能源變革是城市發展的必然選擇。在能源需求量大和能耗密度大的上海，泛在電力物聯網和城市能源互聯網示范建設正在試點開展，通過構建堅強的城市能源互聯基礎設施、實施多種能源高效轉換、升級城市公共設施功能系統等措施，上海能源消費不斷升級，能源利用效率大幅提升，市民用電更舒心。如今，新的用能場景正在重構上海的能源生態，一棟樓、一輛車、一個社區……每個用能主體都變得“聰明”起來。
有了虛擬電廠，一棟樓也能成為一個“發電廠”
12月5日9時~11時，上海一批特殊的“電廠”將準時“發電”，這是它們今年第六次參與虛擬電廠綜合響應。今夏用電高峰時期，這些不燒煤、不燒氣、看不見廠房的“電廠”曾經釋放出11萬千瓦的電能，為緩解上海地區的用電緊張局面作出了貢獻。
創興金融中心就是其中之一。這座距離外灘僅2公里的辦公大樓，如何由耗電大戶變成了“電廠”呢？
8月9日12時，創興金融中心的能源控制系統大屏幕上閃出一條指令：“請調整適當的用電設備運行模式。”此后，無須人工操作，大樓自動關閉了冷水機組、冷凍泵等設備，大樓的用電負荷在兩個小時內下降了653千瓦。
這一天，包括創興金融中心在內的137棟商業樓宇、608家工業客戶，以及10臺充電樁，共755個用電客戶參與了上海市迎峰度夏虛擬電廠全域綜合響應行動。在不影響人體舒適度的情況下，調節空調溫度、風機轉速、送風量；在不影響大樓安全的情況下，調節電梯的運行方式；將充電樁的充電模式由快充變成慢充……
這些閑散的電能被集中起來做什么？眾所周知，在電力系統中，發電和用電幾乎是同時完成的。但由于用電需求隨時變化，白天用電多，夜晚用電少；夏天用電多，冬天用電少，這就要求電廠高峰期多發電、低谷期少發電，以保障供需平衡。但若一味通過擴建電廠來滿足尖峰時段的用電需求，便會在用電低谷期產生巨大的浪費。在繁華的大城市，用能峰谷差尤為明顯：2018年，上海電網用電負荷最大峰谷差約1190萬千瓦，調峰矛盾凸顯。
如何讓城市用能更高效、更經濟，成為上海能源變革的一大訴求。具備能源供需友好互動功能的虛擬電廠應運而生。
虛擬電廠并不真正發電，它是一套控制與優化系統，可以將多種用電設備、各個火電機組，甚至是電動汽車、風電場、光伏板、儲能設備等聚合起來，基于先進的控制、計量、通信等技術，實現發電和用電自我調節，一起合力完成削峰填谷的調節任務。
虛擬電廠的每次運行，都要經過周密組織。在國網上海電力需求側管理中心的虛擬電廠運行管理與監控平臺上，每隔幾分鐘，客戶的發電數據會自動上傳。需求側響應中心負責人鄭慶榮介紹說，該平臺具備虛擬電廠注冊管理、精準負荷預測、發電任務調度執行、發電效果考核、發電能力實時上報、運行效果輔助決策等功能，“簡單說，它是虛擬電廠的大腦，可以將碎片化的負荷進行重組，從而打造出全新的電力負荷調度模式。”鄭慶榮說。
與“最強大腦”協同工作的，還有成千上萬個神經末端。虛擬電廠運行管理與監控平臺上連接著2.85萬個10千伏以上用電客戶的負荷管理終端，這些終端連著數以千萬計的智能計量監測裝置，這些裝置能響應“大腦”的指令，在同一時刻按照預設方案“發電”。
“安裝在客戶側的智能計量監測裝置可以24小時記錄大樓的照明、空調、電梯等設備的能耗，并回傳到監測平臺上。”負責運維黃浦區商業樓宇能耗在線監測平臺的上海騰天節能公司副總經理張皓告訴筆者，目前，在上海商務樓宇最為集中的黃浦區，已有258棟樓宇實現了能耗在線監測，僅創興金融中心一家樓宇就鋪設了近百塊智能電表，年監測用電量780萬千瓦時。
