電力的普遍運用，改變了人類世界的格局——第二次工業革命的主要標志，就是電力的發現和廣泛應用。今天，中國也早已完成了電力的全面普及，我們享受著由電力驅動的便捷生活：照明、電梯、冰箱洗衣機空調、電腦手機......以及四處奔馳的新能源汽車。

當你每次接入充電線，給那只不離身的手機續航時，是否思考過：中國的電力都是從哪里來的，它們是用什么方式發出來的？

為什么我們只需要按下開關，電就開始工作了。

這一切，究竟是如何實現的？

Part1 電從哪里來？——發電與傳輸

截至今年4 月底，全國累計發電裝機容量約 26.5 億千瓦，同比增長 9.7%。

我們對發電廠的印象，大多來自于火電廠里冒著水蒸氣的冷卻塔、平原與山間那些高聳的白色風機機組，在高鐵途中遇見的一排排齊刷刷的光伏，以及幾乎每個中國人都知道的——奔涌的長江與三峽水電站代表的水電。

與印象無異的是，以上種種正是中國電力的主要來源：截至2022年，全國累計發電裝機容量約25.6億千瓦，其中火電占比近7成，水電占比15.3%，風電8.6%。

火電廠是地球上最復雜最高精尖的工業系統之一，先將燃料的化學能轉化為機械能，再通過透平和發電機將機械能轉換為電能上圖僅能大致示意它的運行布局。

需要引起我們注意的是，火電占比已經從2019年的68.88%下降為66.5%，而太陽能發電裝機容量上升至約3.9億千瓦，相比2019年的2.0億千瓦已經幾乎翻番。不難發現清潔能源的占比正在拔高，這也呼應了我們對雙碳的承諾——煤電比重逐步降低，扶持非化石能源發展。

    而當電力被生產出來之后，它還需要穿越千山萬水，才能到達我們每個人的家中。于是就產生了一個讓我們熟悉而又陌生的名詞：“高壓電”，那么電為什么需要高壓傳輸？

首先，當你認真查看身邊所有電器產品、電子產品充電器時，一定會反復發現“220V”這個數值，它其實就是中國居民用電的標準電壓，而從另一端電廠出發的高壓輸電電壓卻至少會在110kV以上，從而降低傳輸中的損耗：

當發電廠供電時，供電線上的功率其實是由終端用戶來決定的。我們假設末端居民的總用電功率P為220kW、輸電線的電阻R為1Ω，如果只采用220V來輸電，線路上的電流達到了1000A，耗損功率為驚人的Q=I2R=1000kW；而采用110kV輸電時，電流降為了2A，耗損功率只有Q=I2R=4W。

兩個結果相差25萬倍，殺雞確實得用牛刀。提高電壓，線路上的電流就會減小，損耗的功率Q=I2R也會相應地減少。

而發電廠與終端用戶的距離越遠，對電壓的要求就更高——“特高壓”（800kV以上）。

讓我們說回上述提到的矗立于奔涌長江上的三峽發電站——“西南江河滾滾流，流的都是煤和油”，三峽正是中國當代偉大工程“西電東送”的中部通道樞。

放眼全國， 每年有高達4500多億度電（清潔電）通過總長度34640公里的特高壓線路橫跨中國東西之間的地理三級階梯，淌過三峽、飛過青藏高原，走出云貴大山，去連接東部。為沿海的制造業提供能源動力，為每個人的家與夢想提供光亮。

2019年，來自云貴高原的52.5億度水電被輸送到廣州，以火電廠發電消耗的標準煤計算，減排二氧化碳達613.4萬噸。

用新疆的風，點亮上海的光

讓川渝的水，明亮珠江的岸

Part2 如何保障用電？——用電高峰與虛擬電廠

今年入夏以來，居民用電負荷疊加企業生產用電同步增長，導致負荷曲線快速上揚，電網安全穩定運行面臨巨大考驗。 早在五月初，我們就曾在文章《新一輪用電大考，愛開空調的你會怎么答題？》提到：

“在廣東，當氣溫達到35度以上時，每增加一攝氏度，對應的負荷就會上升300-500萬千瓦。”

