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“電力供需緊平衡”是一朵長期懸于我國電力系統(tǒng)之上的烏云。改革開放以來的大多數(shù)時間里，我國能源電力供應(yīng)始終處于偏緊的狀態(tài)，其中兩次最為嚴(yán)重的電力緊缺，一次發(fā)生在20世紀(jì)80年代，另一次是21世紀(jì)的前十年，主要是由于電源嚴(yán)重不足和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱導(dǎo)致。自1997年國家電力公司成立以來，我國電力體制改革走過了二十余年的歷程，前述兩大問題也已經(jīng)得到大幅改善。2011年至今，我國一直是世界發(fā)電量第一大國，生產(chǎn)了全球超過四分之一的電量，廣大老百姓亦得以享受到相對寬松的電力供需環(huán)境。

然而，2019年冬季高峰開始，我國電力供應(yīng)再次出現(xiàn)較為緊張的形勢，特別是去年冬季高峰、今年夏季高峰出現(xiàn)了大范圍的拉閘限電。這兩次電力緊張的原因不盡相同，前者主要是由于經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇帶來工業(yè)企業(yè)用電需求旺盛，而煤炭供應(yīng)緊張、價格高企，一些發(fā)電廠出現(xiàn)了越發(fā)電越虧損的情況，煤電機組的正常運行亦受到嚴(yán)重影響。今年夏天南方的用電缺口主要是連續(xù)極端高溫天氣所致，需求側(cè)尤其是空調(diào)負(fù)荷大幅增長，而干旱導(dǎo)致長江流域出現(xiàn)“汛期反枯”現(xiàn)象，水力發(fā)電總量驟減，特別是對于水力發(fā)電占比高達(dá)85%的四川省來說，電力保供形勢異常嚴(yán)峻。

無奈之下，四川連下兩輪“限電令”，不僅暫停了絕大部分工業(yè)用電，更波及商業(yè)、景觀甚至居民用電。一個好消息是，8月23日起冷空氣終于“出手相助”，南方多地迎來了不同程度的降溫，而川渝一帶的高溫天氣也預(yù)計在30日前后進(jìn)入尾聲，這也意味著該地的用電緊張局面將逐步緩解。

盡管可以暫時松一口氣，但從長期來看，電力失衡風(fēng)險依然像一把達(dá)摩克利斯之劍高懸在電力系統(tǒng)之上，預(yù)計未來數(shù)年內(nèi)我國在用電高峰時段還將反復(fù)出現(xiàn)“電荒”，深究本質(zhì)，這是我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型過程中不可避免的陣痛。隨著我國火電占比的下降和新能源發(fā)電占比的迅速增加，新能源固有的隨機性、波動性、間歇性特點對電力系統(tǒng)造成的沖擊越來越大，在清潔能源（氫能、核能等）發(fā)電技術(shù)、儲能技術(shù)尚未取得突破性進(jìn)展的當(dāng)下，如何平衡新能源波動和火電碳排放成為一道棘手難題。

要解決缺電難題，需要開源與節(jié)流并舉，從供給側(cè)和需求側(cè)兩方面入手。

在供給側(cè)方面，增加火力發(fā)電廠顯然既不經(jīng)濟(jì)亦不環(huán)保，據(jù)統(tǒng)計，我國各地電網(wǎng)的尖峰負(fù)荷年持續(xù)時間不超過50小時，如果電網(wǎng)要為這3%-5%的尖峰負(fù)荷去配置增量容量，需要付出巨大的投資成本，同時在我國雙碳目標(biāo)下，消耗化石能源的火電的比重降低是大勢所趨，因此一旦尖峰負(fù)荷出現(xiàn)，電網(wǎng)通常會采取需求響應(yīng)、有序用電等更簡單經(jīng)濟(jì)的方案。

與此同時，提高風(fēng)光等新能源占比、形成多元能源結(jié)構(gòu)也是我國一直在積極推進(jìn)的方向。過去一年多，中央層面一再強調(diào)一個新詞匯——新型電力系統(tǒng)，簡而言之，這是一個清潔低碳、安全高效、以新能源為主體的體系。今年年初印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》要求，到2035年，非化石能源消費比重在 2030 年達(dá)到 25%的基礎(chǔ)上進(jìn)一步大幅提高，可再生能源發(fā)電成為主體電源，新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實質(zhì)性成效，碳排放總量達(dá)峰后穩(wěn)中有降。然而，大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)后，電力系統(tǒng)的電力電量時空平衡難度將顯著加大，新能源并網(wǎng)消納能力有待大幅提升。

