揭秘虛擬電廠：電動汽車不光會用電，也能賣電賺錢！_風聞

218　　每經記者 張蕊 攝影報道 每經編輯 陳旭

　　近日，國家能源局發佈的數據顯示，今年8月份全國全社會用電量8520億千瓦時，同比增長10.7%。

　　全社會用電量不斷攀升的同時，電力供需峯谷差不斷拉大，而煤電佔比縮減及可再生能源發電比例提高，對電力系統的穩定性提出了更高要求。在這樣的背景下，“虛擬電廠”作為電力系統重要的調節手段引發市場高度關注。而深圳虛擬電廠管理中心（以下簡稱管理中心）的成立，讓這一熱門概念更受市場追捧。

　　“這是國內首家虛擬電廠管理中心，標誌着深圳虛擬電廠即將邁入快速發展新階段，也意味着國內虛擬電廠從初步探索階段向實踐階段邁出重要一步。”南方電網深圳供電局調度中心發電管理部主管史軍在接受《每日經濟新聞》記者採訪時如此説道。

　　9月26日，國家能源局規劃司副司長宋雯在發佈會上表示，我國將加大新型電力基礎設施建設力度。優化充電基礎設施佈局，推動新能源汽車與電力系統融合發展，鼓勵開展有序充電、電動汽車向電網送電（V2G）等技術應用示範。

　　值得注意的是，管理中心未來計劃接入虛擬電廠集中管理的分佈式能源中，也包括了V2G模式。

　　虛擬電廠到底是什麼？它可以解決什麼問題？用户如何接入？系統又怎樣運行？它跟普通人有什麼關係？

　　帶着這一系列問題，《每日經濟新聞》記者採訪了深圳供電局、多家首批接入深圳虛擬電廠的負荷聚合商、能源互聯網企業及業內權威專家等，並實地探訪了特來電新能源股份有限公司（以下簡稱特來電），試圖以深圳為切口，為您深度解讀虛擬電廠這一能源領域的熱門話題。

　　為什麼搞虛擬電廠？答：平衡電力供需“天平”

　　虛擬電廠定義繁雜，有人認為是一套電力智能調度系統，有人認為是一種新型的商業模式，還有人認為它是一種不通過燒煤和燒油而間接獲取電的能力。

　　其實，“虛擬”即意味着並非實體，因此虛擬電廠本身並不發電，而是將電網中大量散落的、可調節的電力負荷整合起來，加入電網調度，實現有效削峯填谷。與此同時，還可以提供調頻、調壓、備用等電力輔助服務，增強電網安全性。

　　從這個意義上講，虛擬電廠其實是一座基於能源互聯網技術的“看不見的電廠”。與傳統電廠相比，它沒有廠房、機組，不佔用土地資源，不燒煤不燒氣，並且能促進可再生能源消納和有效利用。

　　中國電力企業聯合會規劃發展部主任張琳對《每日經濟新聞》記者表示，虛擬電廠對外表現為一個可控電源，它既可作為“正電廠”向系統供電，又可作為“負電廠”通過負荷側響應配合系統削峯。

　　比如在高温天氣電網供電緊張時，虛擬電廠將聚合的地鐵空調上升1~2攝氏度，在沒有影響到乘客乘坐體驗的情況下，減少了用電需求；或者將聚合的分佈式能源、儲能設施在用電高峯時向電網送電，取得高峯時的高電價收益。

　　那麼，為什麼要搞虛擬電廠呢？

　　首先是出於經濟性的考慮。根據國網推算，通過建設煤電機組滿足經營區內5%的峯值負荷，需要投資4000億元，並且尖峯負荷一年內可能僅會遇到有限的幾次，為滿足幾次尖峯而建設的煤電機組實際上利用率會比較低。而通過虛擬電廠的建設、運營與激勵，大約僅需煤電投資的10%。

　　其次，這實際上是由電力系統供需兩端需保持瞬時平衡的特徵決定的。上市公司特鋭德子公司特來電目前正積極佈局虛擬電廠業務。

　　特鋭德董事長於德翔介紹，由於電能不能大規模儲存，因此電力系統的一個突出特徵是發電和用電在同一時間永遠相等。“因此當我們晚上關燈睡覺時、企業下班時，發電廠必須降低發電功率，一旦同一時間差異過大，電網就會崩潰。”

