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杭州:数字之城锻造虚拟电厂标杆

作者:记者 张越月 特约撰稿 雒震 朱小炜 来源:能源评论杂志 发布时间:2026-04-17 浏览:

数字储能网讯:依托本地深厚的智能制造基础与数字经济优势,杭州虚拟电厂正发力精准调节和模式创新。更多“沉睡”的负荷资源将被悄悄唤醒,为超大城市的发展增添绿色韧性。

位于杭州萧山区的中国电信杭州大数据中心,这里是中国电信一次性投资最大的算力中心,也借助虚拟电厂成为“智慧能源单元”。

2025年9月,浙江杭州,云栖大会上观众如潮。杭州作为数字之城,其蓬勃发展的数字经济对电力稳定供应提出了更高要求。

在杭州萧山的中国电信杭州大数据中心(以下简称“杭州大数据中心”)机房内,机柜中的图形处理器(GPU)和高速网络线缆正在运转。这座“超级算力工厂”不仅是中国电信一次性投资最大的算力中心,还成了杭州的一个“智慧能源单元”。今年春节期间,它依据电网调节需求对算力任务进行优化,连续6天响应,共消纳富余绿电36.87万千瓦时。

“我们中心的设备均按照最新标准配置,具备自动调节能力,春节期间的填谷操作基本是在‘无感’状态下完成的。”该中心副总经理向记者透露。

使这种无感“响应”得以实现的,正是不久前入选2025年新型电力系统建设能力提升试点(第一批)的浙江省虚拟电厂与电网市场化供需互动项目。该项目正式启动以来,分散于杭州各地的空调、充电桩、分布式光伏等12类可调资源陆续接入平台,转变为可调节资源。

“向负荷存量要调节能力”是该虚拟电厂的特点,这与杭州近年来城市更新行动中“向存量要空间”(通过改造旧城,盘活低效用地,而非新增建设用地)的原则异曲同工。二者共同的逻辑,均基于对“最大程度挖潜”的追求。相较于新建传统电厂或改造电网所需的巨额投入和土地占用,虚拟电厂成功激活了资源存量。

2026年是杭州新一轮城市更新三年行动计划的开局之年。根据官方计划,杭州将围绕“提升城市安全韧性、构建可持续的更新模式”等目标持续奋进。依托本地的智能制造基础与数字经济优势,虚拟电厂正唤醒更多“沉睡”的负荷资源,为这座城区常住人口超过1000万的超大城市的发展注入绿色韧性。

精耕细作,打造资源聚合平台

走进国网杭州供电公司调度大厅,“源网荷储AI智慧保障平台”映入眼帘,屏幕上的每一块区域及所聚合的虚拟电厂资源皆清晰可辨。屏幕右下角,实时显示着上述资源的调节能力。3月28日10时,杭州全市虚拟电厂可调度资源约100万千瓦,其中,具备快速响应能力的规模约为40万千瓦。这100多万千瓦的资源主要来源于五个方面:储能、光伏、充电桩、空调和柴油发电。其中,储能的可调用量是最高的。

“储能是目前最为优质的调节资源,响应速度快、精度高,单体容量不大,但广泛分布在用户侧,是杭州虚拟电厂的主力。”国网杭州供电公司调控中心副主任廖培介绍。对于其他四类资源,他认为虽特性各不相同,但均具备独特的调节价值。

“精耕细作”是浙江产业的传统特质,也是近年该省高质量发展的显著标志。这种区域特性被充分融入浙江虚拟电厂的建设之中。对可调度资源的深度挖掘和精准调用,正是这一特点的生动体现。

“浙江构建了覆盖A+至D档的虚拟电厂运营商分级评价体系,以响应率作为重要衡量标准:响应率在100%~110%区间的运营商可获得A+评级。响应率指标既是技术能力的体现,也是市场化准入的关键依据。”国网杭州供电公司综合能源公司技术专家向记者表示。

在摸清资源状况的基础上,杭州虚拟电厂设立了“新型交易单元”,推动分层分级精准调用。国网杭州供电公司营销部副主任陶前程介绍,“供需型”单元以变电站为核心划定重点区域,适用于局部供电能力不足的场景,如萧山某片区出现重载时,可单独调用该单元内资源;“曲线型”单元则按行政区划分(如萧山区、余杭区),适用于跨区域调动场景。通过将新型交易单元与“电网一张图”打通,系统可快速生成精准调度方案。

为了更精确地掌握资源变化情况,虚拟电厂平台建立了动态评估机制,若两次响应间隔一个月,则按月评估资源响应能力变化;若间隔仅一周,则在一周内完成响应量评估,确保资源响应能力数据实时更新。

市场化运作是杭州虚拟电厂的特色,也是其作为全国示范的价值所在。但要打造真正成熟的市场,首先需要“盘子”足够大、主体足够多。

廖培认为,要扩大资源基数,需要寻找有增长潜力的资源,电动汽车及充电桩是其中主要的一类。众所周知,杭州电动车保有量位居全国前列,当前虚拟电厂主要聚合公共快充站,居民侧充电桩尚未纳入统计。但据国网杭州供电公司的统计,仅夜间低谷时段充电负荷就达100多万千瓦,且随着新车电动化率突破60%,还将持续扩大。加之本地拥有吉利等汽车制造企业,产业链配套完善,这也为车网互动(V2G)技术提供了落地条件,有助于虚拟电厂发展。

