借势双碳东风：干“实事”的“虚拟”电厂图片来源@视觉中国文

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文｜脑极体
谈及“虚拟”这个词，我们头脑的第一反应是当下大火的虚拟现实技术（VR）和虚拟人。在科技圈，虚拟现实在火热的元宇宙概念中回春，资本将一波热钱撒向了VR厂商。虚拟人在近两年的AI技术的推波助澜下，崛起的势头迅猛。清冷古风气质的虚拟偶像LING翎、虚拟美妆达人柳夜熙，冬奥会中虚拟手语主播、谷爱凌运动员的数字人分身等，在冬奥会的世界窗口中虚拟人出尽了风头。
科技圈有盛事，在能源圈也不会缺乏风口。在双碳战略的目标下，能源领域中的虚拟电厂也成为产业界的香饽饽，虚拟电厂频频出现在大众视野中，虚拟电厂的相关领域也被许多圈内人圈外人热捧。
虚拟电厂倒也不是个新概念，在20世纪90年代国外已经被广泛使用。欧美国家的虚拟电厂业务发展比较成熟，国内也是近十年才开始了虚拟电厂的建设。对于许多能源圈外的读者来说，虚拟电厂与真实电厂的区别是什么，虚拟电厂为什么近两年发展火热了起来，这些问题的答案都比较模糊。如果对能源圈火热的虚拟电厂感兴趣，脑极体和大家一起捋一下有关虚拟电厂的干货，聊聊虚拟电厂的价值与发展，应用与挑战。
传统电网的“阻滞”在梳理虚拟电厂的概念前，我们先来了解下，现下电网系统与能源领域面临的发展卡点。人类进入工业化时代，给无数人带来了丰富的生产资料，也提高了人们的生活质量，但以二氧化碳为主的温室气体排放量也超出了地球的承受范围，在气候危机和能源危机的限制下，全球建立了双碳目标的战略共识。
在碳达峰、碳中和的目标背景下，可再生能源风、光、水等在电力系统中的重要性逐渐提高。电源端大量接入可再生能源，使得供应侧呈现复合多元化的特点。但这些可再生能源有个特点，以风能和太阳能为代表的新能源具有显著的间歇性和强随机波动性，这些能源的获得依赖外界自然条件的变化，阴天和无风的条件和晴空万里无云、持续强风的状况，这些不同的气候条件带来的新能源发电机组的能源波动，接入大电网后，给系统带来了强烈的波动，影响电网的稳定与安全。
而随着双碳战略目标的大势发展，风力、光能、水能等新能源成为机遇巨大的能源候补。据南方电网2021年的预测，到2030和2060年，中国风光新能源的发电量占比将分别达到25%和60% 。这也意味着接入大电网中的新能源电力越来越多。新能源在不同季节和气候阶段带来的巨大波动扰动着电网的安全。同时，应对扰动的弃能现象严重，部分地区的弃光、弃风、弃水等现象频发，造成了能源的浪费。
与此同时，东西部电力的供需关系也越来越紧张。我们知道东部的经济发达地区是用电大户。东部沿海地区集结了无数的高新技术产业和工厂，承载着超过全国一大半的GDP输出任务。而随着东部地区用电比例的不断上升，电力电子装备增加，对电力系统平衡、调节和支撑能力形成巨大压力。电力峰谷差矛盾也日益突出，各地年最高负荷95%以上峰值负荷累计不足50小时。
这些电网电力系统集中的挑战亟需可靠的解决方案来应对，而虚拟电厂在这样背景中火热了起来。
虚拟电厂价值几何？虚拟电厂，望文生义，是个在物理世界不存在的电厂。它是一种通过能源互联网技术，把散落在用户端的充电桩、空调、储能等电力负荷整合起来并实现协调优化，以作为特殊电厂参与电网运行和电力市场的电源协调管理系统。