虚拟电厂 未来可期

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来源：《国家电网》杂志

当人们说起电厂时，出现在脑海里的是几根高高的烟囱不停地冒着白烟呢，还是几座大大的冷却塔正在发出震耳欲聋的响声？湖北武汉有一些不同寻常的发电厂：没有厂房、不烧煤、不用天然气，但具备发电的能力。

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灵活削峰填谷

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位于关山大道的武汉保利广场，是东新区虚拟电厂的组成单元，已经先后4次参与虚拟电厂的调度运行。用电大户是怎么变身成电厂的？保利广场工程部负责人解释道，在接受虚拟电厂调度时，根据预案关闭部分冷水机组、冷冻泵等设备，大楼的用电负荷在两小时内下降超过600千瓦。

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所谓虚拟电厂，就是供电企业对用电侧进行精准管控，部分商业体和生产企业按照预案，在不影响生产生活用电的情况下，把一些用电设备停下来，腾出负荷空间给其他用户，让线路运行更安全。大家用的电是瞬时平衡的，也就是用多少，电厂就要发多少。这就像一个天平，一端是用户，一端是电厂，让它平衡的支架就是电网。

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电厂不停地发电，用电客户的需求随着时段、季节等因素发生波动。由于电厂只能按当前用户的需求调整发电量，这就会造成运行资源的浪费。近几年，风能、太阳能等新能源发电迅猛增长。相比传统能源，新能源接入和运行的不稳定性，给电网的安全性和可靠性带来了挑战。

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虚拟电厂，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作用。

商业综合体变身电厂

保利广场地处武汉光谷地区，是大型的商业综合体。它是怎么变成电厂的？简单来说，商场里有多台空调机组，在用电高峰时段，通过预先安装的电子终端实现分钟级远程柔性可调节负荷需求响应，将中央空调的温度上调2～3摄氏度，让日均用电量减少近20%。

如果能管控若干座保利广场这样的大厦，就可以更好地释放电力的潜能。实际上，这些虚拟电厂就是由许多类似保利广场这样的楼宇构成的一个能源互联网管理体系。与一般楼宇自发、零散的节能行动不同，虚拟电厂每次运行都需经过周密组织，让众多楼宇在同一时刻按照预设方案开启和关闭。

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不仅是商业综合体，大型的生产企业也可以参与到虚拟电厂的价值创造中。各类生产工具、设备等都可以交给虚拟电厂“托管”。虚拟电厂挖掘企业负荷特性，将用电、能耗、能效等数据信息覆盖至众多企业。

那么，由谁来制订预案，并组织虚拟电厂的运行呢？答案是供电企业。

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如今，在用电高峰期，很多企业会主动加入虚拟电厂，在既定时段关闭部分设备，给这块大型“充电宝”补电。武汉市东新区供电公司营销部专责肖灿伟说，供电企业会提前根据有序用电清单，筛选符合要求的企业，并逐户走访有意向的企业，线下签订响应协议，线上完成“绿色国网”注册认证。注册后的企业，会在虚拟电厂运行的前一天收到供电企业发来的响应计划，包括具体时间、操作方法。

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唤醒更多分布式资源

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今夏，武汉供电公司预测，武昌区、江夏区、东新区等地区可能出现用电紧张。8月2～5日，虚拟电厂试水。这4天里，在每天的12时30分至15时30分、20时30分至21时30分两个时段，供电企业引导企业响应电力需求。12时40分，武汉重工铸锻有限责任公司在不影响生产的前提下，关停了部分辅助设备。与此同时，正在保利广场一楼喝咖啡的消费者对空调温度上升了2摄氏度没有感觉到不适。

参与响应的15家企业，4天内共减少负荷1.26万千瓦，减少碳排放11吨以上。“既能减少电源建设，得到一个稳定、可控的大电厂，又能为用户创造良好、舒适的生活环境，可以说实现了双赢。”东新区供电公司客户运营中心主任吴良宇说。

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参与电力需求响应的企业也得到了实惠。6月18日，湖北省能源局发布《湖北省电力需求响应实施方案（试行）》，提出对直接参与虚拟电厂运行的用户进行经济补贴。达到条件的用户，补贴标准最高为每千瓦25元。

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在武汉供电公司的后台管理系统，各企业的用电削减量、补贴单价、补贴金额一目了然。企业在响应中的表现也会受到“考核”，以此增加或扣除部分补贴。这样一种灵活、市场化的计价模式，吸引了更多企业参与。

企业响应模式的核心，是通过灵敏度算法计算每个可调资源与网架设备的灵敏度及耦合关系，将虚拟电厂资源精准匹配到网架设备，建立层级鲜明、区域清晰的虚拟电厂可调节资源管理机制。

国网湖北省电力有限公司调控中心的工作人员算了一笔账：今年夏天，武汉市最大用电负荷1385万千瓦，如果其中5%的负荷通过虚拟电厂进行实时响应，相当于少建一座60万千瓦的传统电厂。

近几个月的操作也遇到一些实际困难。比如，用户主观上愿意配合，但在具体实施方面有难度。对生产企业来说，通常是提前一周排好班，但响应的通知最快也只能提前一天告知企业。这样就会影响企业的生产节奏，还会带来人员调动等问题。对于商业用户而言，用电高峰期正是营业高峰期，仅通过部分照明、风机、电梯、LED大屏、空调等设备调节负荷，可参与的空间很小。

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这些在虚拟电厂发展中出现的困难，未来会随着技术的成熟和机制的不断完善逐步得到解决。更多“沉默”的分布式资源也将被唤醒。

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