对于一个成熟的市场而言,活跃度也是关键指标。因此,在资源规模增长的同时,还需要借助合适的模式,实现市场参与主体的高频互动。

廖培建议,为提高虚拟电厂的活跃度,可以建立常态化高频响应机制。打造“全省市场+局部响应”的组合盈利模式,在参与全省统一调节获取基础收益的同时,叠加杭州局部高频响应形成增量收益;在政策层面,建议市级补贴力度低于全省水平,既确保资源优先保障全省大局,又通过本地化响应增强用户参与感和体验感。他认为,相比单纯参与覆盖范围更广的全省市场,高频次的局部互动能让企业获得感更强,显著提升用户黏性,从而激发其持续参与的热情。

快上快下,支撑秒级响应

杭州是典型的用能大市、资源小市。本地无煤无气,可调度基荷电源几乎为零,一旦气温突破临界点,占比已达50%的空调负荷便快速攀升,电网负荷曲线随之陡峭。这种供需错配的结构性矛盾,在冬夏两季尤为突出。2025年7月中旬,连续两轮的高温天气,使杭州电网负荷攀升至2255万千瓦,整个夏季在2000万千瓦以上高位运行长达59天。

“夏季本就是调度最紧张的时段,这几年气候变化导致负荷变化太快、波动太剧烈。我们除了实时平衡与压力监测,还依靠系统和人工智能手段辅助调度员处理复杂情况。”廖培感受到的压力最为直接。

与传统工业城市不同,杭州缺乏大型工业负荷作为负荷“压舱石”,空调负荷占比过高且波动剧烈,传统需求响应难以精准匹配。虚拟电厂这种“无烟电厂”因此被寄予厚望,但目前,其仅能作为辅助手段,要真正成为“压舱石”,还必须具备秒级响应的“快上快下”能力。

在国网杭州供电公司虚拟电厂业务负责人陶前程看来,多数存量资源具备调节潜力,但若未完成智能化改造,则只能实现“人工约定响应”,无法达到“自动质量控制”要求。

目前,各类资源的智能化改造进度不一。空调数年前已制定全省统一技术方案;光伏采集装置已实现标准化;储能正在开展“智控”试点,已完成55户验证;充电桩因设备型号不一、调控功能参差不齐,尚待规范。

陶前程认为,除了技术优化,成本分担的现实问题也需要被关注。目前,浙江正推广“智慧能源单元”,并将其部署于用户侧终端,充当虚拟电厂的“边缘控制节点”。但初步测算显示,若全省推广,投入成本巨大,回本周期可能长达十余年。

如何在可控成本内完成改造?陶前程和团队提出可采用“即插即用”式柔性负荷控制设备。这种设备具有轻量化、小型化的特点,采用感应式电流采集、电压监测等技术,无需停电作业及大规模线路改造,15分钟内即可完成安装。其成本极低,用户回本周期短,易形成扩散效应。

“轻量化的关键,在于仅对终端设备进行最小化智能改造。”陶前程解释道,传统调控装置需将部分控制权转移至电网侧,而轻量化方案可降低用户对控制权让渡的心理门槛。不过,实现这一目标需要材料科学和芯片技术的进步。这方面全国尚无统一标准,但这是未来值得探索的方向。

平战结合,为超大城市“看不见的电厂”打样

今年年初,浙江省委明确,要深入实施绿色低碳发展和能源保供稳价工程,协同推进绿色电源、坚强安全运行电网和以科技创新支撑的新型储能体系建设;到2030年,基本建成浙江特色新型能源体系。

“绿、保、稳”是浙江新型能源体系的主要特征,其内涵为“确保能源结构更绿、保供能力更强、能源利用效率更高”。国网杭州供电公司发展部副主任商佳宜告诉记者,杭州供电公司推进新型能源体系建设正是在上述框架下展开的,既要发挥电网产业单位(如综合能源公司)的技术优势,提供平台建设、能量管理等技术支撑,又要打通能源、电力与“双碳”经济的关联,实现多要素协同,还要联动政策、市场、机制,形成推进合力。

在这一框架下,虚拟电厂作为连接政策目标与市场机制的关键平台,遵循“平战结合”的运行机制,在“支撑安全保供”和“促进节能降碳”两大维度同时发力。

陶前程表示,促进绿色转型与节能降碳,对应的是“平时”运行。此时,虚拟电厂参与电力现货、辅助服务等多类型市场调节,为分布式光伏、用户侧储能等资源提供常态化的价值变现渠道。“当工商业用户看到储能设施的投资回本周期从七八年缩短至四五年,甚至能通过峰谷价差和辅助服务获得额外收益时,他们安装光伏、储能的积极性将显著提升,从而加速城市能源结构的绿色转型。”他说。

“支撑安全保供”则对应“战时”。在迎峰度夏、迎峰度冬等电力供需紧张时期,虚拟电厂将发挥负荷动态调节与需求响应功能。“它通过精准削减或转移可中断负荷,保障电网平稳度过高峰,确保不发生拉闸限电等影响民生的情况。”商佳宜说。

既要通过市场机制带动用户资源盈利,又要承担全市电力系统安全管理责任的定位,这使其与社会上纯商业性的第三方虚拟电厂形成了本质区别。“我们不仅关注单个项目的投资回报率,更关注整个城市电力系统的韧性提升。”陶前程说。

他认为,这一模式之所以具有推广价值,源于杭州面临的能源结构挑战在全国大城市中具有普遍性。除少数拥有海风、核电等禀赋资源的城市外,我国绝大多数超大城市、特大城市、省会城市都面临“本地无大电源、外来电占比高”的结构性约束。随着城市电气化水平提升和极端天气频发,电网峰谷差持续拉大,单纯依靠增加外来受电通道或新建本地煤电,既受土地资源限制,也与“双碳”目标相悖。

“杭州对虚拟电厂的探索,其实是在资源约束条件下,通过数字化手段重构电力供需关系。这对解决超大城市安全保供与低碳转型的协同难题具有重要借鉴意义。”陶前程说。

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