　　對電網來説，要保持整個系統平衡，煤電機組的可控性最強，有多少用電負荷，就安排多少煤電機組發電去進行實時匹配。但在“雙碳”目標下，加快構建以新能源為主體的新型電力系統勢在必行。預計到2030年，我國風電、太陽能發電等新能源發電裝機規模將超過煤電成為第一大電源。

　　而新能源“靠天吃飯”的特性，勢必會影響電網的平衡。深圳市科中雲技術有限公司（以下簡稱科中雲）CEO饒亦然打了個比方，電網就像一架天平，發電和用電分屬天平的兩端，同時加減兩邊的砝碼天平都能保持平衡。一旦一邊突然變化，另一邊也要相應“加減”。

　　虛擬電廠的意義就在於，以前用電側的砝碼只能加，現在它也可以隨着發電側砝碼的減而減。“原來是傳統電廠在扛我們用電側負荷的波動，現在變成了我們用電側幫新能源發電側去抵消掉那些波動，所以叫虛擬電廠。”饒亦然説。

　　看起來，虛擬電廠的確很有“用武之地”。那麼，假設某地出現高温限電的極端情況，能否靠虛擬電廠來解決呢？對此，多位受訪專家明確表示：不能！

　　於德翔對《每日經濟新聞》記者表示，虛擬電廠一定是在大電網的支撐下去維持電網的平衡與穩定，在正常的發電和用電情況下進行調整，靠虛擬電廠調整不了大的、長時間的缺口，只能調整小的、短時間的供需不匹配。

　　負荷聚合商有何作用？答：充當“第三方代理”

　　視線拉回到深圳。據悉，深圳虛擬電廠已接入分佈式儲能、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，接近一座大型煤電廠的裝機容量。

　　這裏提到的分佈式儲能、數據中心等都屬於可調節的負荷類型。史軍向《每日經濟新聞》記者介紹，地鐵裏空調、電梯、燈照的負荷都是可調的，數據中心裏也會有一些備用儲能可調，同時還可以通過優化算法來控制算力使用的電能消耗。

　　除此以外，目前深圳虛擬電廠還接入了5G基站、換電站、建築樓宇（空調）、分佈式光伏、自來水廠工業負荷（水泵）、集中供冷站（冰蓄冷）等負荷類型。

　　史軍解釋，像5G基站裏會有很多備用儲能，平時都是閒置的，就可以把它聚合起來參與電網調度。此外像換電站裏的電池，樓宇裏的空調，也都是很好的調節資源。

　　“虛擬電廠實際上就是聚沙成塔。”饒亦然説，其實社會上有非常多可調節的用電負荷資源，如果把深圳的空調、充電樁、分佈式儲能等可調節資源都接入進來，這個調節能力是很可觀的。

　　這麼多不同類型、大量的用電負荷由誰來聚合？自然是“負荷聚合商”。簡單講，負荷聚合商就是把具備需求響應條件的電力用户組織起來，根據電力供需情況和系統調節要求，一起參與需求側響應。

　　作為一家擁有發電、售電等業務的大型能源與環保綜合服務商，深圳能源是深圳虛擬電廠首批14家負荷聚合商之一。

　　深圳能源售電有限公司交易部部長唐猛對《每日經濟新聞》記者介紹，從業務邏輯上來説，電網原來是調供給側（發電側），現在是調需求側（用電側）。

　　“首先，需求側的負荷類型龐雜，電網公司不可能花費大量人財物去對接這麼多用户。其次，單一用户的負荷規模可能很小而達不到參與需求響應的要求，而電網公司作為市場建設方和‘裁判員’，也不能親自下場。”唐猛説，諸多因素下，電網就希望有聚合商這樣一個角色出面，把社會上可調節的資源通過市場化手段聚合過來，由此電網就可以直接對接聚合商。

