有了「虛擬電廠」,避免當年紐約一樣全城大停電的事發生

上海剛出梅，就迎來了大暑高溫天，各大樓空調馬力全開，用電負荷不斷攀升。這時，如果陸家嘴的寫字樓宇突然出現用電緊張，怎麼辦？正在建設中的北外灘，商務樓宇作為耗能大戶，如何確保用電穩定？不用擔心，正在試點運行的「虛擬電廠」通過市場交易手段，把周邊樓宇的閒散電能集中起來，緩解用電緊張。這就好比將散落在城市角落中的「能源珍珠」聚沙成塔。

【虛擬電廠：再造一個電廠？】

去年7月，紐約曼哈頓突發大停電，從時報廣場到林肯中心的中城區域長達近三個小時漆黑一片。中城的地鐵全部停擺，部分交通燈不亮，交通大亂。巧的是，1977年同一天，紐約也發生了大面積停電。

負責研發「虛擬電廠」的國網上海市電力公司經濟技術研究院（簡稱「國網上海經研院」）楊建林博士介紹，這些都令我們一直在思考，如何讓城市的電力能源更多元化，更保險。「虛擬電廠」是串起城市能源珍珠鏈的「智慧大腦」，它通過5G通信技術、人工智慧、邊緣計算、區塊鏈等先進技術，實現對城市商業建築內部分布式資源的有效聚合和協調調控，達成與常規發電廠類似的效果。而在物理空間上，並不需要真正建造一個發電廠。

虛擬電廠工作流程示意圖。

一旦用電高峰來臨時，部分區域出現用電緊張的現象，這個「聰明的大腦」通過先進的AI方式和遠程控制方式，將周邊樓宇中充電樁的充電模式由快充變成慢充；在不影響人體舒適度的情況下，調節空調溫度；在不影響樓宇安全的情況下，調節電梯的運行方式；調節樓宇中的儲能設備、三聯供機組等等，通過虛擬電廠將閒散電能集中起來，從而緩解部分地區的用電緊張。而這些提供電能的樓宇，以出售電價的形式獲得補償。

或許大家不禁要問：真有人願意出讓自己的電能？目前，這一「虛擬電廠」已在黃浦區商業樓宇中試點應用。「虛擬電廠」提升了用戶用電的精益化和智能化水平，按每幢商業建築年節約用能約10萬度測算，黃浦區商業建築虛擬電廠所轄130幢建築每年共節約標煤5252噸，減排二氧化碳、二氧化硫分別12961噸和390噸。更重要的意義在於，它有助於保障電力系統安全高效運行，豐富電網調節手段，有效緩解黃浦區的局部用電緊張局面，調度容量超過區域總負荷的15%。

【未來發展空間有多大？】

「虛擬電廠」今後的發展空間有多大？國網上海經研院表示，像上海這樣的特大型城市，迫切需要發展「虛擬電廠」。

上海是長三角一體化的中心城市，上海最高用電負荷3268萬千瓦，是國內電力負荷密度最高的地區，用電高峰時容易出現局部地區的用電緊張；空調降溫負荷達到1500萬千瓦以上，約佔總負荷的45%。「這說明，空調用電的可調節空間很大，這點有利於建造『虛擬電廠』。」

同時，上海第三產業發達，負荷峰谷差大，年尖峰負荷持續時間僅十幾小時。而上海外來電力超過45%，調節能力差，電網平衡能力捉襟見肘。此外，受土地、環保等因素限制，上海新建常規電廠極其困難。與此同時，負荷側可調節資源卻大量閒置，其中上海商業建築可調負荷資源佔全社會負荷調節潛力30%以上，規模相當於一座2×100萬千瓦電站。

虛擬電廠運行管理與監控平臺。

目前，上海有3000多棟類似的商業樓宇，如果將這些電能都通過「虛擬電廠」柔性調節集中起來，相當於上海新增了一個100千瓦的火電機組。這樣一個商業建築虛擬電廠，能夠減少佔地2000公頃，每年減少二氧化碳排放300噸，並可院減少電廠建設投資110億元。

國網上海經研院黨委通過「智慧黨建+業務」雙鏈融合業務模式，「勁雁」黨員骨幹團隊在虛擬電廠中深入鑽研，在保障城市能源安全的基礎上，打造能源價值共享新業態，構築綠色發電新引擎，服務城市綠色低碳發展。目前，國網上海經研究在上海市黃浦區商業建築虛擬電廠的成果基礎上，正緊鑼密鼓開展包括工業、商業、居民等領域的「虛擬電廠」研發工作。