撰文

李贤焕

编辑

董雨晴

电力危机是如何爆发的？

即便是已经进入信息化时代，用电难题却依旧可以难倒很多人。

年2月，美国德州遭遇数十年来最冷天气，依赖电力取暖的德州人把当地的电力需求量拉到了历史最高位，但极端寒潮却偏偏让当地发电设施大幅减产。

供需两端夹击之下，当地市场化主导的电价一度上涨超过百倍，监管机构也出手对不同地方进行大范围轮流限电。

当时华尔街日报发表了评论文章“ADeepGreenFreeze“，指出德州电荒彰显出减少天然气和煤炭是愚蠢行为。对风能和太阳能的依赖，让电网正变得越来越不可靠，尤其是在寒潮之下风能和太阳能提供的电力会大幅减少。

在世界上任何一个角落，电力需求都不会是恒定的，比如白天多夜间少，考虑到开空调的情况，夏天多，冬天少。更精确地说，想要维持电力系统正常运行，保持频率、电压稳定，在无法大量储存电力的情况下，就是保持发电量跟随用电需求，做到用多少就发多少。

但风与日照忽大忽小，不仅有季节变化，每天的变化都难以控制。在这点上，火电是最灵活可控的，不管是烧煤还是天然气，火电机组都能一定程度调整自身的发电量。

从年开始的十年时间里，德州风力发电的份额增加了两倍，占到当地日常发电量约25%，而在最严重寒潮来袭的前一周，风电占了当地发电量的42%，而寒潮当中风电大幅减产造成了“电灾”。

图/视觉中国

虽然文章的矛头指向了“减少化石能源使用”，认为煤炭、天然气的重要性需要被重视。但也显示出，发电环节的不稳定将带来灾难。

再生能源比例较低的时候，火电发力可以负责解决这种波动和不确定性：风光发电少了，火电就多发电。风光发电多，火电就少发电。

不过，在“碳中和”目标下，风电和光电正在越来越多地进入新一代电力系统，发电波动性问题日益凸显。

还有需求端的挑战。

发电环节不一定能满足所有用电高峰期需求。当负载接近极限，常见做法就是通过限电强行降低用电需求，防止电压下降导致更严重的大面积停电甚至设备损坏。

为了让这种棘手的局面得到更好的解决，虚拟电厂供应“弹性电力”，成为其中最环保、经济的方案。

共享经济范畴内，Uber、Airbnb等公司的重点是在于对闲置资源剩余价值的再利用，提高资源的复用率。虚拟电厂也是通过信息化协调，将资源高效优化利用。

在定义上，虚拟电厂是一套能源管理系统，把分布式电源、储能、电动汽车等多种可调节资源有机结合，通过通信技术与控制技术，对可调节资源进行调控和优化。

所谓虚拟，意味着不是一个真实的电厂，而是通过协调发电资源、调整部分用电需求实现电网的平衡。减少高峰期用电和增加电力弹性起到和电厂发电一致的效果。

国家电网此前曾测算过：火电厂如果要实现电力系统的“削峰填谷”（即降低负荷高峰、填补负荷低谷），满足5％的峰值负荷，需投资亿；但通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节的总投资仅需-亿元——是前者的1/8。

虚拟电厂，热度升温

科技公司早就盯上了这一领域。

最早入局的又是马斯克，年时，特斯拉推出了家用储能产品PowerWall——一个可充电的家用电池系统。

今年7月，特斯拉宣布与太平洋燃气与电力公司（PGE）在加州合作开展虚拟电厂项目，将家庭储能产品Powerwall的用户网络，变成一个庞大的“分布式发电厂”。

在屋顶上不断接收太阳光的光伏板和Powerwall，组成了小型发电储电系统，PG＆E将管理电力负荷的活动，在用电低谷时可以统一减少用电量，在出现高电力需求时，则利用回收上来的多余电量供电。

这个虚拟的电网把用户端充电桩、储能和家用电器等电力负荷纳入控制，让普通用户也参与到电力市场，在不影响用电设备正常工作的情况下，实现精准供电平衡。

在特斯拉的

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