數字技術和能源管理深度融合 跨區域虛擬電廠建設重塑能源消費結構

　　在全球能源經濟轉型和“雙碳”戰略目標的雙重引領下，我國快速推動能源結構性轉型。以綠色低碳和可持續發展為根本目標，我國從供給側政策和市場機制協同增效，到基礎設施和產業結構快速變革，再到新質生產力驅動各行業數字化、智能化、智慧化應用加速落地，已逐步形成一條能源可持續發展戰略路線。

　　伴隨著數字技術和能源管理深度融合，虛擬電廠通過數字智能技術整合海量分布式能源數據，構建起可集中響應電網調度指令的管理平臺，并創新性地將電力系統提效、資源配置優化和能源市場交易等有機銜接。近年來，一系列政策舉措的出臺將虛擬電廠建設帶上了快車道，讓其以獨立主體身份參與中長期市場、現貨和輔助服務，使能源、社會、經濟效益得以體現。

　　虛擬電廠核心價值的具體體現

　　虛擬電廠通過信息通信、協調控制、智能計算等技術，將位置分散的分布式電源、可控負荷和儲能等資源聚合和協同優化。從技術層面，虛擬電廠參與電力市場的智慧運行和協調管理，從而實現源測和荷側間電力供需的實時平衡。從市場角度，其準入機制穿透能源制度與數字技術之間的壁壘，發揮市場與技術間的耦合作用，讓能源經濟發展向市場化轉變。其核心價值體現在四個方面：

　　一是緩解分布式發電對配網運行和電能質量的影響。傳統電力系統主要依賴火電、水電等提供調節頻峰的能力，容易出現調節能力不足、容量受限、成本飆升、頻繁啟停、資源分布時空不均等問題。同時，隨著能源結構調整轉型，傳統調節能力面臨前所未有的挑戰，風電、光伏等可再生能源在電力系統中的占比不斷攀升。今年4月，我國可再生能源發電裝機達到20.17億千瓦，風電光伏合計裝機達到15.3億千瓦，歷史性超過火電裝機。虛擬電廠充分利用分布式資源的聚合能力，遠遠超過傳統單一調節設施的調節容量，在參與電網調節、滿足電力系統功率平衡的同時，對電網能源消峰填谷有穩定性的表現。

　　二是高效利用和促進分布式能源發電。虛擬電廠擁有在高負荷和可中斷負荷間快速響應的能力，接收到調控指令后分秒之內即可做出反應，釋放存儲能量。這極大地增強了電網應對如風電、光伏等波動性可再生能源穩定性和應對突發故障的抗風險能力，保障了系統的頻率和電壓穩定，從而促進分布式能源推廣應用。

　　三是以市場手段促進發電用電資源的優化配置。虛擬電廠是實現源、網、荷、儲的深度協同，對電網實時狀態、電價信號、網絡約束等配置信息進行實時調度和優化拆解，顯著提升整體電力系統等運行效率和可靠性。尤為關鍵的是，虛擬電廠利用能源供給側調節機制，結合市場資源配置和經濟化調控機制，深度挖掘用戶側的邊際成本效益，從而提升能源結構優化和產業綜合配置。

　　四是推進新型電力系統建設。新型儲能是構建新型電力系統的重要基礎裝備，也是催生國內能源新業態、搶占國際戰略新高地的重要手段。虛擬電廠將新型儲能和傳統用能合理調配在一起，利用其“即插即用”的靈活性，提供快速調頻和爬坡能力等關鍵輔助服務。虛擬電廠深度融合信息技術、新能源、高端裝備、綠色低碳等新興產業和未來產業，為構建新型電力系統發揮重要作用。

　　京津冀探索能源協同發展新路徑

　　近年來，在京津冀協同發展不斷推進的大環境下，京津冀三地也在加緊構建一體化能源經濟發展新格局。尤其是，伴隨人工智能技術的發展，數智化技術賦能基礎設施建設和能源結構協同轉型，為京津冀構建跨區域虛擬電廠奠定了堅實基礎。

　　北京市作為我國新型儲能技術策源地，有良好的創新研發、產品集成、要素保障等資源優勢，并且承擔著首都能源安全保障和綠色能源供給服務的核心職能。同時，其本身所具有的區域帶動輻射作用，可以牽引天津市、河北省共同發展綠色低碳產業和綠色能源經濟。