而實際情況是，今年1至3月，全社會用電量同比增長3.6%；26個省份全社會用電量實現正增長；工業和制造業當月用電量增速高于全社會平均水平。業內預測，今年全國最大電力負荷可能超過13.6億千瓦，較去年有較大的增長。

在這個大背景下，我們注意到一則消息：國家電網今年建設迎峰度夏重點電網工程239項。其中，四川34項四川電網補強工程將全部建成投運，新建輸電線路1207公里，新增變電容量達1333萬千伏。同時——我國西南地區首個特高壓交流線路——1000千伏川渝特高壓和攀西地區電網優化工程正在加速建設。經歷了去年8月大規模缺電、限電的沖擊之后，四川鮮明的提出要在三年內加快補齊電網短板弱項，并適度超前以應對用電高峰帶來的穩定性挑戰。

http://www.cpem.org.cn/list5/67321.html

但在去年底12月，四川省政府印發的《四川省電源電網發展規劃（2022—2025年）》中，提出要大力實施互聯互濟的重要電網工程，并指出當前四川電網的主要短板就是在于互聯互濟能力不足。

供電峰值不足，最優的解法為什么不是更多的發電站？

首先，我們來算一本經濟賬：據國家電網測算，通過火電廠實現電力系統削峰填谷，滿足全社會5%的用電峰值負荷需要投資 4000 億元；另一方面，風電、光伏發電等清潔能源具有“大裝機、小電量”的屬性和隨機性、波動性、間歇性等特征，其發電量易受氣候影響，并不穩定。

新增大型水電站？可全中國，又有幾個三峽、幾個劉家峽？

于是，互聯互濟或是一種更好的選擇。

簡單來說，電網互聯互濟就是兩個或多個用電主體聯合起來進行錯峰互濟，當一方因為受災或其它需求致使用電負荷激增時，另一方可進行急援。

我們以閩粵電網聯網工程為例：福建是東南沿海重要的清潔能源基地，電力在自平衡基礎上具備向外省輸出的條件。廣東則是典型的受端電網，近30%的電力需要從省外輸入。兩網緊密相鄰，電源結構和用電特性具有極強的互補性。閩粵聯網工程的投產，廣東及福建兩地季節性送電電力可達50萬千瓦至160萬千瓦，相當于減少一座大型火電廠的建設。”

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1745402873841047279&wfr=spider&for=pc

在面對極端氣候、自然災害或是其它原因引發的用電高峰時，兩地都擁有了從容對抗風險的能力。但另一方面，隨著新能源裝機規模大幅增長，僅僅依靠電力系統的電源側和電網側進行調節，已難以滿足持續增加的新能源并網消納需求。

一個新的解題答案，正在被擺上桌面。除了以實體電網為支撐的互聯互濟，我們還可以建設一個虛擬電廠：“虛擬”即意味著并非發電實體，而是將電網中散落的可調節電力負荷（民用或商用的太陽能、家用電池、新能源汽車電池）搭建成儲能池，或是在用電高峰期通過云端對工業、交通和空調等用電大戶進行優化，實現負荷側的可調節。它本質上是搭建一個協同控制的數字化平臺，調度社會用戶參與電力市場，起到靈活的削峰填谷等作用。

并且，虛擬電廠在建設、運營、激勵等環節投資僅需 500 億元至 600 億元。僅為火電廠成本的12%～15%。

Part3 虛擬電廠是如何落地的

在可調節負荷中，夏季的空調負荷是拉大用電峰谷差、加劇電網高峰運行壓力的重要因素。上述我們提到，“氣溫上升一度，用電負荷上升300-500萬千瓦”，而這其中空調的負荷占比達到30%。

如果是在沿海發達城市，這個占比還將上升至40%-50%（據國網統計）

為此，早在2019年12月，國家電網上海市電力公司就組織了虛擬電廠運營項目試點工作，針對黃浦區商業建筑中的空調系統進行了負荷資源的監測，期間共有226個客戶參與試點，響應負荷共計87 MW。試點中，虛擬電廠負荷側的交易和調配均通過國網系統的首個虛擬電廠運營體系完成，標志著虛擬電廠體系在滬成功率先投入試運行。

