電力「智能管家」上線 重塑超大城市能源治理範式

作者／  IT時報記者  潘少穎

編輯／  潘少穎 

去年夏季的連續高溫，讓申城「熱度不減」，電力供應也面臨著嚴峻考驗，當上海電網負荷首次突破4000萬千瓦的重要關口，電力供應壓力也驟增。而在虛擬電廠的加持下，有效緩解了高溫季節緊張的電力供應壓力。去年夏天30多次虛擬電廠削峰實測證明，虛擬電廠已等效於一台大型火電機組，刷新調控能力的新高峰。

今年1月，上海市虛擬電廠管理中心的成立，標誌著上海虛擬電廠建設更加數字化、智能化、系統化，可以統籌推進上海虛擬電廠的資格審核、能力校核、接入管理、資源管理、運行管理、調控管理、交易支持和效果評估等全流程環節，助力上海打造全國虛擬電廠示範標杆。

虛擬電廠，能力不「虛」，通過數字化手段將分散的電力資源整合起來，統一管理和調度，保障電網運行。虛擬電廠既可以作為「電廠」向電網供電，參與電力市場交易；也可以作為「負荷」，參與需求側響應，配合電網削峰填穀。在電力充足時存儲電能，電力不充足時減少用電，將儲存的電能釋放出來，根據需求靈活調整電力輸出，提高電力系統的整體效率。

上海是目前國內區域負荷密度最高、負荷峰穀差最大的城市之一，作為靈活高效、低碳環保的能源管理方式，虛擬電廠正逐步成為解決超大城市能源問題的重要途徑。

從「一盤散沙」到「資源池」   

打通全流程全生命週期管理

上海市虛擬電廠管理中心就像一個「資源池」，實現「精準預測—智能匹配—響應發佈」的管理模式，上海市虛擬電廠管理中心副主任趙建立告訴《IT時報》記者，當電網負荷波動觸發需求響應啟動條件時，上海市電力負荷管理中心根據會商結果開展相應類型的需求響應，針對需求響應區域、指標值、響應時段等信息發佈響應邀約。

例如，當某地區的用電負荷出現波動，需要「支援」時，便會在虛擬電廠管理中心繫統上觸發響應，系統會計算出該地區所需的電量缺口，並向接入平台的其他有著「富裕」電力資源的虛擬電廠發起邀約，告訴他們何時需要供電、需要多少電，可以從中獲得多少收益。在虛擬電廠執行供電任務的過程中，系統也會實時監測供電情況，確保用電穩定。

在上海市虛擬電廠管理中心，《IT時報》記者看到，一個大屏上，各家接入管理中心繫統的虛擬電廠運營商信息實時呈現。目前，有34家運營商接入了虛擬電廠管理中心繫統，從接入到運營到監測，實現對接入主體全流程全生命週期的管理。

星星充電是首批入駐上海市虛擬電廠管理中心的運營商之一，《IT時報》記者從星星充電瞭解到，自2023年起，星星充電在上海搭建了基於大數據分析和智能算法的虛擬電廠平台，並與上海市虛擬電廠平台實現了實時數據交互與協同優化。截至2025年1月，星星充電有超過100個充電場站接入虛擬電廠平台，通過機器學習算法和負荷預測模型，精準測算響應功率，並利用實時功率調控技術動態調整場站運行狀態，年度平均響應時間達50小時，累計響應電量超過80萬度。2025年1月，星星充電獲得上海經信委頒發的「十大虛擬電廠創新示範運營商」稱號。

虛擬電廠運營商接入系統涵蓋多個流程，每個運營商的平台需與虛擬電廠運營管理平台接通，這是成為運營商的前提條件；接入後，系統會依據接入主體對應的能力等信息生成電子證書，進行統計備案；資源管理環節同樣有規範流程，各運營商提前一天上報自己的可調節能力，以綠色曲線展示。除了提前上報的信息，還有實時更新的調節能力數據，以紅色曲線呈現，可隨時查看不同運營商的可調節能力情況，依據各運營商的調節能力，合理規劃資源調用方案，將各類資源打理得井井有條，保障虛擬電廠高效、穩定運行。

趙建立介紹，管理中心主導資源庫建設，依託資質審核、統一編碼、入網測試等標準化流程，確保可調節負荷與資源的唯一性和可追溯性；運營管理平台實時監測數據可靠性，動態劃分調節優先級，分層調度資源參與市場響應，並在每次調控後基於功率、偏差率等指標評估效果，形成「監測—響應—評估—激勵」的閉環管理。

從1.0到2.0 

迭代出電力調節新模式

2016年，上海建成全國首個商業建築虛擬電廠——黃浦商業建築虛擬電廠；2024年4月29日，國網上海市電力公司基於「電網一張圖」對奉賢區麗水灣小區，開展台區級全鏈路智能化需求響應，通過V2G放電模式實現台區負荷壓降16kW，負載率下降3.2%。

