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“北极穿短袖，长江露河床。柏油路变软，四川闹电荒”席卷全球的极端高温，让世界各地的水位线急剧下降。曾占全国水电量21.2%、“弃电”现象明显的四川，如今也已自顾不暇。这让原本已经被人们淡漠的节约用电，再次被聚焦了起来。如何在保证既有用电需求的情况下，提高用电效率，为地球降温1℃，成了新能源产业界新的探讨话题。而在这场能
“北极穿短袖，长江露河床。柏油路变软，四川闹电荒” 席卷全球的极端高温，让世界各地的水位线急剧下降。曾占全国水电量21.2%、“弃电”现象明显的四川，如今也已自顾不暇。这让原本已经被人们淡漠的节约用电，再次被聚焦了起来。如何在保证既有用电需求的情况下，提高用电效率，为地球降温1℃，成了新能源产业界新的探讨话题。 而在这场能源变革的讨论中，比亚迪的一项“黑科技”，为促节能、减碳排，提效率开辟了新的可能。这便是“多层级虚拟电厂平台”。 什么是虚拟电厂？比亚迪自研的“虚拟电厂”能解决哪些用电难题呢？ 一、虚拟电厂：为每一度电找到“用武之地” 不拥有任何发电设施，却能完成电力供给和电能分配，有这样的发电站么？这便是虚拟电厂最大的魅力了。 实际上，“虚拟电厂”并不是一个全新的概念，自上世纪90年代，西方国家就开始探索基于分布式能源的线上并网可能。1997年，Shimon Awerbuch博士在其著作中，首次对虚拟电厂做出标准阐释：“独立且以市场为驱动，无需相应资产就能提供电能服务的虚拟公共设施。” 简单来说，虚拟电厂不是现实世界的发电设施，而是一套连接电网上下游的能源管理系统。位于虚拟电厂掌控下的用电终端，将同时肩负“发电”和“配电”双重职能，提高用电效率。 举一个形象的例子：假如某商场参加了当地虚拟电厂的负荷集控体系，当集控系统检测到地区用电高峰时，虚拟电厂平台将调动商场的电力控制模块，通过有限度的空调降频、关闭非必要灯光，在不影响商场购物环境的情况下，“凭空”生成额外电力，并向用电最紧张的局部地区供应。 借助虚拟电厂的辅助，传统电力系统将更智能地开展电力调动，灵活地削峰填谷，提高电网负荷上限。此外，以风电、水电、太阳能为代表的新能源设施，也将通过虚拟电厂的分布式能源兼容整合，大幅降低“弃电”现象。总之，让每1°电都有它用武之地，正是虚拟电厂的功能优势。 由于设施建设成本基本为零，虚拟电厂的投入成本也只有传统电厂的10%左右。技术优势突出，成本低廉，虚拟电厂理应成为国内电网的“标配”。然而一直以来，我国在虚拟电网建设上，却明显落后于西方国家。 二、外企先发，国内追赶 如之前提到的，以美国、德国、日本为代表的发达国家，在虚拟电厂的研究上，拥有先发优势。 自2001年起，欧洲国家即开展了以中小型发电单元为整合目标的虚拟电厂建设项目。到2009年，欧美地区虚拟电厂总容量已达到19.4GW，电容量全球占比高达95%。 经过近30年的探索，西方国家在虚拟电厂的产业链布局、商业模式探索上已经趋于成熟。一方面，欧美主导明确了虚拟电厂的上中下游全套设施；另一方面，在商业模式上，也形成了以美国为代表的“需求侧响应”，和欧洲的“分布式电源、储能设施整合”两条发展路线。 在商业模式探索上，发达国家已经基本走出政策扶持阶段，各主导企业也实现基本盈利。 比如德国Next Kraftwerke公司运营的虚拟电厂，至今已在欧盟境内运营着超过1万个分散式能源单元，能源类型涵盖生物发电、光伏、水电、热电联产等多种发电和储能设备。 尽管单个客户电能资源仅为0.9MW，但Next Kraftwerke通过多种发电方式的互补效应，以及“低谷用电、高峰售电”的灵活商业策略，依然实现了近6亿欧元的营业收入。 反观我国的虚拟电网建设，2019年国家电网在冀北开展的虚拟电厂示范项目落地，才代表了我国虚拟电网首次尝试。直观可见，在虚拟电网领域，国内外差距在20年左右。 不过，起步虽晚，国内企业的追赶速度却很快。 三、弥补中外差距，比亚迪牵头技术攻关 比如刚提到的冀北虚拟电厂，在投入运行后的2020年，成功完成10%的夏季空调负荷调度，相当于一座发电规模600MW的传统电厂。2021年，上海黄浦区开展的虚拟电厂试运行，累计完成562MW.h电网负荷调控，节约能源1236MW，相当于减少336吨碳排放。南方电网在深圳虚拟电厂实践项目中，也通过“源荷互动”新模式，精准调节用电负荷3MW,解决了2000户家庭的空调用电问题。 而作为产业界的代表，比亚迪等公司也承担起了虚拟电厂技术与市场方面，攻坚克难的重任。 完整的虚拟电厂产业链，由上游发电储能设施、中游数字化智能平台、下游虚拟电厂运营商共同构成。其中，上游参与者多为已存在的传统电厂、新能源发电储能设备和参与虚拟电厂的个体单位，而下游运营商则主管电网接入、虚拟电厂营销推广等商业活动。不难看出，连接上下游的智能平台研发，是虚拟电厂的主要技术瓶颈。 而这项技术难题，在国家能源局发起的“科技助力经济2020”中，已被比亚迪一手包揽了下来。未来，比亚迪会将实现用电力度的负荷调控，多种能源的流动控制，以及电力交易中心的信息交互，全部交由虚拟电厂平台自动完成，最终提高更大区域内的用电效率，减少电力浪费。 四、结语 根据数据统计，2021年中国发电量达8534.3万亿千瓦，占全球发电量的30%，位列全球之首。虽说当前国内虚拟电厂发展尚处于起步阶段，市场集中度不高，但在政策扶持密集、潜在市场广阔的背景下，虚拟电厂“蓝海”特征相当明显。 且随着以比亚迪为代表的国产虚拟电厂技术的不断成型，以及商业化探索的日趋成熟，可以预见，未来中国虚拟电厂的规模不但将超越西方国家，更重要的是可以践行比亚迪创始人王传福一直推动的“为地球降温1℃”的人类共同目标。
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