　　2024年2月，京津冀三地聯合印發《京津冀能源協同發展行動計劃》，為區域能源一體化發展和經濟社會全面綠色轉型奠定了重要基礎，明確指出京津冀應在新型儲能科技成果轉化、產業優勢互補、應用場景共建等方面統籌。

　　目前，京津冀逐步探索出一條能源協同發展的新路徑，以“構建京津冀特高壓環網”“清潔能源協同改造”“地源熱和海泵等綜合利用”等跨區域、跨領域、跨行業的技術應用，不斷推進三地能源基礎設施一體化建設。此外，數字技術正不斷賦能能源行業綠色化轉型，利用數字技術創新能源的開采、加工、運輸、利用、貯存等各個環節，大大提高了能源利用效率。

　　近年來，人工智能迅速崛起，國產大模型推動國內數據、算力和算法加速迭代，國內人工智能企業數量超過4700家，核心產業規模接近6000億元(人民幣)。這一連串數字的背后匯聚了技術、能源、產業協同探索智慧和綠色發展的新范式。綜上所述，以數智化賦能基礎設施建設和能源結構協同轉型，為京津冀構建跨區域虛擬電廠奠定了堅實基礎。

　　推進跨區域虛擬電廠構建的幾點建議

　　一是遵循區域發展差異化，推動資源聚合與智能調控。結合地域優勢和資源稟賦情況，制定區域能源、經濟、市場協同發展的虛擬電廠建設規劃。對區域內負荷缺口大的地區優先發展調峰型虛擬電廠，新能源富集區側重消納優化。利用“云-大-物-移-智-鏈-邊”等先進信息數字技術，實現三地電力系統的運行狀態與需求變化的實時監測。通過建立統一的資源聚合平臺，將分布在京津冀各地的分布式電源、可調節負荷、儲能設備等進行全面整合。以智慧調度算法和能網組配，帶動“算力+配網”雙輪驅動下區域虛擬電廠的協同發展，并有利于新型電力系統試點全面鋪開。同時，加快發展智能調度算法和預測模型，實現精準調度的核心能力。基于歷史數據、實時氣象信息、電力市場價格波動等多維度數據，充分利用大數據和人工智能技術，準確預測能源供需趨勢，制定最優的資源調度方案。

　　二是圍繞區域安全責任強化，建立通信與安全保障技術。可靠的通信技術是虛擬電廠實現高效運行的基礎。在京津冀區域內，構建高速、穩定的5G通信網絡，確保虛擬電廠平臺與聚合資源之間能夠實時、準確地共享數據。同時，探索以物聯網感知和區塊鏈防篡改的安全保障，解決數據和網絡的多重安全風險。在數據安全方面，運用數據加密技術、區塊鏈技術等，確保分布式資源數據采集的真實性、防止敏感信息泄露與被篡改。在網絡安全方面，建立完善的網絡安全防護體系，實時監測網絡流量，防范惡意設備接入和黑客攻擊，保障虛擬電廠系統的安全穩定運行。

　　三是統一區域建設和參與標準，激活民營經濟和零碳經濟。統一技術建設標準。建立覆蓋聚合響應、并網調控、安全防護的全環節標準體系，解決不兼容的“卡脖子”問題。統一市場參與標準。應充分考慮權責劃分和相關方的經濟效益，讓收益渠道多元化。依托市場資源和行業配置優勢，以政策支持民營企業參與虛擬電廠的規劃、標準制定、設計建設、運行維護等，進一步帶動和激發民營經濟發展。在低碳創新領域，借助“微電網+虛擬電廠”的標準探索發展零碳園區新模式，利用虛擬電廠調度能力，將園區的分布式光伏、儲能、可調負荷、電動汽車充電樁等分散資源整合為統一可調度單元，實現綠色零碳園區構建。從單一需求響應補貼轉向“中長期+現貨+輔助服務”市場收益，并允許拓展節能服務、碳交易等增值業務。

　　來源：經濟參考報

　　作者：臧元琨系北京民生智庫高級研究經理;王鵬系華北電力大學國家能源發展戰略研究院執行院長