虛擬電廠并非傳統意義上的發電廠,它既沒有廠房,不燒煤,也不用其他燃料,而是一種智能電網技術,其核心理念就是通過先進信息通信技術和軟件系統,把工廠、商場甚至民房的各類分散、可調節的電源和負荷匯聚起來,形成一個虛擬的“電廠”進行統一管理和調度。其核心在于通過數字化手段,實現對各類分布式能源的實時監測、精準調度與協同控制,從而模擬出傳統電廠的發電和調節能力,參與電力市場交易與電網運行輔助服務。
產業級虛擬電廠的崛起,主要源于新能源大規模接入帶來的電網穩定性挑戰。隨著風電、光伏等可再生能源在電力結構中的占比不斷攀升,其固有的間歇性和波動性給電網的安全穩定運行帶來了巨大壓力。傳統的“源隨荷動”模式已難以應對新能源占比提升后的復雜電力供需形勢,亟需向“源荷互動”的新型模式轉變。虛擬電廠通過整合用戶側的分布式能源與可調節負荷資源,能夠有效平抑新能源發電波動,增強電力系統的靈活性與韌性,成為解決新能源消納難題的重要途徑。
然而,從試點邁向規?;牡缆凡⒎且环L順。當前,我國虛擬電廠建設尚處起步階段,面臨諸多阻礙。技術標準與建設運行管理機制的不完善,限制了產業規范化發展;市場參與機制不健全,運營商盈利空間受限,影響產業可持續性;此外,商業模式創新不足,多數虛擬電廠僅依靠需求響應獲取收益,難以支撐常態化高效運營。
從技術層面來看,虛擬電廠需整合多種類型的分布式能源和可控負荷,技術平臺研發成本高、難度大,一些企業研發虛擬電廠平臺投入了大量軟硬件成本,運營的資源規模卻很小。另外,許多工業生產裝備數字化、智能化程度不高,信息交互接口和標準不統一,難以建立精確的模型,靈活性潛力難以準確評估,這就使得大量可控工業負荷、樓宇空調等資源的數字化程度尚不具備接入虛擬電廠的條件。通信是虛擬電廠對儲能、分布式電源、充電樁等各類可調節資源監測、調控的重要物理基礎,然而,各類資源間并沒有一個統一化的數據采集、通信和交互的標準協議,這使得虛擬電廠難以有效聚合各類資源。
在市場機制方面,這是制約虛擬電廠發展的關鍵因素之一。目前,虛擬電廠在市場準入、市場監測和供求機制等方面缺乏明確的規定,一定程度上,限制了這項技術的發展步伐。當前虛擬電廠的盈利主要依賴輔助服務、需求響應和電力現貨市場,但這些市場尚未完全成熟,導致虛擬電廠面臨盈利模式不穩定、持續盈利能力差等問題。各地虛擬電廠目前多為迎峰度夏期間配套有序用電的應急機制,以試點方式在推進,響應總量和補償標準每年更新,尚未形成成熟穩定的盈利模式,無法提供穩定的投資信號。虛擬電廠管理平臺需要更高維度的資源整合,涉及上中下游許多參與主體,但基于收益前景和數據安全等方面考量,各方都不太愿意讓渡項目運營權。
盡管面臨諸多挑戰,虛擬電廠的前景依然廣闊。國家發展改革委、國家能源局發布的《關于加快推進虛擬電廠發展的指導意見》提出,到 2030 年,虛擬電廠應用場景進一步拓展,各類商業模式創新發展,全國虛擬電廠調節能力達到 5000 萬千瓦以上。隨著政策的逐步落地和技術的不斷進步,虛擬電廠有望突破當前的困境,實現從“盆景”到“森林”的轉變,為構建新型電力系統貢獻更大力量。
捷瑞數字通過自主研發的伏鋰碼云平臺,為虛擬電廠相關項目提供技術支撐,實現對分布式能源、儲能設備及各類可調節負荷資源的數據采集與可視化呈現,助力運營商更直觀、精準地掌握資源狀態。在項目實踐中,參與打造數字孿生場景,將虛擬電廠中的各類物理實體以數字化形式展現,模擬其運行狀態與交互關系,輔助優化調度策略,提升整體運營效率。并且,捷瑞數字還憑借豐富的數字化轉型咨詢經驗,為虛擬電廠項目規劃適配的商業模式,探索通過整合資源參與電力市場交易、需求響應等業務的盈利路徑,推動產業級虛擬電廠從概念走向切實可行的商業落地。