　　“對用户來講，負荷聚合商通過專業的技術手段發掘用户調節潛力，將用户引入市場交易，不僅可為用户帶來收益，還能夠幫助和指導用户形成科學的生產用能方式。”張琳説。

　　換句話説，負荷聚合商就相當於電網與終端用户之間的第三方代理商，把規模小、數量多的“散户”聚集起來，並代表用户去跟電網進行互動、交易。

　　以深圳能源為例，唐猛介紹道：“目前我們自己的充電樁、樓宇，還有一些公共設施，都已經跟深圳電網做了對接。像地鐵、巴士集團、水務等大型公共設施，我們會選取一些可以調節的負荷來試點。”

　　“當然，因為我們是售電公司，本來就有客户，所以我們也聚合了客户的一部分可調負荷。”唐猛説：“我們的目標還是儘量不影響客户正常的用電生產，比如把空調温度調高點、充電樁把充電時間錯開等，未來這應該是像深圳這樣的大城市進行調控的重要場景。”

　　負荷聚合商如何接入虛擬電廠？答：通過互聯網平台

　　那麼，負荷聚合商又是如何接入虛擬電廠，把聚合的負荷變成可調節負荷的呢？

　　這裏面涉及“互聯網+5G+智能網關”技術、基於互聯網協議的服務、虛擬專用網絡、電力線路載波技術和無線技術，以及協調控制技術、智能計量技術、指令自動分配技術等一系列技術。

　　其中，能源互聯網企業扮演着一個重要角色。

　　簡單講，負荷聚合商要接入虛擬電廠，首先要有一個互聯網平台來跟管理中心對接，在這個平台上要能實時監測到用電設備的用電數據，以便管理中心發出指令時平台能夠精準控制相應用電設備的用電量。

　　作為一家能源互聯網企業，科中雲是出席管理中心揭牌儀式的15家生態鏈企業之一，也是出席的深圳當地企業中唯一一家做平台、監測終端和智能網關的企業。

　　據饒亦然介紹，科中雲的職責在於幫助負荷聚合商搭建平台，並通過接入科中雲的平台來與虛擬電廠做對接。根據客户在線監測設備數量的不同，這部分費用從幾萬到幾十萬元不等。

　　他舉例説，科中雲之前幫某家地產公司建設了能源管理系統，“那家公司有7棟樓的能源數據在我們平台上，現在他要參與虛擬電廠交易，我們就會幫助他把7棟樓的用電數據實時上傳到管理中心，這樣管理中心下達指令時，因為我們已經在這7棟樓裏部署了控制系統、EMS系統（能源管理系統），這7棟樓就可以參與虛擬電廠的響應需求。”

　　以參與削峯的具體響應過程為例，饒亦然介紹，平台會根據這7棟樓的使用情況，去對樓內的空調或者一部分水泵等用電設施直接進行控制，比如把空調温度調高，暫停一部分水泵使用等。

　　“經過這些操作以後，平台會以每分鐘一次的頻率將7棟樓整體少用的電量或者調了多少功率上報給管理中心。因為我們的平台、終端都是經過認證的，管理中心會直接認可我們上報的結果，事後再進行結算。我們再把結算的費用與客户分成。”饒亦然説。

　　也有一些負荷聚合商自身就具備搭建平台的能力，由此可以直接與管理中心對接。

　　記者在特來電探訪時瞭解到，其所有充電站都自帶遠程監控終端，可以實時採集所有數據，無需再進行改造。在特來電充電網實時監控調度中心，記者看到該平台彙集了其在全國範圍內所有充電站的數據，包括終端數量、實時充電量、用户流量、服務車輛數量等。隨便選擇任何一個城市，都可以看到對應的實時數據。

　　於德翔向記者介紹，從平台上看，現在運行的充電裝備數量是294746個，累計充電量達到148億度，用户流量是981萬人，服務的車輛是828萬輛車。

　　深圳市前海能源科技發展有限公司（以下簡稱前海能源）也是深圳虛擬電廠首批14家負荷聚合商之一，同樣是基於現有平台來對接管理中心。

　　前海能源技術總監王朝暉對《每日經濟新聞》記者介紹：“與北方集中供熱一個道理，我們主要做前海區域集中供冷，就是通過管網把各個用户連起來，把每棟樓分散的空調負荷聚合到我的冷站，這樣就形成了一個大的空調負荷。”

