深度解析:“看不见的电厂” 如何顶住夏季用电高峰 —— 新型电力调节体系的崛起

在全球气候变暖导致极端高温天气频发、用电需求持续攀升的背景下,中国夏季用电高峰的保供压力逐年加大。2025 年夏季,全国最高用电负荷突破 14 亿千瓦,同比增长 8%,部分地区(如长三角、珠三角)甚至出现短时供电紧张预警。然而,与往年不同的是,今年支撑电网平稳度过高峰的核心力量,除了传统火电、水电等可见电源,还有被称为 “看不见的电厂” 的新型电力调节资源 —— 包括虚拟电厂、需求响应聚合平台、分布式储能、用户侧柔性负荷等。这些资源通过数字化技术整合分散的电力调节能力,在不新增传统发电装机的前提下,实现了电力供需的精准匹配,成为夏季保供的 “隐形支柱”。从行业视角来看,“看不见的电厂” 的崛起,不仅是应对短期用电高峰的应急手段,更是中国电力系统从 “源随荷动” 向 “源网荷储协同” 转型的关键标志,将深刻重塑未来电力市场的格局。

一、“看不见的电厂”:内涵、类型与核心价值

“看不见的电厂” 并非传统意义上的实体发电设施,而是通过数字化技术聚合、调控分散电力资源,形成具备 “发电等效调节能力” 的虚拟电力系统。其核心价值在于通过 “削峰填谷” 优化电力供需平衡,提升电网运行效率,降低传统发电设施的投资与碳排放压力。

(一)核心类型:四类资源构成调节主力

当前,“看不见的电厂” 主要由四类资源构成,每类资源通过不同机制参与电力调节:

  1. 虚拟电厂(VPP):通过数字化平台聚合分布式电源(如分布式光伏、小型风电)、储能设备(如用户侧储能、电动汽车充电桩)与可控负荷(如工业制冷、商业空调),形成统一调度的虚拟发电单元。2025 年夏季,全国已投运虚拟电厂超 200 个,总调节容量达 3000 万千瓦,相当于 30 座百万千瓦级火电厂的调节能力。例如,上海虚拟电厂平台在夏季高峰时段,通过聚合 20 万户工商业用户的空调负荷与 500 座分布式光伏电站,单次可实现负荷削减 200 万千瓦,持续时长超 4 小时,有效缓解了电网供电压力。

  1. 需求响应聚合平台:以市场化机制引导用户调整用电行为,在用电高峰时段减少或转移负荷,在低谷时段增加用电,实现 “削峰填谷”。2025 年夏季,全国参与需求响应的用户超 100 万户,其中工商业用户占比 85%,可调节负荷总量达 5000 万千瓦。广东需求响应平台通过 “峰谷电价差 + 补贴激励” 模式,吸引 1.2 万家工业企业在高峰时段关停非核心生产设备,单次响应可削减负荷 350 万千瓦,响应率达 92%,远超 2020 年 65% 的平均水平。

  1. 分布式储能:部署于用户侧(如工业园区、商业综合体、居民社区)的储能设备,在用电低谷时段充电,高峰时段放电,既满足用户自身用电需求,又向电网反哺电力。2025 年夏季,全国用户侧分布式储能装机量达 1500 万千瓦时,高峰时段单日放电量超 800 万千瓦时,相当于减少 4 座百万千瓦级火电厂的瞬时发电压力。例如,苏州工业园区部署的 20 万千瓦时分布式储能集群,在夏季午后用电高峰时段,每小时可向电网放电 15 万千瓦时,为园区内 300 家企业提供电力补充,同时降低电网负荷波动。

  1. 用户侧柔性负荷:具备灵活调节能力的用电设备(如智能空调、工业电机、电动汽车),通过智能控制系统实现用电时段与功率的动态调整。2025 年夏季,全国可调节柔性负荷总量达 8000 万千瓦,其中电动汽车有序充电贡献了 30% 的调节能力。北京电动汽车有序充电平台在夏季高峰时段,通过引导 10 万辆电动汽车延迟充电(从 14:00-18:00 调整至 22:00 - 次日 6:00),单次可减少电网负荷 150 万千瓦,同时为用户节省充电费用 15%-20%。

(二)核心价值:三重效益破解保供难题

“看不见的电厂” 的价值不仅体现在短期保供,更在经济、环保、电网安全三个维度形成长期效益:

  • 经济效益:避免传统发电设施的过度投资。据测算,每 100 万千瓦 “看不见的电厂” 调节容量,可减少约 50 亿元的火电厂建设投资,同时降低电网输电线路的扩容成本。2025 年夏季,“看不见的电厂” 累计减少用电缺口约 1200 万千瓦,相当于减少 2 座百万千瓦级火电厂的临时投产需求,节省投资超 100 亿元。

