从今年上半年开始，由于受到各方面不可抗力的因素影响，国际能源市场一路走高，叠加全球各地气候异常，导致电力供应紧张，而近期国内多地高温天气持续，有的地方已经开启了“限电”模式，如浙江官方倡议节约用电，杭州已有写字楼发限电通知。可以说，进入6月份后，破纪录的高温导致用电量激增，电网持续高负荷运行。这时候，“虚拟电厂”的概念突然走红，概念股持续大涨，尤为吸睛。
那么“虚拟电厂”到底是什么呢？全球能源互联网发展合作组织运行局运行分析处处长冯利民介绍称，虚拟电厂是一个电源协调管理系统，对外表现为一个可控的电源，作为特殊电厂参与电力系统运行和电力市场的交易，其最大的优势就是灵活性。相较于热电厂、水力发电设施等常规电厂，“虚拟电厂”更类似于一个由各个环节组成的电力系统缓冲器，即通过各类通信和监测技术，将多地的分布式新能源、储能设施、用电负荷乃至电力汽车等连接成一个系统，对系统内的用电情况进行协调和优化，对整体电网系统起到“削峰填谷”的作用。
“虚拟电厂”发源于欧洲，主要特点是实现发电资源的聚合。虚拟电厂的概念从90年代末提出，国外已展开20多年的研究探讨。全球首个虚拟电厂项目VFCPP，在2000年由德国、荷兰和西班牙等5个国家的11家公司共同推出。它以中央控制系统通信为核心，由31个分散、独立的居民燃料电池热电联产(CHP)系统组成。VFCPP将所有燃料电池CHP系统聚合成一个有机整体，在给出确定的负荷曲线时，中央控制系统CSS与现场能量管理器进行通信，协调控制每个机组的供热和供电，并无时延地跟踪预定负荷曲线，在负荷变化或需求达到峰值时优化各系统生产，从而降低了生产成本和峰值负荷对配电网的电能需求。
伴随着丹麦等多国跟进，欧洲模式的虚拟电厂后来接入了电动汽车充电站平台、氧化还原电池、锂电池、光伏电站、风电场、小型水电站，目前已进入商业化阶段。以代表企业德国NextKraftwerke为例，虚拟电厂可以通过多种方式实现收益：聚合发电侧能源、参与统一调控，以此避免负电价带来的损失；参与电网侧灵活性调控，以及电力交易获取收益；参与需求侧响应获取收益。
虚拟电厂走红背后，其实预示着能源系统数字化转型浪潮的到来，目前来看能源再电气化和智慧化已成全球能源转型重要趋势。作为能源智慧化的关键技术，虚拟电厂应用前景广泛，在电网结构向清洁低碳转型的背景下，大力发展虚拟电厂对促进电网供需平衡，实现分布式能源低成本并网，充分消纳清洁能源发电量，推动绿色能源转型具有重要的现实意义。冯利民指出，截止到2021年底，我国分布式光伏累计装机容量达到1.08亿千瓦，约占全部光伏发电并网装机的三分之一。预计到“十四五”末，各类分布式新能源装机容量达到3亿千瓦，如何管控调控这些海量的分布式新能源，也迫切需要虚拟电厂的加入。
从国内方面看，随着新能源大规模装机并网以及电网峰谷差的扩大，虚拟电厂的作用正在日益凸显。但业内人士指出，作为一个已经不算新鲜的概念，虚拟电厂行业在国内的发展仍处于较为初步的状态。目前山东、广东等省份正加速推进虚拟电厂参与电力现货市场，国内也有多个大型虚拟电厂试点项目，分布在河北、江苏、浙江、广东和上海等省区，但从聚合阶段来看仍处于初期。如江苏省于2016年开展了全球单次规模最大的需求响应；上海于2017年建成世界首个商业建筑虚拟电厂——黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程；国网冀北电力有限公司优化创新虚拟电厂运营模式，并高质量服务北京冬奥会。
民生证券表示，虚拟电厂通过管理系统链接上下游，在新能源加速普及大趋势下，实现能源的聚合和协调优化，是电力交易的重要基础。目前虚拟电厂主要参与者包括：已有多家上市公司进行布局。上市公司中，已有国能日新、朗新科技、国网信通、远光软件、恒实科技、国电南瑞等多家公司明确表示对虚拟电厂领域进行了不同程度的参与。
中金公司研报称，2021年，虚拟电厂利润市场空间约为659亿元。伴随虚拟电厂的渗透，预计VPP调节负荷量占比有望在2030年达到5%，测算我国虚拟电厂行业有望在2030年触达1320亿元的理论市场空间。而东北证券测算，未来国内虚拟电厂市场整个行业的年收益或能达到870亿元。
总的来看，能源再电气化和智慧化已成全球能源转型重要趋势，作为能源智慧化的关键技术，虚拟电厂应用前景广泛，全球都在抢占先机，争取战略主动。同时无论是在海外还是国内，虚拟电厂都还很年轻。在能源转型的道路上，尚需政府、企业、用户等各方共同努力，在市场机制建设、商业模式创新、核心技术研发以及用户广泛参与等方面积极探索，助力能源流与信息流高度融合，最终实现能源生产、交易、利用的高效化，以及能源基础设施的共享。未来虚拟电厂有望成为电力信息化的重点建设方向之一，行业景气度有望不断提升。长期看，“十四五”期间电网投资保持高景气，从“发、输、配、售、用”等环节看，各个环节的领军企业均有望受益于虚拟电厂的推进。
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关键词： 虚拟电厂