除了供給側(cè)，一種新的思路是加強需求側(cè)管理，即采取各種有效手段來調(diào)節(jié)全社會的用電方式、用電時間，平滑需求側(cè)負(fù)荷曲線，保障電網(wǎng)安全平穩(wěn)運行。需求側(cè)管理的方式有很多，如開展需求響應(yīng)與輔助服務(wù)、電力現(xiàn)貨交易等，而在這些方式的背后，虛擬電廠（Virtual Power Plants,VPP）技術(shù)則是盤活負(fù)荷側(cè)資源、挖掘電力系統(tǒng)靈活性、發(fā)揮市場配置資源作用的一種行之有效的辦法，因此近年來在世界范圍內(nèi)備受追捧，今年以來我國中央與地方亦相繼出臺多項政策支持虛擬電廠的發(fā)展。

關(guān)于虛擬電廠的定義眾說紛紜，我們或許可以拿大眾熟知的“云計算”的例子來類比。

每年的雙十一購物節(jié)，各大電商平臺面臨的最大挑戰(zhàn)恐怕就是服務(wù)器的承受能力，在這個分秒必爭的“戰(zhàn)場”，服務(wù)器宕機將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。購買更多的服務(wù)器顯然不是高性價比之選，因為服務(wù)器成本不菲，過了雙十一的流量峰值，額外采購的服務(wù)器就會處于閑置狀態(tài)，造成企業(yè)資源的浪費。云計算的出現(xiàn)帶來了更靈活高效的解決思路，它將分散的服務(wù)器聚合起來形成一個大型的虛擬資源池，分配給有不同需求的企業(yè)使用其強大的數(shù)據(jù)處理能力，不僅能有效降低企業(yè)的運維成本，而且更加安全可靠，這也是近年來廣大消費者能享受到流暢的網(wǎng)購體驗的很大一部分原因。

類似地，我們可以把“虛擬電廠”理解為一種分布式多類型能源資源聚合管理運行模式，通過先進(jìn)的信息通信技術(shù)和監(jiān)測控制技術(shù)，將海量分布式發(fā)電、用電和儲能資源聚合并統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，從而作為一個特殊電廠參與電力市場的運行，并可以獲得相關(guān)服務(wù)的激勵收益。

實際上，“虛擬電廠”的概念出現(xiàn)得要比“云計算”早得多。早在1997年，Shimon Awerbuch博士就在其著作《虛擬公共設(shè)施:新興產(chǎn)業(yè)的描述、技術(shù)及競爭力》提出了相關(guān)概念；從2000年起，德國、英國、法國、西班牙、丹麥等歐洲國家開始關(guān)注并開始建設(shè)虛擬電廠，如今在歐洲、北美和亞太地區(qū)均已形成了一批成熟的示范項目。

在我國新能源發(fā)電裝機容量快速增長、棄風(fēng)棄光率高居不下的難題面前，虛擬電廠通過先進(jìn)算法，可以精準(zhǔn)化調(diào)控區(qū)域資源，有效促進(jìn)新能源消納，同時還能在供電緊張時段直接調(diào)度海量分散的充電樁、空調(diào)、儲能等用電資源，提高資源的利用率，可以有效解決電網(wǎng)供需不平衡矛盾，并充分契合了清潔低碳的可持續(xù)發(fā)展要求。

除了強大的聚合能力，虛擬電廠還有著低成本的優(yōu)勢。據(jù)國家電網(wǎng)測算，若通過新建火電機組、抽水蓄能及新型儲能設(shè)備實現(xiàn)“削峰填谷”，僅滿足5%的尖峰負(fù)荷就需要投資4000億元，而同等效果下，虛擬電廠的建設(shè)、運營、激勵等成本加起來僅需500-600億元，為傳統(tǒng)電廠的1/8-1/6。

目前，我國的浙江、江蘇、上海、廣東、河北等地區(qū)均已開展虛擬電廠的試點工作，“浙達(dá)能源”作為國內(nèi)首個實現(xiàn)虛擬電廠全鏈路貫通運營的運營商，已經(jīng)為長三角地區(qū)的數(shù)十個地方政府搭建了成熟的虛擬電廠，如浙江嘉興平湖虛擬電廠、江蘇常州虛擬電廠、寧波虛擬電廠等，這些虛擬電廠在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)實際運行過程中數(shù)次建功，有效提升了電網(wǎng)安全保障水平，推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，同時也幫助工商業(yè)用戶節(jié)能降碳、挖掘用能靈活空間、提升能效。

在我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的陣痛期，虛擬電廠能夠經(jīng)濟(jì)、高效、安全地平衡新能源波動和火電碳排放這一矛盾，同時借助電力輔助服務(wù)市場、需求響應(yīng)補貼等方式，調(diào)動用電側(cè)、儲能側(cè)的積極性，以市場價值驅(qū)動，促進(jìn)能源資源優(yōu)化配置，成為應(yīng)對電力供需失衡的有效手段?？梢灶A(yù)見，隨著更多虛擬電廠在我國的落地和成熟運行，智慧能源新世界的大門將徐徐打開，“大限電”也終將消失在歷史長河中。