  • 环保效益:降低碳排放与能源消耗。“看不见的电厂” 通过优化用电结构,减少高峰时段火电的启停与满负荷运行,2025 年夏季累计减少标煤消耗超 500 万吨,降低二氧化碳排放超 1300 万吨,相当于种植 7.2 亿棵树的环保效益。

  • 电网安全效益:提升电网灵活性与抗风险能力。极端高温天气下,传统火电易出现机组故障,而 “看不见的电厂” 通过分散调节能力,可快速响应电网负荷波动。2025 年 7 月,长三角地区因极端高温导致 2 台百万千瓦级火电机组临时停机,“看不见的电厂” 在 1 小时内快速调用 80 万千瓦调节容量,填补供电缺口,避免了局部停电事故。

二、“看不见的电厂” 顶住夏季高峰:技术、机制与实践案例

“看不见的电厂” 能够在夏季用电高峰中发挥关键作用,并非偶然,而是技术突破、机制创新与实践落地三者协同的结果。

(一)技术突破:数字化与智能化构建调节基础

“看不见的电厂” 的核心技术支撑在于 “数字化聚合” 与 “智能化调度”:

  • 数字孪生技术:构建电网、用户、设备的数字孪生模型,实现电力供需的实时模拟与预测。国家电网数字孪生平台可实时监测全国 200 个虚拟电厂、5000 万个用户侧用电设备的运行状态,预测精度达 95% 以上,为调度决策提供精准依据。

  • 边缘计算与 5G 通信:实现分散设备的实时控制。用户侧智能设备通过 5G 边缘计算节点,可在 100 毫秒内响应调度指令,远高于传统电网 1-2 秒的响应速度。例如,深圳虚拟电厂的边缘计算节点,可同时控制 10 万台空调的温度设定(±1℃调整),实现负荷的精细化调节。

  • AI 算法优化:动态优化调度策略。基于机器学习的调度算法,可根据天气、电价、用户需求等多维度数据,自动生成最优调节方案。浙江需求响应平台的 AI 算法,可精准预测次日用电高峰时段(误差≤1 小时),并自动匹配最优响应用户群体,响应准确率达 90%,较人工调度提升 30% 效率。

(二)机制创新:市场化与政策协同激发参与动力

“看不见的电厂” 的规模化应用,离不开市场化机制与政策支持的双重驱动:

  • 市场化交易机制:建立 “调节服务市场”,让 “看不见的电厂” 通过提供调节服务获得收益。2025 年,全国已有 15 个省份推出电力辅助服务市场,虚拟电厂、需求响应聚合商可通过参与 “削峰服务”“调频服务” 获得收益。例如,江苏电力辅助服务市场中,虚拟电厂每提供 1 万千瓦时的削峰服务,可获得 1500 元收益,单个虚拟电厂夏季高峰时段最高月收益超 1000 万元。

  • 价格激励政策:通过峰谷电价、尖峰电价拉大价格差,引导用户主动参与调节。2025 年夏季,全国 29 个省份实施尖峰电价政策,尖峰时段(通常为 14:00-18:00)电价较平段电价上浮 50%-100%,部分地区(如广东、浙江)上浮达 200%。价格差的扩大,使工商业用户参与需求响应的收益提升 3-5 倍,参与积极性显著提高。

  • 政策补贴与试点支持:国家与地方通过补贴推动 “看不见的电厂” 建设。2025 年,国家发改委对虚拟电厂、分布式储能项目给予 30% 的投资补贴;地方层面,上海、深圳等城市对参与需求响应的用户额外给予每千瓦时 0.3 元的补贴,进一步降低用户参与成本。

(三)实践案例:三大区域的差异化应用

不同地区根据自身电力供需特点,探索出 “看不见的电厂” 的差异化应用模式,为全国推广提供了经验:

  1. 长三角地区:虚拟电厂 + 大电网协同。长三角地区用电负荷密度高、工商业用户集中,通过构建 “省级虚拟电厂平台 + 区域电网调度中心” 协同机制,实现调节资源的统一调度。2025 年夏季,长三角虚拟电厂平台累计聚合 5000 家工业企业、100 万户居民用户的调节资源,总调节容量达 800 万千瓦,在 7 月 15 日用电高峰时段,单次调用 600 万千瓦调节容量,将电网最高负荷控制在区域供电能力范围内,避免了拉闸限电。

  1. 珠三角地区:需求响应 + 市场化交易。珠三角地区电力市场成熟,通过 “需求响应市场化交易” 模式,吸引大量商业与工业用户参与。2025 年夏季,珠三角需求响应交易平台累计成交调节服务 1200 万千瓦时,参与用户超 2 万家,其中商业用户(如商场、酒店)占比 60%,通过调整空调、照明负荷,实现高峰时段负荷削减 250 万千瓦,同时用户通过交易获得收益超 5000 万元。