上海虛擬電廠的潛力巨大。上海有近3000棟商業樓宇，如果將這些樓宇的可調節電能集中起來，相當于新建了一臺100萬千瓦容量的火電機組。用這樣一個看不見的超級電廠參與電力調度和市場交易，相當于節省發輸變電建設投資110億元，減少占地2000公頃。“既能減少電源建設，得到一個穩定、可控的大電廠，又為人們創造了良好、舒適的生活環境，可以說實現了雙贏。”鄭慶榮說。
實惠還不止這些，“發電”的樓宇也能得到不錯的收益。
8月9日，創興金融中心的業主點擊微信公眾號“智慧能源在線”，手機屏幕上，當日大樓的用電削減量、補貼單價、補貼金額都列得清清楚楚。
“大樓業主以出售電量的形式獲得補償。”鄭慶榮告訴筆者，目前虛擬電廠的交易規則正在完善中，將研究制定更靈活、更市場化的計價模式，從而吸引更多樓宇參與“發電”。
好的激勵機制、簡單的交易流程，讓用戶參與電量交易，就像在電子商務平臺上買賣商品一樣方便。“參與虛擬電廠需求側響應的用電客戶越來越多，光創興金融中心一個樓，今年就獲得了10萬元以上的收益。這些收益包括供電公司的補貼，還包括政府的獎勵。”張皓說。
虛擬電廠是泛在電力物聯網創新實踐的一個典型案例，在這一理念和技術的幫助下，上海正在快速優化電網結構。鄭慶榮說，今后，上海虛擬電廠最快可以在幾分鐘內做好啟動準備，將更多類型的需求響應資源接入平臺，讓每一千瓦時電能發揮更大作用、創造更大價值。
車網互動，電動汽車也能為你賺錢
沒裝光伏板、沒裝智能插座，普通家庭能否與電網雙向互動呢？可以！在上海嘉定區安亭鎮的電動汽車車主，已經嘗到了賣電給電網的甜頭。
上海嘉定安亭鎮，這個上海汽車工業的發祥地正在打造“汽車未來小鎮”：上汽新能源汽車工廠里每分鐘生產一輛純電動汽車，EV-AI智行港內集中展示了國內最先進的電動汽車充電形式。
11月20日，一輛大巴車開進上海汽車博覽公園的EV-VI智行港。一群來自日本的汽車工程師們來這里參觀國家電網有限公司的智慧能源充電樁，學習中國先進的電動汽車充電技術。
在EV-AI智行港內，十幾臺充電樁整齊排列，其中兩臺體型龐大的充電樁與眾不同。這兩臺充電樁是V2G充電樁，在電網削峰響應行動中，它們成為汽車向電網反向送電的橋梁。
V2G，即Vehicle to Grid，V2G充電樁不僅具備常規充電樁由電網向汽車充電的功能，還可反向讓汽車電池中的電能上網。“V2G模式下的電動汽車，更像是一個可以移動的具備儲能功能的電器。晚上電力相對富余、電價也較低時給汽車充電；白天電力相對緊張、電價也較高時可以賣電到電網。”國網上海嘉定供電公司營銷部副主任林韜說。
12月3日，在上海國際汽車城工作的劉先生手機上接收到一條信息，電網邀請他參與12月5日的需求響應行動，將他的愛車里儲存的電能反向送給電網。“EV-AI智行港的雙向互動充電樁最高放電功率50千瓦，我的車子‘發電’一個小時，最多能產生50千瓦時的電量。如果每天都能‘發電’一兩個小時，一年下來我能收到幾千元的收益。”劉先生告訴筆者，這不是一筆小數目，甚至都能補足電動汽車和燃油汽車之間的差價了。
