虚拟电厂并非传统意义上的发电厂,它既没有厂房,不烧煤,也不用其他燃料,而是一种智能电网技术,其核心理念就是通过先进信息通信技术和软件系统,把工厂、商场甚至民房的各类分散、可调节的电源和负荷汇聚起来,形成一个虚拟的“电厂”进行统一管理和调度。其核心在于通过数字化手段,实现对各类分布式能源的实时监测、精准调度与协同控制,从而模拟出传统电厂的发电和调节能力,参与电力市场交易与电网运行辅助服务。
产业级虚拟电厂的崛起,主要源于新能源大规模接入带来的电网稳定性挑战。随着风电、光伏等可再生能源在电力结构中的占比不断攀升,其固有的间歇性和波动性给电网的安全稳定运行带来了巨大压力。传统的“源随荷动”模式已难以应对新能源占比提升后的复杂电力供需形势,亟需向“源荷互动”的新型模式转变。虚拟电厂通过整合用户侧的分布式能源与可调节负荷资源,能够有效平抑新能源发电波动,增强电力系统的灵活性与韧性,成为解决新能源消纳难题的重要途径。
然而,从试点迈向规模化的道路并非一帆风顺。当前,我国虚拟电厂建设尚处起步阶段,面临诸多阻碍。技术标准与建设运行管理机制的不完善,限制了产业规范化发展;市场参与机制不健全,运营商盈利空间受限,影响产业可持续性;此外,商业模式创新不足,多数虚拟电厂仅依靠需求响应获取收益,难以支撑常态化高效运营。
从技术层面来看,虚拟电厂需整合多种类型的分布式能源和可控负荷,技术平台研发成本高、难度大,一些企业研发虚拟电厂平台投入了大量软硬件成本,运营的资源规模却很小。另外,许多工业生产装备数字化、智能化程度不高,信息交互接口和标准不统一,难以建立精确的模型,灵活性潜力难以准确评估,这就使得大量可控工业负荷、楼宇空调等资源的数字化程度尚不具备接入虚拟电厂的条件。通信是虚拟电厂对储能、分布式电源、充电桩等各类可调节资源监测、调控的重要物理基础,然而,各类资源间并没有一个统一化的数据采集、通信和交互的标准协议,这使得虚拟电厂难以有效聚合各类资源。
在市场机制方面,这是制约虚拟电厂发展的关键因素之一。目前,虚拟电厂在市场准入、市场监测和供求机制等方面缺乏明确的规定,一定程度上,限制了这项技术的发展步伐。当前虚拟电厂的盈利主要依赖辅助服务、需求响应和电力现货市场,但这些市场尚未完全成熟,导致虚拟电厂面临盈利模式不稳定、持续盈利能力差等问题。各地虚拟电厂目前多为迎峰度夏期间配套有序用电的应急机制,以试点方式在推进,响应总量和补偿标准每年更新,尚未形成成熟稳定的盈利模式,无法提供稳定的投资信号。虚拟电厂管理平台需要更高维度的资源整合,涉及上中下游许多参与主体,但基于收益前景和数据安全等方面考量,各方都不太愿意让渡项目运营权。
尽管面临诸多挑战,虚拟电厂的前景依然广阔。国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》提出,到 2030 年,虚拟电厂应用场景进一步拓展,各类商业模式创新发展,全国虚拟电厂调节能力达到 5000 万千瓦以上。随着政策的逐步落地和技术的不断进步,虚拟电厂有望突破当前的困境,实现从“盆景”到“森林”的转变,为构建新型电力系统贡献更大力量。
捷瑞数字通过自主研发的伏锂码云平台,为虚拟电厂相关项目提供技术支撑,实现对分布式能源、储能设备及各类可调节负荷资源的数据采集与可视化呈现,助力运营商更直观、精准地掌握资源状态。在项目实践中,参与打造数字孪生场景,将虚拟电厂中的各类物理实体以数字化形式展现,模拟其运行状态与交互关系,辅助优化调度策略,提升整体运营效率。并且,捷瑞数字还凭借丰富的数字化转型咨询经验,为虚拟电厂项目规划适配的商业模式,探索通过整合资源参与电力市场交易、需求响应等业务的盈利路径,推动产业级虚拟电厂从概念走向切实可行的商业落地。