對於虛擬電廠，管理中心提供了標準化接入接口和市場通道；對於用戶側，用戶通過聚合協議接入虛擬電廠，通過虛擬電廠為其量身定製響應策略，並自主選擇參與響應獲取收益。這種模式既體現了新型電力系統的技術特徵，也展現了上海在能源數字化轉型中的制度創新。

目前，接入管理中心繫統的34家虛擬電廠運營商資源特徵各不相同，主要分為六類，包括工業負荷、樓宇空調、分佈式三聯供、數據中心等，可以實現互濟。比如工業負荷，其優勢在於負荷量大，但由於生產線的特性，它更傾向於參與持續時間較長的負荷調整；樓宇空調，具備很強的負荷調整能力，在炎熱天氣下，通過技術手段適度調整空調溫度，能夠在不造成較大影響的前提下，實現有效的負荷調整；充換電設施的負荷可根據電網需求進行靈活調配，在用電低谷期進行充電，高峰時減少充電功率或向電網放電；儲能設備能夠儲存多餘電能，在需要時釋放，平衡電網負荷；分佈式三聯供系統可同時提供電力、供熱和製冷，根據不同時段的需求變化，靈活調整能源輸出……

2019年，上海市虛擬電廠運營管理平台1.0版上線，此次管理平台優化迭代到了2.0。

在趙建立看來，上海市虛擬電廠運營管理平台體系化運作水平高，已貫通電力交易、調度控制、虛擬電廠運營商等平台。此外，資源規模大，上海市聚合可調節資源最大調節容量70.43萬千瓦，居全國單一城市最大，在度冬、度夏期間實現連續多周運轉，需求響應實用化水平高。

從「常規」到「智慧」 

解鎖綠色能源轉型密碼

隨著「雙碳」目標的推進，虛擬電廠正成為上海實現綠色能源轉型的核心抓手，通過整合分散的電力資源、優化能源管理，為超大城市能源體系的低碳化、智能化提供創新解決方案。

2024年6月6日8：15，臨港地區電力碳排放因子變化處於高位，管理中心工作人員向上汽集團乘用車公司臨港基地總裝車間發出「削峰」響應邀約。上汽通過數字化工廠系統進行產線調整操作，兩條生產線緩緩停止運轉。

當天21：30，臨港地區風力發電顯著增加。上海電力大學臨港校區內的「風光儲充」一體化微電網中控室內，工作人員根據虛擬電廠「填穀」調控指令，通過智慧能源管控系統，對一套340千萬/680千瓦時的新型儲能裝置進行充電操作，將綠色的「低碳電」儲存起來留待第二天使用。

這是全國首次開展的低碳虛擬電廠精準響應實施，組織臨港新片區內虛擬電廠運營商參與需求響應，共6家虛擬電廠運營商參與申報，早晚兩次響應共減碳1.047噸，通過實時監測電力碳排因子動態變化，實現最大化消納本地清潔能源。

今年，上海市虛擬電廠管理中心錨定百萬千瓦級調節能力的目標，為實現虛擬電廠接入160萬調節能力，今夏100萬千瓦削峰負荷，重點聚合空調負荷、充換電、數據中心等新型城市資源，拓展臨港示範區、北外灘示範區等創新示範點的資源建設。

「在調控體系方面未來主要構建三重能力：第一重是AI大模型實現日前預案90%精度預測，第二重是數字孿生優化小時級資源組合，第三重是算電協同保障數據中心資源實現快速響應。」趙建立說，此外，管理中心正在進行集成算法等技術驗證，未來還計劃開展區塊鏈技術研究等，實現調節數據全鏈可追溯，建立運營商多維度KPI評價模型。

目前，虛擬電廠還面臨諸多挑戰，包括虛擬電廠參與現貨、輔助服務等市場的規則、準入條件、交易機制等不夠明確和完善；資源分散，部分用戶對將自身電力資源納入虛擬電廠存在顧慮，資源聚合與用戶參與度不足；虛擬電廠的需求響應主要集中在迎峰度夏、迎峰度冬等用電高峰期或特殊時期，平時的需求響應頻次較低，市場盈利模式單一，難以形成常態化的持續模式等。

據《IT時報》記者瞭解，上海虛擬電廠管理中心將開展市區兩級多場景調節、表後資源常態化響應、多品類開展專項驗證，培育現有單體虛擬電廠，高效提升規模化、確保精準參與響應率。通過激活分佈式資源價值、創新市場業態等新型模式，讓虛擬電廠成為重塑超大城市能源治理範式。

排版／ 季嘉穎

圖片／ 採訪對象  上海臨港  unsplash  豆包AI

來源／《IT時報》公眾號vittimes