4月28日，下午1点的魔都上海还是和往常一样繁华而忙碌。然而，就在这一刻，变化悄然来临——

位于闵行区瑞和花苑小区内满功率充电的5辆电动汽车同时降低了充电功率；同一时段，正在徐汇区上海园林格兰云天大酒店用餐的消费者，对于上升了两度的空调温度丝毫没有察觉；在外休闲的万科优诗美地业主潘女士家中新风系统自动关闭；黄浦区远洋国际广场楼宇的运行人员根据实际情况，调整了电梯运行时段和台数；宝山区旭东压铸有限公司的电工再次查看了已经按照事先约定策略自动关停的设备……

这是国网上海电力在泛在电力物联网场景下，开展的虚拟电厂全域综合需求响应中的一系列场景。806个用电客户变身为一个个可以参与“削峰填谷”的虚拟电厂，通过调节用电峰谷差，像电厂一样维持电网的动态平衡。

虚拟电厂是什么？

在能源紧缺、环境恶化的严峻形势下，全球能源正处在以油气为代表的传统化石能源系统向以可再生能源为代表的现代能源系统转型的关键期。然而，随着能源转型的不断深入，对电网的功能作用、运行方式提出了前所未有的考验。

风能、太阳能等可再生能源，都具有随机性、间歇性、波动性特征，大规模、高比例接入电网，将带来巨大调峰调频压力，导致系统转动惯量弱化，给电力系统平衡调节和电网安全稳定运行带来一系列新的挑战。

虚拟电厂于是应运而生。

虚拟电厂并不是传统意义上的实体发电厂，而是一种实现分布式能源（DER）大规模接入电网的区域性多能源聚合模式，可实现对大量分布式电源的灵活控制，从而保证电网的安全稳定运行。

虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。其最具吸引力的功能在于能够聚合分布式能源参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。

从某种意义上讲，虚拟电厂可以看做是一种先进的区域性电能集中管理模式，通过一套智能调控系统，让电厂发电量和用户用电量保持平衡，而这里的电厂不只是我们所看到的中心电厂，也包括电网中风力发电、太阳能发电这种不稳定的发电设备。

虚拟电厂发展史

虚拟电厂概念自1997年提出以来，受到了欧洲、北美和澳洲多国广泛关注。近年来，随着信息通讯技术（ICT）、分布式协调控制技术和智能计量技术的提高，分布式电源、储能、电动汽车的快速发展，工业领域逐渐表现出对虚拟电厂的极大需求并付诸工程实践。

从世界范围来看，欧洲虚拟电厂聚焦于“源”，主要目标是提高分布式电源并网友好智能互动性和打造持续稳定发展的商业模式，先后在欧盟第六、第七框架计划下开展了FENIX项目和TWENTIES项目，前者旨在将大量的分布式电源聚合成虚拟电厂，提高欧盟电力系统的经济性、可控性和安全性，后者的示范重点在于如何利用虚拟电厂实现热电联产、分布式电源和负荷的智能管理。

北美虚拟电厂起源于“荷”，通过自动需求响应和能效管理，提高综合能源的利用效率。比如，美国纽约州在能源改革愿景（REV）战略指导下开展了ConEd VPP项目，旨在将用户侧“太阳能+储能”系统集群友好并网，降低居民用电成本，提高电网调峰调频和应急响应能力；加利福尼亚州探索分布式光伏的管理方式，包括虚拟电厂和分布式能源供应商（DERP）如何参与电网运营和电力市场。

澳洲近年投运了多项虚拟电厂示范工程，主要目标是降低用电成本，促进清洁能源消纳，提高澳洲电网稳定性，并与特斯拉公司联合打造AGL VPP示范工程，旨在聚合大量光伏电源和储能设备，应对分布式电源高渗透率带来的挑战，降低基础设施投资成本。

在我国，由于能源体制中发电、输配电、用电三方的相对独立，国内尚未形成相关成熟的虚拟电厂成套解决技术，虚拟电厂基本处于前期试点研究阶段。

虚拟电厂上海诞生记

在电力系统中，发电和用电几乎是同时完成的，电厂除了发电以外，还需要根据用电需求高峰期多发、低谷期少发，以保障电网供需的平衡。近年来，随着经济社会的发展，上海电网特大型城市受端电网负荷特征日益凸显，峰谷差逐年放大，尖峰时段降温负荷占比不断增高。但若一味通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求，便会在用电低谷期产生巨大浪费。

虚拟电厂可以让电网成为用户侧可调资源聚合共享的枢纽和平台，将每个用户内可调节电力资源聚合成一个可控集合体，根据大电网运行需求和自身情况主动调节，实现“需求弹性，供需协同”和社会整体资源利用效率最优化，也为上海城市电网安全运行和清洁能源消纳提供更好保障。

近日，为了完成 “削峰填谷”的电网调节任务，国网上海电力在国内率先开展泛在电力物联网场景下虚拟电厂全域综合响应。商业建筑虚拟电厂、智能有序充电、非工柔性空调、工业自动响应、储能、综合能源云平台、分布式用能、冰蓄冷等多种类型客户共同参与，通过对自身能源使用的合理分配，变成了一个个微型虚拟电厂。

据悉，国网上海电力此次全域综合需求响应的用户数量达到806个。在4月28日开展的6个特定区域局部精准“削峰”响应试点中，这些虚拟电厂平均减低区域负载15.06%。于5月2日凌晨3点至6点的电网负备用时段开展了规模化“填谷”响应，平均填谷负荷31.21万千瓦，填谷负荷量占夜间电网低谷负荷总量的3.35%。

有别于过去大范围拉闸限电的响应方式，国网上海市电力公司这次在国内率先开展局部精准需求响应，最小精准定位至一台10千伏变压器，并且在此之前上海市电力需求响应中心开展了上海市首次需求响应年度竞价交易。也就是说，以往是大规模、刚性调控；现在是，精准范围、柔性竞价。

目前上海具备了比较完善的虚拟电厂建设条件，有着分布于全市10千伏及以上大客户的负荷管理终端，在部分客户内部还有需求侧管理系统、分项采集装置和传感器，这些共同构建了泛在电力物联网的感知层。现有的负控无线专网、光纤专网和移动互联网组成了网络层。需求响应平台、用电负荷管理系统以及未来的虚拟电厂平台组成了平台层。这些，共同支撑了此次全链互动、自动运转的全过程“源网荷”交互应用。

而在此之前，上海已经拥有了成熟的虚拟电厂案例。在上海市电力发展“十三五”规划中，由众多分布式储能设备集合而成的黄埔区商业建筑虚拟电厂，成为上海市电力体制改革、智能电网建设的独特案例。2018年1月，位于黄浦区九江路上的宝龙大厦第八次参与了虚拟电厂试运行，“发电”能力达100千瓦。宝龙大厦仅仅是黄浦区虚拟电厂的一个项目。迄今，虚拟电厂最大规模的一次试运行，参与楼宇超过50栋，释放负荷约1万千瓦。发电和用电保持动态平衡，是电网平稳运行的重要保障。

随着世界各国推动清洁、低碳的新型能源体系发展，分布式可再生电源、电动汽车、终端用户的再电气化比例大幅增长。对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说，“虚拟电厂”的解决思路在我国有着非常大的市场潜力，无疑是一种好的选择。

本文综合自晋城在线 、电网头条、经济参考报、上观新闻、文汇报、南度度等内容