继川渝熬过8月份最艰难的电力保卫战后，近日水电大省云南也开始限电。9月10日起，占云南省内工业用电四成左右的电解铝行业收到了“有序用电”通知，后续可能波及水电硅、钢铁、水泥等其他高耗能产业。今夏以来，多省的电力供应紧张让人们迫切想要找寻一种解决方案，虚拟电厂成为了讨论的热点。
今年6月，特斯拉宣布和美国加州最大的电网公司共同成立虚拟电厂。特斯拉宣称，要努力和用户合作打造出“世界上最大的分布式电池”。消息传出后，国内越来越多新能源公司布局这一领域。
资本点燃中国虚拟电厂行业“第一把火”前，国内多数人对这一概念很陌生。虚拟电厂究竟是什么？继储能之后，虚拟电厂能否成为新能源领域的下一个风口？未来又能多大程度解决缺电难题？
美国加州的电力调度中心。图/澎湃影像
能源领域的“网约车平台”
2022年8月，特斯拉在缺电最严峻的加州举办了一场紧急响应活动，散布在加州各地的2300多名特斯拉用户将家用储能设备PowerWall中存储的电能输送到本地电网。这些分散的电力在某个时点的输出功率高达16兆瓦（MW），输送的电量相当于一座小型发电厂。
但这些电并非由电网公司统一调度，而是由一家“电厂”将它们分配至最缺电的地方，这就是由特斯拉和太平洋燃气与电力公司（PG&E）6月共同成立的虚拟电厂。后者是加州最大的电网公司，运营范围几乎覆盖加州80％以上的电网。
这是一场双赢，对用户而言，在不影响家庭用电基础上，每一度储备的电可获得2美元奖励，一次应急响应平均下来，大约可以赚25美元。对特斯拉和PG&E而言，这是它们共同制订的紧急减负荷计划的一部分。8月，加州正被极端高温热浪炙烤，电力系统在高峰时期也承受了过度压力。
通过特斯拉举办的这场紧急响应活动，可以明显看到虚拟电厂和传统电厂的不同之处：首先，它没有实体，所有的电都来自已有的电力资源；其次，所谓“电厂”其实相当于一个调度控制平台，其核心功能是聚合分散的电力资源，并进行优化控制与分配。浙达能源创始人兼CEO蒋雪冬打了一个形象的比方：“虚拟电厂就像能源领域的网约车平台”。
浙达能源是国内首个实现虚拟电厂全链路贯通运营的运营商，已在浙江、江苏、上海等几十个地市落地了虚拟电厂项目，可调容量超1000 兆瓦。他对《中国新闻周刊》解释说，电网就相当于道路网络，以前路上只有火电、水电、核电这种“传统出租车”，虚拟电厂将风光等分布式电源、储能、用户侧发电等“社会车辆”都纳入到平台，不仅满足了更多人“打车”的需求，且通过算法匹配供需，提高了整个道网的运营效率。
为何电网需要这些“社会车辆”？
东南大学电气工程学院教授高赐威对《中国新闻周刊》指出，传统电力系统中，电网根据用户侧的电力需求对发电进行统一、集中调控，且主要针对容量几十万兆瓦的大型机组。但在“双碳”目标和能源转型背景下，风光等新能源在整个电力系统中的占比越来越高，新能源发电“靠天吃饭”，具有随机性、间歇性和波动性特点，因此对电网稳定性提出了更高要求。
与此同时，对电网负荷的预测和平衡也变得更加困难。蒋雪冬表示，随着更多用户接入屋顶光伏和储能等设施，电力传输“潮流”由单向变为双向，让负荷更难预测。此外，电动车、充电桩等分散用户侧资源不受整个电网统一的管理和调控，也会带来局部电力的不平衡。这些都让传统电网调度愈发力不从心。
虚拟电厂技术服务商、运营商兆瓦云CEO刘沅昆对《中国新闻周刊》解释说，作为一种电网灵活性资源，虚拟电厂和新型储能、抽水蓄能、火电机组改造相比，具有经济上的优势。国家电网此前曾公布过一组测算数据：火电厂如果要满足5％的峰值负荷，需要投资4000亿元；而采用虚拟电厂模式，在建设、运营等环节的总投资仅需500亿~600亿元，是火电厂投资的1/8。
根据主体资源的差异，虚拟电厂可分为负荷型、电源型和混合型。负荷型重点聚合用户侧的可调节负荷，即在基本不影响用户用电的前提下，聚合一定时间内可灵活参与调节的负荷，包括工业企业、商业和居民用户、建筑楼宇、空调、充电桩等。电源型则主要调度分布式电源，如小型光伏、风电和燃机、水电、储能等。混合型则两者兼而有之。