　　王朝暉説，接入虛擬電廠的過程並不複雜，主要是通過增加一些硬件設備，同時按照南方電網的要求，讓數據格式、信號等跟電網達成一致，這樣就可以進入虛擬電廠雲平台進行互動了。

　　史軍表示，目前深圳虛擬電廠已建成南方電網範圍內數據採集密度最高、接入負荷類型最全、規模最大、直控資源最多的虛擬電廠示範工程，並已組織開展多次業務全流程測試。

　　電網有什麼要求？答：預測不準可能被罰款

　　史軍表示，只要具有一定規模、具備上下調節能力並持續一段時間的可調節資源，均可申請接入虛擬電廠平台，不過接入平台需滿足相關技術規範。

　　饒亦然介紹，目前深圳虛擬電廠對接入的聚合商沒有具體資質要求，一般會參考《廣州市虛擬電廠實施細則》。根據該細則，符合條件的電力用户和負荷聚合商均可申請參與虛擬電廠，其中大工業電力用户的響應能力不低於500千瓦，一般工商業電力用户的響應能力不低於200千瓦，負荷聚合商響應能力為其代理的電力用户響應能力之和，總響應能力不低於2000千瓦。

　　此外，參與實時響應的電力用户須具備完善的電能在線監測與運行管理系統、分鐘級負荷監控能力，監測數據需送至虛擬電廠管理平台，並將響應性能結果報送供電局。

　　除了資質方面的要求以外，負荷聚合商要想參與虛擬電廠，事實上還面臨一些技術門檻。

　　特來電是國內首屈一指的新能源汽車充電設備製造商和充電網運營商，也是深圳虛擬電廠首批14家負荷聚合商之一。特來電市場支持中心總監路文剛對《每日經濟新聞》記者表示，負荷聚合商要參與虛擬電廠有兩個關鍵點：一是要“預測得準”；二是要“控得住”。

　　“預測得準”，是指負荷聚合商要對自己聚合的用電負荷使用情況有清晰準確的預測。電網如何知道電是否夠用實際上是基於對未來的預測。聚合商要告訴電網未來的用電計劃，如果預測不準，就會導致整個電網運作得不準，會對電網平衡帶來威脅。如果預測不準，你報1萬度電實際用了9000度，那電網需要進行額外的平衡調度，那對於你的預測偏差，電網是要考核的，還要扣你的錢。

　　至於“控得住”，就是負荷聚合商承諾要多用/少用多少負荷，要做到承諾必達。

　　怎麼控？“靠的就是我們基於運營策略來引導用户。”路文剛解釋説。比如15：00~16：00是用電高峯，電網供不上電，用户本來計劃利用這個時間段來充電，公司就會通過靈活定價，把15：00前、16：00後的定價調低，引導用户儘量在便宜的時間段去充電。

　　“如果你只少用了500度，或者少用了1500度，就是控不住。”路文剛説，偏差太大，電網還是會進行處罰。

　　“所以，‘預測得準’和‘控得住’對參與虛擬電廠的負荷聚合商來説非常關鍵，這兩件事做不好，不僅賺不到錢，還可能會倒貼錢。”路文剛直言，因此這對參與響應企業的歷史數據積累要求非常高，這也是為什麼鮮有新企業參與需求側響應的原因。

　　實踐案例：消納了原本可能棄掉的風電

　　《每日經濟新聞》記者在採訪中瞭解到，深圳虛擬電廠前期平台搭建等工作已經初步完成，目前處於試點階段，還未進行商業化實踐。不過此前廣東省已進行過相關的實踐。

　　唐猛介紹了負荷聚合商參與虛擬電廠的具體流程。

　　他表示，目前虛擬電廠還都是邀約型，一般是事前做計劃，事中執行，事後分析。

　　比如明天在某個時段需要幫助電網削峯，電網公司會事先向聚合商發出需求側響應邀請，之後聚合商會根據自己和聚合客户的情況，通過跟客户溝通以及分析歷史數據來評估哪些客户可以參與、可以調節多少負荷等，然後報給電網，第二天在響應時段根據計劃曲線去進行在線調控。

