位于上海市中心的徐家汇气象站，自1872年建成后一直承担着上海市的气象观测任务。8月1日至11日，徐家汇站测得的当日最高气温均超过37摄氏度，这刷新了该站建站以来连续酷暑日的最长纪录。
持续高温下，上海电网的最高负荷节节攀升，8月2日，上海电网负荷最高达到4030.2万千瓦，首次突破4000万千瓦。为了应对不断增加的负荷，国网上海市电力公司在今年迎峰度夏期间组织了25次虚拟电厂削峰实测调用。在8月7日组织的快速削峰能力的验证中，全市虚拟电厂贡献的最大响应负荷达到70.43万千瓦，创下了调控能力的新纪录。
上海的能源需求量大，用户侧资源丰富。从2023年开始，上海市着手发展虚拟电厂，聚合灵活资源参与需求响应，在电力需求高峰时段减少负荷，或在低谷时段增加负荷，协助电网实现供需平衡。
上海市发展和改革委员会副主任朱明林认为，上海这样一个用能总量大、对外依存度高的超大型城市，更加需要发展虚拟电厂来“聚沙成塔”，有效破解资源瓶颈和保供调峰矛盾，有力支撑城市能源安全低碳转型。
除了保证本地电力系统安全运行，虚拟电厂还将是全国统一电力市场的重要参与者。在8月初举行的2024虚拟电厂（上海）高峰论坛上，多位业内人士指出，借助技术手段、价格机制和商业模式，上海的虚拟电厂将有望参与到辅助服务、现货等更多市场，发挥优化电力资源配置、促进可再生能源消纳的作用，并为用户提供增值服务。
打通链路，参与需求侧响应
一个虚拟电厂通常有三层架构：电网、聚合商和用户。电网对虚拟电厂的响应进行调度指令，确保虚拟电厂合规、安全地接入电力系统；聚合商扮演电网和用户之间的中介角色，负责聚合和协调资源，并将调度指令转化为操作指令，传达给用户；用户是虚拟电厂“金字塔”的塔底，通过与聚合商平台进行实时数据交互，并根据聚合商的指令调整自身的发电或用电行为，参与辅助服务市场。
国网上海综合能源公司是目前上海最大的聚合商。该公司虚拟电厂运行处专责林维莉向记者介绍，上海虚拟电厂的用户资源包括充换电设施、用户侧储能、工业用户、楼宇空调、分布式三联供和数据中心。其中，空调、储能、充换电资源是参与峰谷调节的主力。
国网上海市电力公司电力调度控制中心副主任朱靖恺以7月9日开展的夏季高峰日内顶峰调用为例指出，从调用效果来看，能源站、储能类资源调控能力较强；楼宇空调资源存在季节性差异，夏季调控效果更为明显；工业类资源体量大，可以发挥压舱石作用；充电行业对响应价格的敏感度高，在竞量竞价或参与响应时也更为积极。
对于用户来说，虚拟电厂“盘活”了闲置资源，也带来了额外收益。
科思创（上海）投资有限公司位于上海化学工业区，从2023年12月开始，这家公司通过优化液氯生产计划，总共参与了5次虚拟电厂的资源调用。科思创（上海）投资有限公司采购经理潘汀表示，液氯储罐液位的上升和下降其实就是能源的充放，不仅是液氯，很多化工工艺过程中液体储罐配合可调节生产装置，都可被视作储能电池。
蔚来汽车也借助车网互动（V2G）充电桩配合了虚拟电厂的调度。在8月20日举办的“Power UP 2024蔚来加电日”上，蔚来汽车电源管理副总裁沈斐表示，今年夏季，蔚来有126座换电站参与了上海电网的调峰调频，减少了6万多千瓦时的高峰用电负荷。根据他的测算，借助V2G充电桩，用户一年最多可从虚拟电厂中获得1万元的收益。
除了在本地电力市场参与“削峰填谷”，上海虚拟电厂也开始参与地区的电力余缺互济。7月23日，上海9家虚拟电厂参与“上海—安徽”互济交易，最大响应负荷为2.02万千瓦。国家能源局华东监管局市场处处长魏萍对此指出，这是首次通过市场机制实现富余需求侧资源的跨省互济交易。
上海市虚拟电厂聚合商之一、上海闸电东海电力工程有限公司副厂长黄志坚认为，需要进一步把链路打通，这样聚合起来的资源会更丰富，虚拟电厂也能形成多元化产品，用户将不仅扮演负荷的角色，而是能够真正成为能源“产消者”。
扩大规模，实现“常态化调用”
谈及上海虚拟电厂下一步发展目标时，很多人都提到了“常态化调用”。
黄志坚认为，常态化调用将帮助虚拟电厂实现规范化、规模化和市场化发展。聚合起来的资源会更丰富，就像一个真正的“电厂”一样，参与到传统电力批发侧的市场交易中。