在日本一家汽車公司工作的周女士也對V2G很感興趣，她告訴筆者，中國國家電網將電動汽車作為能量儲存工具，并探索V2G模式下電動汽車對電網的削峰填谷的作用，是具有前瞻性的。“成千上萬的電動汽車如果都能與電網實現雙向互動，會使電網系統更加穩定。”周女士說。
車網互動能產生多大價值？國網電動汽車公司上海分公司專責顧蓉給筆者算了一筆賬：“如果以每輛電動汽車快速放電50千瓦計算，1萬輛電動汽車同時放電，可解決電網最高峰需要的50萬千瓦的電力負荷。”
目前，國網上海電力與國網電動汽車公司共建泛在電力物聯網智慧充放電示范試點，依托智慧能源系統、智慧車聯網系統開展技術驗證和綜合展示，驗證不同品牌、不同類型的電動汽車與V2G充電樁等設備的互操作性。通過V2G技術，深入挖掘動力電池儲能價值，將電動汽車、智能充放電樁打造成友好互動、共享互利的泛在電力物聯網端口，營造活躍、便捷、共享的電動汽車服務新生態。
社區里的智慧用電服務，給市民妥妥的安全感
城市治理中，安全、有序兩個詞尤為重要。在上海的經濟文化核心徐匯區，精細化的供電服務給這里的市民帶來妥妥的安全感。
“徐匯區淮海中路1850號武康大樓602號老人家用電數據異常，偏離率超過50%。”近日，一條預警信息出現在國網上海市南供電公司家庭智慧能源網關平臺上，工作人員接收信息后一面迅速聯系老人家屬，一面趕往老人家現場確認情況。
武康大樓始建于1924年，這棟設施相對陳舊、居民以老年人居多的大樓，如今成了上海首棟現代化智慧用電住宅樓。
大樓加裝了一套家庭智慧網關系統，系統運用大數據分析，能推演客戶的住家生活習慣，家中電器設備如果有什么安全隱患，也能夠及時推送提醒。系統還可以對電器進行能耗診斷，給居民一些節能建議。大樓樓道的電表箱也能對電氣火災隱患實時監測，與社區、消防聯動，一旦發生電氣火災，及時預警，實現了社會治理的一網聯動。
在徐匯區的另一個公租房小區內，私家車有序充電給這里的居民了帶來了實惠。
11月19日22時，馨逸公寓小區內，智能充電樁自動調整輸出功率，自動為電動汽車充入30千瓦時的電量，按照夜間半價電計算，單次充電節省了9元錢。
在居民小區試點有序充電技術，是泛在電力物聯網建設在用戶側的創新實踐，也是提升城市供電服務能級的重要舉措。車主可以在手機端預約充電，根據自己需要自由選擇充電時間。智能充電樁還可以全面感知小區用電負荷變化趨勢，優化調度車輛的充電時間和充電功率，保障小區用電安全。
有序充電設施能極大提高社區的用電安全。此次試點的馨逸公寓是徐匯區重點建設的公租房示范小區，總戶數近2500戶，小區內電動汽車數量多，充電需求較大。“如果這些電動汽車晚上回到家，都來充電，會影響小區的電能質量。在小區建設智慧充電樁，車輛的充電時間和充電功率能被自動調節，可以有效削減社區的最大負載。”國網上海市南供電公司新業務發展專職沈嘉怡介紹說。
筆者在馨逸公寓地下車庫見到，個人充電樁分散在車庫的各個角落，品牌繁多，有些充電樁的金屬零部件已經生銹，存在很大的安全隱患。“個人充電樁非常不好管理，將充電樁納入統一配建，既滿足了居民的充電需求，又能消除充電隱患。”物業經理說。
筆者從國網上海電力了解到，除馨逸公寓以外，閔行、黃浦、寶山、松江、嘉定等區也將建設有序充電設施，通過規模化發展，進一步聚合可控柔性負荷資源，參與電網需求響應，提高城市能源綜合利用效率
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