  1. 西北地区:分布式储能 + 新能源消纳。西北地区新能源(风电、光伏)装机量大,但出力波动大,“看不见的电厂” 主要用于新能源消纳与电网调峰。2025 年夏季,甘肃、新疆等地部署的 100 万千瓦时分布式储能集群,在白天光伏大发时段充电,晚间用电高峰时段放电,既解决了光伏弃电问题(弃光率从 10% 降至 3%),又为电网提供了调峰能力,单次放电可满足 50 万户居民的高峰用电需求。

三、当前挑战与未来趋势:“看不见的电厂” 的升级路径

尽管 “看不见的电厂” 在夏季保供中表现突出,但仍面临 “技术标准不统一、市场化机制不完善、用户参与度不足” 等挑战,未来需通过技术升级、机制优化、生态构建实现高质量发展。

(一)当前挑战:制约规模化发展的三大瓶颈

  1. 技术标准不统一:不同企业的虚拟电厂平台、储能设备、智能控制终端缺乏统一接口与通信协议,导致资源难以跨区域、跨平台整合。例如,某省 A 企业的虚拟电厂平台无法接入邻省 B 企业的储能设备,形成 “数据孤岛”,降低了调节资源的利用效率。

  1. 市场化机制不健全:部分地区电力辅助服务市场覆盖范围有限,“看不见的电厂” 的收益来源单一,主要依赖政府补贴,缺乏长期可持续性。例如,中西部部分省份尚未推出需求响应市场化交易,用户参与仅能获得少量补贴,积极性不足。

  1. 用户参与度不均:当前参与 “看不见的电厂” 的用户以工商业为主(占比 85%),居民用户参与度不足 15%。居民用户因调节容量小、分散度高,且缺乏便捷的参与渠道,成为 “看不见的电厂” 规模化发展的短板。

(二)未来趋势:三大方向推动 “看不见的电厂” 升级

  1. 技术融合:从 “单一调节” 到 “多能互补”。未来,“看不见的电厂” 将融合电、热、冷、气等多能源调节能力,构建 “综合能源虚拟电厂”。例如,通过整合分布式光伏、燃气壁挂炉、储能、电动汽车,实现电 - 热 - 冷的协同调节,提升整体能源利用效率。预计 2030 年,综合能源虚拟电厂将占 “看不见的电厂” 总调节容量的 40% 以上。

  1. 机制完善:从 “政策驱动” 到 “市场主导”。随着电力市场改革深化,“看不见的电厂” 将纳入更广泛的市场化交易,收益来源从 “辅助服务” 拓展至 “电能量交易”“容量交易”“碳交易”。例如,虚拟电厂可通过参与碳交易,将减少的碳排放转化为额外收益,进一步提升经济性。预计 2028 年,市场化收益将占 “看不见的电厂” 总收益的 70% 以上,政府补贴占比降至 30% 以下。

  1. 生态扩大:从 “工商业为主” 到 “全民参与”。通过 “智慧家居 + 便捷参与平台”,吸引居民用户广泛参与。例如,居民可通过手机 APP 一键授权家中智能空调、热水器参与需求响应,调节过程中无需手动操作,同时获得电费减免或现金补贴。预计 2030 年,居民用户贡献的调节容量将占 “看不见的电厂” 总容量的 30%,形成 “全民参与” 的电力调节生态。

四、产业机遇与资本布局:新能源与低碳转型的协同

“看不见的电厂” 作为新能源与低碳产业的重要组成部分,其发展与新能源消纳、电网升级、低碳转型深度协同,为产业资本提供了广阔的布局空间。从资本视角来看,未来投资将聚焦 “技术研发(如数字孪生、AI 调度算法)、平台建设(如虚拟电厂运营平台)、设备制造(如智能储能、柔性负荷控制终端)” 三大领域,而企业若能掌握新能源与低碳产业的资本运作逻辑,将更高效地把握机遇。

对于希望在新能源、低碳产业、电力系统升级领域实现资本布局与产业创新的企业而言,系统的专业知识与资本运作能力至关重要。若企业希望深入了解新能源产业趋势、低碳技术应用、资本运作策略,可关注新能源与低碳绿色产业资本运作与投资并购高级研修班(课程链接:https://www.bjs.org.cn/c/16516.html )。该课程由新能源领域专家、低碳技术顾问、资本运作专家联合授课,涵盖新能源产业政策解读、低碳技术创新、电力系统转型、资本运作实务等核心内容,结合 “看不见的电厂”、虚拟电厂、分布式储能等实战案例,帮助企业管理者精准把握产业机遇,制定科学的资本战略与产业布局,在新能源与低碳转型浪潮中实现可持续发展。

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