对于如何参与电力市场交易，国网上海能源互联网研究院有限公司先进能源技术中心副主任左娟认为，虚拟电厂能够作为新兴市场主体，参与电力中长期交易以及调频等辅助服务交易。同时，可适时参与电力现货市场的日前、日内、实时等多时间尺度的竞价交易。
上海是全国第二批参与现货市场的省市之一，国网上海电力公司从2019年起着手研究现货市场规则，2022年建立了现货系统，至今已经进行了5次模拟试运行。当前，上海处于结算试运行前的阶段。上海电力交易中心有限公司技术部主任余涛认为，上海虚拟电厂的发展潜力很大，目前评估可调出来的能力大约为400万千瓦。如果能够参与现货市场，虚拟电厂可以生发更多应用场景和收益点。
参与传统电力批发侧市场，势必对虚拟电厂的技术水平提出更高的要求。华为数字能源技术有限公司数字能源低碳城市业务总经理童永智认为，和参与需求响应相比，电力中长期和现货市场的交易频次更频繁、决策逻辑更复杂、对调节精度的需求更高、对调节能力的要求也更强。
目前，依托“虚拟电厂”国家重点研发计划项目，上海市虚拟电厂的市场运营模式得以持续优化。清华大学康重庆教授及其项目组，就在上海探索了特大城市电网中虚拟电厂的扁平化运营模式。他表示，扁平化是指管控层级得以优化精炼，层级少看上去似乎带来了调控方式的简化，但实际上为虚拟电厂的协同运营带来了更大的挑战。康重庆认为，这也恰恰是推动虚拟电厂常态化运营的基础条件，设计一个便捷且高效的市场运营框架，才能使聚合商直接参与到电力市场的多元交易品种中，继而提供不同时序下的调节服务。得益于此，可预见新型市场主体和交易量将会大幅增加。为适应这一变化，交易平台需要考虑优化或调整出清方式和算法，以满足虚拟电厂的规模化、常态化运营。
对于运营商而言，实现精准调控是虚拟电厂成功参与电力市场的关键。
林维莉认为，为了满足现货市场的技术要求，运营商需要对每个时点上用户的具体能力有非常精准的把握。“对于六种不同类型的用户资源，需要根据它们的参与积极性、出力效率和程度进行标签化管理。每个用户可以带有多个标签，通过将这些标签和评级结合，我们可以更精准地判断用户在响应中的表现。”她说，深化评级和类型细分的管理实践，将进一步提升虚拟电厂的运营效率和市场响应能力。
吸引多元用户，开发多种模式
7月10日，上海市发展改革委发布了《上海市虚拟电厂高质量发展工作方案》，提出“2024年和2025年全市虚拟电厂调节能力分别达到80万和100万千瓦。‘十五五’期间，具备年度最大负荷5%左右的稳定调节能力，成为电力保供和峰谷调节的重要支撑”等目标。
上海市电力行业协会会长、国网上海市电力公司董事长、党委书记梁旭认为，上海需要积极拓展资源，提升聚合调节能力，完善体系机制，保障规范化发展，立足超大城市，加强市场培育。
形成一个市场，不仅需要吸引更多用户，也需要开发更丰富的商业模式。在目前的六类用户资源中，数据中心被认为仍有潜力可以挖掘。根据设计规范，几乎所有的数据中心都需要配备发电机作为备用电源，以保证在主电源失效时能够持续运行。如果在每月对发电机进行校验时，通过合理规划和调度，将这些发电机作为虚拟电厂的一部分进行调用，根据上海闸电东海电力工程有限公司的统计，以上海的100多家数据中心计算，发电能力可以达到约200万千瓦。
氢能大巴充电设施则被认为是另一类可挖掘的本地资源。潘汀以上海化工区氢能班车为例建议，氢能大巴通过V2G技术与电网互联，不仅能有效平衡电网供需，而且具有匹配高峰负荷、快速加注和长时运行等优势。通过调整氢能班车的运行时间以匹配早高峰期间的电力负荷需求，可以将其作为虚拟电厂的一部分，进而参与电力市场。同时，化工区的氢气价格优势进一步提高了这一模式的商业潜力，为寻找可行的商业模式提供了更大的可能。
他同时建议，在技术问题都解决的前提下，需要尽快形成虚拟电厂资源的价格发现机制。他认为，以快速响应为方向，简化基线设定，企业可以借此建立长期稳定的市场机制。同时，需要保证一定保底的调用量，便于企业根据该机制制定响应策略。
康重庆认为，除了参与调峰，虚拟电厂也可以通过参与调频等其他辅助服务，获得更好的综合收益。“新型电力系统中，新能源带来的快速短时调节需求愈发显著。相比能量响应，频率响应能力要求非常高。虚拟电厂的快速调节服务，不但拓展了其本身的盈利途径，也丰富了电力系统的调节手段。”他说。
原标题：上海：借力“虚拟电厂” 守护城市灯火