　　“調控的同時我們會進行監控，因為目前還都是靠人手動去調節，如果調控過程與計劃曲線有偏離，還需要通過人為干預來調整，最後事後來做結算。”唐猛説。

　　事實上，早在“十三五”時期，我國就已經開展了虛擬電廠試點工作，部署多個虛擬電廠項目，取得了大量經驗和數據，國內多家電力企業在積極推進虛擬電廠項目應用。　特鋭德2022年半年報披露，公司目前已建成虛擬電廠運營平台，並與眾多地市的電力調度中心打通，積極參與了廣東、上海、浙江等地的需求側響應；在電網輔助服務方面，積極參與了華北、湖南的調峯。

　　報告期內，公司虛擬電廠平台具備條件的可調度資源容量超過1300MW，不同場景下已調度容量超過300MW，總調度電量超過30000MWh。

　　於德翔表示，電動汽車是一種優質的可調負荷，它就相當於一塊電池。對電動汽車用户來講，最理想的充電時間一定是在低谷時段；而對於電網來講，“填谷”也是能夠發揮電動汽車價值的重要場景。

　　他舉了特來電參與華北電網“填谷”的案例。華北電網最典型的特徵是冬天時張家口的風電出力很大，供熱機組開機較多且出力難以下調，到後半夜恰逢用電低谷，就可能存在棄風問題。

　　“比如今天凌晨4點~7點，華北電網説將會棄掉5萬度電，這時候電網説這個時間段多用電會有激勵，價格是0.07元/度，你可不可以在這個時間多用？如果可以，又應該申報多用多少？”於德翔用這樣的案例為記者説明。

　　他解釋説，在這種情況下，公司會立即調出京津冀地區幾百個充電場站的歷史數據，比如核實到晚上10點以後電動汽車的充電量通常有4萬度，這時候就可以通過場站調度，晚上10點時暫停所有汽車充電，一直等到次日凌晨4點再充，這樣在4點~7點剛好把4萬度電消納掉。

　　“這就響應了電網在需求側的調度，消納掉了原本要棄掉的風電，而社會用電成本整體上也降低了。因為晚上正常充電是0.3元/度，對於多用的電則可以得到每度電0.07元的激勵。”

　　於德翔解釋説，由此一來，通過電網的需求側調度以及場站的響應，就可以把整個電動汽車做成一個可調節的移動儲能工具。

　　收益總體有限 商業模式面臨一些挑戰

　　有了實踐案例，必然涉及商業模式。與傳統電廠不同，負荷聚合商參與虛擬電廠並非其主業，因此從市場化角度看，一定是“投入少、高產出”才會參與。

　　對於充電網運營商特來電來説，參與虛擬電廠是有利可圖的，但對於其他類型的負荷聚合商呢？

　　“還是要分企業類型。”路文剛舉例説，比如對一些工業企業來説，關鍵就在於企業是否看得上這部分收益。“比如我少用1度電你可能給我3塊4塊，但是如果今天業績特別好，我多用1度電創造的產值是十塊八塊，那我為啥不生產呢？”

　　事實上，在與客户交流虛擬電廠合作意向時，唐猛也遇到過類似情況。有的商業樓宇就不太想參與，認為參與虛擬電廠一年收益也就十幾萬元，但會影響自己客户的體驗。

　　王朝暉對《每日經濟新聞》記者介紹，區域供冷系統的特點是有蓄冷環節，他所在的前海能源主要通過調節製冷機的使用時間來幫助電網實現削峯填谷。比如在夜間用電低谷時，打開製冷機製冷，把製出來的冷儲存起來，到白天用電高峯時再釋放出來，這樣白天就可以少開製冷機，少用電。

　　“實際上從目前看，我們參與的收益也不會很高，因為這與響應頻率、響應電量數等都有關，如果我們總的調度次數少，收益就不大。”王朝暉坦言，企業更關心的其實是參與虛擬電廠能不能帶來一些減碳的收益，因為前海是零碳示範區，現在做虛擬電廠很重要的一個原因也是為更多使用可再生能源做準備。如果有這種盈利模式可能更好。

　　唐猛表示，深圳虛擬電廠目前已經把前期工作做完，並掌握了由負荷聚合商篩選出的終端用户用電數據，前期的投入相對比較低。後面需要挖掘客户哪些負荷是可以調節的，並且要具備幫客户做在線調控而又不影響其正常生產的技術條件，而這方面還需要比較大的投入。

