一個案例讀懂虛擬電廠
虛擬電廠是一種可以響應電網調度指令，將分布式發電、需求側響應和儲能資源進行統一協調控制的特殊電廠，在調節電網供需平衡、促進新能源消納等方面作用顯著。隨著能源數字化轉型浪潮來襲，我國出臺多個規劃文件將虛擬電廠作為電力系統重要的技術研究和項目建設方向。車網互動作為虛擬電廠的主要模式之一，對于健全虛擬電廠生態具有重要意義。
何為車網互動
電動汽車行業的快速發展，為智能電網帶來機遇和挑戰。專家通過對北京某小區進行調研，發現大部分車主選擇在晚間下班后對電動汽車進行充電，充電高峰期集中在晚間20：00——22：00，這一時段正好為居民用電高峰期。
根據我國電力行業相關規定，一套120平米的房子，平均配電容量約為8kW，一臺電動汽車的充電功率是7kW左右，對于一個普通社區而言，每增加1輛電動汽車充電，就等于社區又增加了一戶新的居民，當眾多電動汽車都在用電高峰期進行充電時，無疑會給電網帶來巨大壓力。
為解決以上問題，我們可以通過技術手段來調整充電的時間和功率。比如說通過充電樁調節充電功率，在前半夜用電高峰期降低電動汽車充電功率，在后半夜用電低谷期增大充電功率。如此一來，既不影響用戶出行，也減輕了電網的壓力，對于車主而言在用電低谷期充電還可以享受到更低的電價。
這種結合用戶需求和充電樁、電池的物理約束，考慮用戶的充電價格，通過目標函數結合約束條件，實現用戶有序充電的技術是車網互動最常見的模式之一，也通常被稱之為車網互動。（另外兩種常見模式為雙向互動V2G、換電模式）
從車網互動看虛擬電廠
在無序充電狀態下，用戶下班回家，充電樁即插即充，充電負荷和居民用電負荷幾乎重合。而通過車網互動技術，可以在用電高峰時段進行小功率的充電，當整體的用電負荷下降之后，再提升用戶的充電功率，從而將用電高峰期時段的充電量平移至夜間用電低谷時段。
實施有序充電后居民區負荷曲線對比圖 圖源：建筑電氣雜志
據國網電動汽車服務有限公司相關專家介紹，在無序充電狀態下，同樣的小區可能只能同時支撐33個無控制的充電樁，整體的負荷情況就已經逼近100%了，在有序充電狀態下，可以同時支撐85個充電樁的充電，滿足所有用戶的充電需求，并且在這個時候峰谷差降低了30%，整體的負荷情況只是逼近80%。當1000個甚至更多有序充電的用戶聚合在一起，可以在午夜前半段顯著緩解電網壓力，在午夜后半段消納風力等清潔能源發電。
這種把每個設備作為一個底層原件，通過信息化通信網絡，把
綜上，虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術和軟件系統，實現DG（即distributed generator，分布式電源）、儲能系統、可控負荷、電動汽車等DER（即Distributed Energy Resource，分布式能源資源）的聚合和協調優化，作為一個特殊電廠參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。而電動汽車有序充放電則是虛擬電廠的重要組成部分，通過聚合具有可調性、充放電特性的電動汽車負荷資源，可以為虛擬電廠方案的進一步實施提供基礎條件。
圖源：國網上海經研院
虛擬電廠的重要作用
2022年1月29日，國家發展改革委和國家能源局發布《“十四五”現代能源體系規劃》，提出大力推進電源側儲能發展，合理配置儲能規模，改善新能源場站出力特性，支持分布式新能源合理配置儲能系統，開展工業可調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶側儲能、 新能源汽車與電網（V2G）能量互動（車網互動）等各類資源聚合的虛擬電廠示范。虛擬電廠作為智能電網和能源互聯網中重要的能源聚合形式，被稱為能源調度的管家，可以大大緩解高峰用電的緊張，起到削峰填谷，平衡電網供需的作用。
比如，在電力供應緊張時段，虛擬電廠平臺可直接調度海量分散的充電樁、空調、電動汽車等用電資源，降低用電功率。而在冬季夜間，整個電網正值負荷低谷期，卻恰恰是風電大發期。如果這個時候，虛擬電廠平臺能夠聚合各類型分布式資源，實時跟蹤電網調峰需求及調度指令，有效拉升電網低谷負荷，實現“荷隨風動、荷隨源動”，這將有效緩解由于調峰困難引起的棄風限電，實現風電的多發增發，也是對電網原有火電等調峰資源的有益補充和擴展。
隨著電力體制改革不斷深化，新型電力系統的構建強調以新能源為主體，提升光伏、風電等清潔能源的消納，能源轉型催生儲能需求和更加數字化、智能化的電力系統。虛擬電廠作為協調分布式資源參與電力交易市場和需求響應的能源數字化平臺，在產業政策和市場需求不斷加碼的現期，將發揮重要作用。