi)追趕

如之前提到的，以美國、德國、日本為代表的發(fā)達(dá)國家，在虛擬電廠的研究上，擁有先發(fā)優(yōu)勢。

自2001年起，歐洲國家即開展了以中小型發(fā)電單元為整合目標(biāo)的虛擬電廠建設(shè)項目。到2009年，歐美地區(qū)虛擬電廠總?cè)萘恳堰_(dá)到19.4GW，電容量全球占比高達(dá)95%。

經(jīng)過近30年的探索，西方國家在虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈布局、商業(yè)模式探索上已經(jīng)趨于成熟。一方面，歐美主導(dǎo)明確了虛擬電廠的上中下游全套設(shè)施；另一方面，在商業(yè)模式上，也形成了以美國為代表的“需求側(cè)響應(yīng)”，和歐洲的“分布式電源、儲能設(shè)施整合”兩條發(fā)展路線。

在商業(yè)模式探索上，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本走出政策扶持階段，各主導(dǎo)企業(yè)也實現(xiàn)基本盈利。

比如德國Next Kraftwerke公司運營的虛擬電廠，至今已在歐盟境內(nèi)運營著超過1萬個分散式能源單元，能源類型涵蓋生物發(fā)電、光伏、水電、熱電聯(lián)產(chǎn)等多種發(fā)電和儲能設(shè)備。

盡管單個客戶電能資源僅為0.9MW，但Next Kraftwerke通過多種發(fā)電方式的互補(bǔ)效應(yīng)，以及“低谷用電、高峰售電”的靈活商業(yè)策略，依然實現(xiàn)了近6億歐元的營業(yè)收入。

反觀我國的虛擬電網(wǎng)建設(shè)，2019年國家電網(wǎng)在冀北開展的虛擬電廠示范項目落地，才代表了我國虛擬電網(wǎng)首次嘗試。直觀可見，在虛擬電網(wǎng)領(lǐng)域，國內(nèi)外差距在20年左右。

不過，起步雖晚，國內(nèi)企業(yè)的追趕速度卻很快。

三、彌補(bǔ)中外差距，比亞迪牽頭技術(shù)攻關(guān)

比如剛提到的冀北虛擬電廠，在投入運行后的2020年，成功完成10%的夏季空調(diào)負(fù)荷調(diào)度，相當(dāng)于一座發(fā)電規(guī)模600MW的傳統(tǒng)電廠。2021年，上海黃浦區(qū)開展的虛擬電廠試運行，累計完成562MW.h電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)控，節(jié)約能源1236MW，相當(dāng)于減少336噸碳排放。南方電網(wǎng)在深圳虛擬電廠實踐項目中，也通過“源荷互動”新模式，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)用電負(fù)荷3MW,解決了2000戶家庭的空調(diào)用電問題。

而作為產(chǎn)業(yè)界的代表，比亞迪等公司也承擔(dān)起了虛擬電廠技術(shù)與市場方面，攻堅克難的重任。

完整的虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈，由上游發(fā)電儲能設(shè)施、中游數(shù)字化智能平臺、下游虛擬電廠運營商共同構(gòu)成。其中，上游參與者多為已存在的傳統(tǒng)電廠、新能源發(fā)電儲能設(shè)備和參與虛擬電廠的個體單位，而下游運營商則主管電網(wǎng)接入、虛擬電廠營銷推廣等商業(yè)活動。不難看出，連接上下游的智能平臺研發(fā)，是虛擬電廠的主要技術(shù)瓶頸。

而這項技術(shù)難題，在國家能源局發(fā)起的“科技助力經(jīng)濟(jì)2020”中，已被比亞迪一手包攬了下來。未來，比亞迪會將實現(xiàn)用電力度的負(fù)荷調(diào)控，多種能源的流動控制，以及電力交易中心的信息交互，全部交由虛擬電廠平臺自動完成，最終提高更大區(qū)域內(nèi)的用電效率，減少電力浪費。

四、結(jié)語

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年中國發(fā)電量達(dá)8534.3萬億千瓦，占全球發(fā)電量的30%，位列全球之首。雖說當(dāng)前國內(nèi)虛擬電廠發(fā)展尚處于起步階段，市場集中度不高，但在政策扶持密集、潛在市場廣闊的背景下，虛擬電廠“藍(lán)海”特征相當(dāng)明顯。

且隨著以比亞迪為代表的國產(chǎn)虛擬電廠技術(shù)的不斷成型，以及商業(yè)化探索的日趨成熟，可以預(yù)見，未來中國虛擬電廠的規(guī)模不但將超越西方國家，更重要的是可以踐行比亞迪創(chuàng)始人王傳福一直推動的“為地球降溫1℃”的人類共同目標(biāo)。