數(shù)字技術(shù)和能源管理深度融合 跨區(qū)域虛擬電廠建設(shè)重塑能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

　　在全球能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的雙重引領(lǐng)下，我國(guó)快速推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型。以綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展為根本目標(biāo)，我國(guó)從供給側(cè)政策和市場(chǎng)機(jī)制協(xié)同增效，到基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)快速變革，再到新質(zhì)生產(chǎn)力驅(qū)動(dòng)各行業(yè)數(shù)字化、智能化、智慧化應(yīng)用加速落地，已逐步形成一條能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略路線。

　　伴隨著數(shù)字技術(shù)和能源管理深度融合，虛擬電廠通過(guò)數(shù)字智能技術(shù)整合海量分布式能源數(shù)據(jù)，構(gòu)建起可集中響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令的管理平臺(tái)，并創(chuàng)新性地將電力系統(tǒng)提效、資源配置優(yōu)化和能源市場(chǎng)交易等有機(jī)銜接。近年來(lái)，一系列政策舉措的出臺(tái)將虛擬電廠建設(shè)帶上了快車(chē)道，讓其以獨(dú)立主體身份參與中長(zhǎng)期市場(chǎng)、現(xiàn)貨和輔助服務(wù)，使能源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益得以體現(xiàn)。

　　虛擬電廠核心價(jià)值的具體體現(xiàn)

　　虛擬電廠通過(guò)信息通信、協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)算等技術(shù)，將位置分散的分布式電源、可控負(fù)荷和儲(chǔ)能等資源聚合和協(xié)同優(yōu)化。從技術(shù)層面，虛擬電廠參與電力市場(chǎng)的智慧運(yùn)行和協(xié)調(diào)管理，從而實(shí)現(xiàn)源測(cè)和荷側(cè)間電力供需的實(shí)時(shí)平衡。從市場(chǎng)角度，其準(zhǔn)入機(jī)制穿透能源制度與數(shù)字技術(shù)之間的壁壘，發(fā)揮市場(chǎng)與技術(shù)間的耦合作用，讓能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展向市場(chǎng)化轉(zhuǎn)變。其核心價(jià)值體現(xiàn)在四個(gè)方面：

　　一是緩解分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行和電能質(zhì)量的影響。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)主要依賴火電、水電等提供調(diào)節(jié)頻峰的能力，容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)能力不足、容量受限、成本飆升、頻繁啟停、資源分布時(shí)空不均等問(wèn)題。同時(shí)，隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)調(diào)節(jié)能力面臨前所未有的挑戰(zhàn)，風(fēng)電、光伏等可再生能源在電力系統(tǒng)中的占比不斷攀升。今年4月，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到20.17億千瓦，風(fēng)電光伏合計(jì)裝機(jī)達(dá)到15.3億千瓦，歷史性超過(guò)火電裝機(jī)。虛擬電廠充分利用分布式資源的聚合能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)單一調(diào)節(jié)設(shè)施的調(diào)節(jié)容量，在參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)、滿足電力系統(tǒng)功率平衡的同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)能源消峰填谷有穩(wěn)定性的表現(xiàn)。

　　二是高效利用和促進(jìn)分布式能源發(fā)電。虛擬電廠擁有在高負(fù)荷和可中斷負(fù)荷間快速響應(yīng)的能力，接收到調(diào)控指令后分秒之內(nèi)即可做出反應(yīng)，釋放存儲(chǔ)能量。這極大地增強(qiáng)了電網(wǎng)應(yīng)對(duì)如風(fēng)電、光伏等波動(dòng)性可再生能源穩(wěn)定性和應(yīng)對(duì)突發(fā)故障的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，保障了系統(tǒng)的頻率和電壓穩(wěn)定，從而促進(jìn)分布式能源推廣應(yīng)用。

　　三是以市場(chǎng)手段促進(jìn)發(fā)電用電資源的優(yōu)化配置。虛擬電廠是實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的深度協(xié)同，對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)、電價(jià)信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)約束等配置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度和優(yōu)化拆解，顯著提升整體電力系統(tǒng)等運(yùn)行效率和可靠性。尤為關(guān)鍵的是，虛擬電廠利用能源供給側(cè)調(diào)節(jié)機(jī)制，結(jié)合市場(chǎng)資源配置和經(jīng)濟(jì)化調(diào)控機(jī)制，深度挖掘用戶側(cè)的邊際成本效益，從而提升能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)綜合配置。

　　四是推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)。新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)裝備，也是催生國(guó)內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國(guó)際戰(zhàn)略新高地的重要手段。虛擬電廠將新型儲(chǔ)能和傳統(tǒng)用能合理調(diào)配在一起，利用其“即插即用”的靈活性，提供快速調(diào)頻和爬坡能力等關(guān)鍵輔助服務(wù)。虛擬電廠深度融合信息技術(shù)、新能源、高端裝備、綠色低碳等新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。

　　京津冀探索能源協(xié)同發(fā)展新路徑

　　近年來(lái)，在京津冀協(xié)同發(fā)展不斷推進(jìn)的大環(huán)境下，京津冀三地也在加緊構(gòu)建一體化能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展新格局。尤其是，伴隨人工智能技術(shù)的發(fā)展，數(shù)智化技術(shù)賦能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能源結(jié)構(gòu)協(xié)同轉(zhuǎn)型，為京津冀構(gòu)建跨區(qū)域虛擬電廠奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　北京市作為我國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)策源地，有良好的創(chuàng)新研發(fā)、產(chǎn)品集成、要素保障等資源優(yōu)勢(shì)，并且承擔(dān)著首都能源安全保障和綠色能源供給服務(wù)的核心職能。同時(shí)，其本身所具有的區(qū)域帶動(dòng)輻射作用，可以牽引天津市、河北省共同發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)和綠色能源經(jīng)濟(jì)。