　　“這裏存在一個投入產出問題，參與用户也要測算他的響應成本和響應收益能不能匹配。”唐猛説。

　　以前海能源為例，王朝暉介紹，目前的投入只有幾十萬元，主要還是編程序去跟管理中心對接。“我們目前只是基於現有的系統作一些響應，相當於是基於現狀來挖掘潛力，而並非面向虛擬電廠，面向未來目標來設計我的系統。”

　　王朝暉表示，前海能源目前參與的響應規模還比較小。“如果要做大範圍的響應，比如和可再生能源互動，就需要從工藝上來提升區域供冷系統的靈活性。”他説，這就需要在設備上、系統上作出一些優化調整，比如把響應慢的設備改造成響應快的，由此要做很多研究以及不同於現有系統的創新改造，投入就會很大。

　　除了技術條件尚未完全成熟以外，當前的市場也還處在培育期。傳統電廠如何進行競價都是有規則的，但虛擬電廠暫時還不適用。“廣東省去年才開始有一個雛形，現在深圳的試點還在探索當中，所以大家計算投入產出模型時還不是很明朗。”唐猛説。

　　不過，史軍表示，虛擬電廠可以通過參與容量、電量、輔助服務等各類電力市場獲得經濟收益。當前虛擬電廠主要參與品種為需求響應市場和電力輔助服務調峯市場，隨着虛擬電廠自動功率控制（APC）技術的深化應用，虛擬電廠還將具備參與調頻輔助服務市場的技術條件。

　　“雙碳”目標下虛擬電廠未來可期

　　儘管還面臨着一些挑戰，但多位受訪人士均對虛擬電廠的市場前景持樂觀態度。

　　王朝暉表示，如果對公司的系統作

　　了靈活性改造，就可以更大規模地參與虛擬電廠。“我們一個冷站的用電容量是5萬千瓦，10個冷站就是50萬千瓦，而目前深圳虛擬電廠總共聚合起來的容量是87萬千瓦，我們能挖掘的潛力還是很大的。”

　　他説，實際上公司目前正在和高校聯合做相關研究工作，希望能提高區域供冷系統靈活性，未來通過和可再生能源進行互動來實現區域供冷碳中和。

　　史軍認為，在“雙碳”目標的確定性遠景之下，虛擬電廠具有多樣性、協同性、靈活性等技術特點，能滿足未來新型電力系統在“綠色、靈活、多元互動、高度市場化”方面的運行需求，可以預期，虛擬電廠在國內勢必會迎來良好的發展。

　　為推進虛擬電廠大範圍應用，張琳提出了四條建議：一是要完善行業標準，明確各方職責；二是要將虛擬電廠等新興市場主體納入到國家、地方電力規劃和市場規則制定中，並出台相關激勵和保障政策；三是積極引導虛擬電廠參與調峯輔助服務，並隨着市場機制的不斷完善逐步引入有針對性的交易品種；四是深化試點示範，培育適合我國國情的虛擬電廠商業模式。

　　作為國內的先行者，深圳虛擬電廠管理中心為行業樹立了標杆，也必將為虛擬電廠後續在全國範圍內的落地起到示範作用。

　　談及管理中心未來的發展趨勢，史軍表示，首先是要完善虛擬電廠標準規範體系，制定可調資源整體調節、終端控制及聚合協調等標準規範；完善既有設備設施智能化改造技術要求，發揮標準引領作用。

　　其次，要建立虛擬電廠彈性資源庫。全面摸排各類可調資源和具備較強調節能力的用户、負荷聚合商等市場主體，形成虛擬電廠動態響應資源庫。同時要加大宣傳力度，鼓勵各類資源優先接入虛擬電廠管理平台。

　　“此外，還要拓展市場交易品種。”他説，為此管理中心協同上級單位編制南方區域輔助服務市場、廣東省市場化需求響應和電能量市場細則，持續擴大虛擬電廠交易品類。積極研究虛擬電廠參與綠色電力交易、分佈式發電交易、碳普惠市場的價格機制及交易規則。