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“北極穿短袖，長江露河床。柏油路變軟，四川鬧電荒”席卷全球的極端高溫，讓世界各地的水位線急劇下降。曾占全國水電量21.2%、“棄電”現象明顯的四川，如今也已自顧不暇。這讓原本已經被人們淡漠的節約用電，再次被聚焦了起來。如何在保證既有用電需求的情況下，提高用電效率，為地球降溫1℃，成了新能源產業界新的探討話題。而在這場能
“北極穿短袖，長江露河床。柏油路變軟，四川鬧電荒” 席卷全球的極端高溫，讓世界各地的水位線急劇下降。曾占全國水電量21.2%、“棄電”現象明顯的四川，如今也已自顧不暇。這讓原本已經被人們淡漠的節約用電，再次被聚焦了起來。如何在保證既有用電需求的情況下，提高用電效率，為地球降溫1℃，成了新能源產業界新的探討話題。 而在這場能源變革的討論中，比亞迪的一項“黑科技”，為促節能、減碳排，提效率開辟了新的可能。這便是“多層級虛擬電廠平臺”。 什么是虛擬電廠？比亞迪自研的“虛擬電廠”能解決哪些用電難題呢？ 一、虛擬電廠：為每一度電找到“用武之地” 不擁有任何發電設施，卻能完成電力供給和電能分配，有這樣的發電站么？這便是虛擬電廠最大的魅力了。 實際上，“虛擬電廠”并不是一個全新的概念，自上世紀90年代，西方國家就開始探索基于分布式能源的線上并網可能。1997年，Shimon Awerbuch博士在其著作中，首次對虛擬電廠做出標準闡釋：“獨立且以市場為驅動，無需相應資產就能提供電能服務的虛擬公共設施。” 簡單來說，虛擬電廠不是現實世界的發電設施，而是一套連接電網上下游的能源管理系統。位于虛擬電廠掌控下的用電終端，將同時肩負“發電”和“配電”雙重職能，提高用電效率。 舉一個形象的例子：假如某商場參加了當地虛擬電廠的負荷集控體系，當集控系統檢測到地區用電高峰時，虛擬電廠平臺將調動商場的電力控制模塊，通過有限度的空調降頻、關閉非必要燈光，在不影響商場購物環境的情況下，“憑空”生成額外電力，并向用電最緊張的局部地區供應。 借助虛擬電廠的輔助，傳統電力系統將更智能地開展電力調動，靈活地削峰填谷，提高電網負荷上限。此外，以風電、水電、太陽能為代表的新能源設施，也將通過虛擬電廠的分布式能源兼容整合，大幅降低“棄電”現象。總之，讓每1°電都有它用武之地，正是虛擬電廠的功能優勢。 由于設施建設成本基本為零，虛擬電廠的投入成本也只有傳統電廠的10%左右。技術優勢突出，成本低廉，虛擬電廠理應成為國內電網的“標配”。然而一直以來，我國在虛擬電網建設上，卻明顯落后于西方國家。 二、外企先發，國內追趕 如之前提到的，以美國、德國、日本為代表的發達國家，在虛擬電廠的研究上，擁有先發優勢。 自2001年起，歐洲國家即開展了以中小型發電單元為整合目標的虛擬電廠建設項目。到2009年，歐美地區虛擬電廠總容量已達到19.4GW，電容量全球占比高達95%。 經過近30年的探索，西方國家在虛擬電廠的產業鏈布局、商業模式探索上已經趨于成熟。一方面，歐美主導明確了虛擬電廠的上中下游全套設施；另一方面，在商業模式上，也形成了以美國為代表的“需求側響應”，和歐洲的“分布式電源、儲能設施整合”兩條發展路線。 在商業模式探索上，發達國家已經基本走出政策扶持階段，各主導企業也實現基本盈利。 比如德國Next Kraftwerke公司運營的虛擬電廠，至今已在歐盟境內運營著超過1萬個分散式能源單元，能源類型涵蓋生物發電、光伏、水電、熱電聯產等多種發電和儲能設備。 盡管單個客戶電能資源僅為0.9MW，但Next Kraftwerke通過多種發電方式的互補效應，以及“低谷用電、高峰售電”的靈活商業策略，依然實現了近6億歐元的營業收入。 反觀我國的虛擬電網建設，2019年國家電網在冀北開展的虛擬電廠示范項目落地，才代表了我國虛擬電網首次嘗試。直觀可見，在虛擬電網領域，國內外差距在20年左右。 不過，起步雖晚，國內企業的追趕速度卻很快。 三、彌補中外差距，比亞迪牽頭技術攻關 比如剛提到的冀北虛擬電廠，在投入運行后的2020年，成功完成10%的夏季空調負荷調度，相當于一座發電規模600MW的傳統電廠。2021年，上海黃浦區開展的虛擬電廠試運行，累計完成562MW.h電網負荷調控，節約能源1236MW，相當于減少336噸碳排放。南方電網在深圳虛擬電廠實踐項目中，也通過“源荷互動”新模式，精準調節用電負荷3MW,解決了2000戶家庭的空調用電問題。 而作為產業界的代表，比亞迪等公司也承擔起了虛擬電廠技術與市場方面，攻堅克難的重任。 完整的虛擬電廠產業鏈，由上游發電儲能設施、中游數字化智能平臺、下游虛擬電廠運營商共同構成。其中，上游參與者多為已存在的傳統電廠、新能源發電儲能設備和參與虛擬電廠的個體單位，而下游運營商則主管電網接入、虛擬電廠營銷推廣等商業活動。不難看出，連接上下游的智能平臺研發，是虛擬電廠的主要技術瓶頸。 而這項技術難題，在國家能源局發起的“科技助力經濟2020”中，已被比亞迪一手包攬了下來。未來，比亞迪會將實現用電力度的負荷調控，多種能源的流動控制，以及電力交易中心的信息交互，全部交由虛擬電廠平臺自動完成，最終提高更大區域內的用電效率，減少電力浪費。 四、結語 根據數據統計，2021年中國發電量達8534.3萬億千瓦，占全球發電量的30%，位列全球之首。雖說當前國內虛擬電廠發展尚處于起步階段，市場集中度不高，但在政策扶持密集、潛在市場廣闊的背景下，虛擬電廠“藍海”特征相當明顯。 且隨著以比亞迪為代表的國產虛擬電廠技術的不斷成型，以及商業化探索的日趨成熟，可以預見，未來中國虛擬電廠的規模不但將超越西方國家，更重要的是可以踐行比亞迪創始人王傳福一直推動的“為地球降溫1℃”的人類共同目標。
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