　　2024年2月，京津冀三地聯(lián)合印發(fā)《京津冀能源協(xié)同發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，為區(qū)域能源一體化發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型奠定了重要基礎(chǔ)，明確指出京津冀應(yīng)在新型儲(chǔ)能科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、應(yīng)用場(chǎng)景共建等方面統(tǒng)籌。

　　目前，京津冀逐步探索出一條能源協(xié)同發(fā)展的新路徑，以“構(gòu)建京津冀特高壓環(huán)網(wǎng)”“清潔能源協(xié)同改造”“地源熱和海泵等綜合利用”等跨區(qū)域、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用，不斷推進(jìn)三地能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)。此外，數(shù)字技術(shù)正不斷賦能能源行業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型，利用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新能源的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸、利用、貯存等各個(gè)環(huán)節(jié)，大大提高了能源利用效率。

　　近年來(lái)，人工智能迅速崛起，國(guó)產(chǎn)大模型推動(dòng)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)、算力和算法加速迭代，國(guó)內(nèi)人工智能企業(yè)數(shù)量超過(guò)4700家，核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模接近6000億元(人民幣)。這一連串?dāng)?shù)字的背后匯聚了技術(shù)、能源、產(chǎn)業(yè)協(xié)同探索智慧和綠色發(fā)展的新范式。綜上所述，以數(shù)智化賦能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能源結(jié)構(gòu)協(xié)同轉(zhuǎn)型，為京津冀構(gòu)建跨區(qū)域虛擬電廠奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　推進(jìn)跨區(qū)域虛擬電廠構(gòu)建的幾點(diǎn)建議

　　一是遵循區(qū)域發(fā)展差異化，推動(dòng)資源聚合與智能調(diào)控。結(jié)合地域優(yōu)勢(shì)和資源稟賦情況，制定區(qū)域能源、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)協(xié)同發(fā)展的虛擬電廠建設(shè)規(guī)劃。對(duì)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷缺口大的地區(qū)優(yōu)先發(fā)展調(diào)峰型虛擬電廠，新能源富集區(qū)側(cè)重消納優(yōu)化。利用“云-大-物-移-智-鏈-邊”等先進(jìn)信息數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)三地電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與需求變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)建立統(tǒng)一的資源聚合平臺(tái)，將分布在京津冀各地的分布式電源、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲(chǔ)能設(shè)備等進(jìn)行全面整合。以智慧調(diào)度算法和能網(wǎng)組配，帶動(dòng)“算力+配網(wǎng)”雙輪驅(qū)動(dòng)下區(qū)域虛擬電廠的協(xié)同發(fā)展，并有利于新型電力系統(tǒng)試點(diǎn)全面鋪開(kāi)。同時(shí)，加快發(fā)展智能調(diào)度算法和預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度的核心能力。基于歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)氣象信息、電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)等多維度數(shù)據(jù)，充分利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能源供需趨勢(shì)，制定最優(yōu)的資源調(diào)度方案。

　　二是圍繞區(qū)域安全責(zé)任強(qiáng)化，建立通信與安全保障技術(shù)。可靠的通信技術(shù)是虛擬電廠實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。在京津冀區(qū)域內(nèi)，構(gòu)建高速、穩(wěn)定的5G通信網(wǎng)絡(luò)，確保虛擬電廠平臺(tái)與聚合資源之間能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地共享數(shù)據(jù)。同時(shí)，探索以物聯(lián)網(wǎng)感知和區(qū)塊鏈防篡改的安全保障，解決數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的多重安全風(fēng)險(xiǎn)。在數(shù)據(jù)安全方面，運(yùn)用數(shù)據(jù)加密技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)等，確保分布式資源數(shù)據(jù)采集的真實(shí)性、防止敏感信息泄露與被篡改。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，建立完善的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量，防范惡意設(shè)備接入和黑客攻擊，保障虛擬電廠系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　三是統(tǒng)一區(qū)域建設(shè)和參與標(biāo)準(zhǔn)，激活民營(yíng)經(jīng)濟(jì)和零碳經(jīng)濟(jì)。統(tǒng)一技術(shù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。建立覆蓋聚合響應(yīng)、并網(wǎng)調(diào)控、安全防護(hù)的全環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)體系，解決不兼容的“卡脖子”問(wèn)題。統(tǒng)一市場(chǎng)參與標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)充分考慮權(quán)責(zé)劃分和相關(guān)方的經(jīng)濟(jì)效益，讓收益渠道多元化。依托市場(chǎng)資源和行業(yè)配置優(yōu)勢(shì)，以政策支持民營(yíng)企業(yè)參與虛擬電廠的規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、設(shè)計(jì)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等，進(jìn)一步帶動(dòng)和激發(fā)民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在低碳創(chuàng)新領(lǐng)域，借助“微電網(wǎng)+虛擬電廠”的標(biāo)準(zhǔn)探索發(fā)展零碳園區(qū)新模式，利用虛擬電廠調(diào)度能力，將園區(qū)的分布式光伏、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)充電樁等分散資源整合為統(tǒng)一可調(diào)度單元，實(shí)現(xiàn)綠色零碳園區(qū)構(gòu)建。從單一需求響應(yīng)補(bǔ)貼轉(zhuǎn)向“中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨+輔助服務(wù)”市場(chǎng)收益，并允許拓展節(jié)能服務(wù)、碳交易等增值業(yè)務(wù)。

　　來(lái)源：經(jīng)濟(jì)參考報(bào)

　　作者：臧元琨系北京民生智庫(kù)高級(jí)研究經(jīng)理;王鵬系華北電力大學(xué)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略研究院執(zhí)行院長(zhǎng)