但美中不足的是，上海黃浦區試點的商業建筑虛擬電廠項目實現了對負荷資源的監測，但尚未實現對負荷資源的在線自動控制。而南方電網深圳供電局與冀北的虛擬電廠項目，也都在調度系統接入與對可控資源的調控及交易功能上存在短板。

https://www.chng.com.cn/detail_hnsxy/-/article/MlyLduYUhR2G/v/1124270.html

畢竟，虛擬電廠的業務架構層次多、流程復雜，除基礎物聯和通信技術外，還涉及特性分析、聚合等值、邊界預測、交易決策、調度分解、安全控制等復雜計算技術。此外，虛擬電廠在發達國家雖然已有成熟實踐，但在國內起步不久，成熟案例與政策支持都相對空缺。         

從技術層面講，以往的能源調控的顆粒度比較大，往往是針對整個園區或至少是一個工廠的整體調節。虛擬電廠針對的是設備級，而且要求自動響應，復雜性與技術要求就很高了。

虛擬電廠數字化平臺是虛擬電廠的中心，但分布式資源則是虛擬電廠真正的落腳點，由于電力用戶資源的分散以及設備類型的多樣性，想要將負荷側資源聚合在一起本身就存在著巨大困難。如何將零散在各地的換電站、分布式燃機、充電樁、樓宇空調充分調度起來，并且還需要有一個強大的平臺進行實時的自動控制、計量、調度、交易等等功能，都在考驗著平臺先天的優勢與兼容性。

當數字化平臺+負電網荷占比最高的空調系統兩大難題合一，卻打開了解題的砝碼。

美的在全國各地的大型商業樓宇，擁有大量的中央空調系統：美的商業中央空調市場占有率全國第一，目前已在線商業中央空調達500多萬臺。如果我們以其為基礎，與電網共同建設一個空調負荷柔性調控體系，它的潛力將是巨大的。

實現“雙碳”目標，能源是主戰場，電力是主力軍。有利于雙碳目標的事，總顯現著美的樓宇科技的身影。今年5月，美的樓宇科技iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺正式上線。

  打造負荷側虛擬電廠的關鍵基礎，在于用電設備智能化水平與實時精準測算設備可調負荷的平臺能力，如此方能實現對社會面空調設備耗能的實時監測與控制優化。而美的樓宇科技的多聯機中央空調市場占有率超過15%，已在線商業樓宇智能化VRV空調系統達500多萬臺

在此優勢基礎上，美的樓宇科技iBUILDING平臺能夠通過大數據、云計算、邊緣技術、人工智能技術，使得iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺獲得智能化資源識別、場景資源適配、廣域調度能力、移動互聯能力，使得分布在不同城市不同樓宇中的空調資源的形成規模化聚合，從而快速接入電力系統負荷聚合平臺。

當進入夏季電高峰時段，iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺能夠及時響應電力系統削峰填谷需求，在不影響用戶空間舒適度的前提下，一鍵下發指令對虛擬電廠區域內相關建筑中央空調的溫度、風量、轉速等多個特征參數進行自動調節，柔性調節空調系統負荷，保障供電穩定運行，同時實現節能降耗，為用戶節約用電成本。同時，美的樓宇科技將通過能效管理解決方案加快水冷式空調系統的接入，持續擴大iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺可調負荷容量，形成源網荷儲協同消納新能源的格局，助力電力系統提升靈活調節能力。

參與了虛擬電廠的客戶，可以通過i管家用戶端APP對空調設備狀態進行一鍵掌握，隨時獲知電網下發的新任務并按自身情況決定是否進行響應。

*系統數據為模擬數據

今年5月，美的樓宇科技與中國電力科學研究院有限公司正式達成戰略合作，將與電科院攜手打造空調負荷聚合平臺，聯合向國家電網各省電力公司推廣“虛擬電廠–空調負荷柔性調控”業務。協助各地電網實施精準需求響應措施，保障高峰期的有序穩定供電，共同推進負荷管理數字化改革，賦能世界一流電網建設。

今夏天，iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺將在浙江正式投入運行——要知道，浙江2022年社會用電量排名全國第四，是不折不扣的能源消費大省。而今年迎峰度夏期間，全省社會用電量最高負荷預計將達到1.15億千瓦。iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺加入，正是為了助力浙江電力系統增強削峰填谷的能力，提高電力系統整體的運行效率與穩定性。

讓浙江人民敢用電、放心用電。

我們也提供了高效率的管理平臺：

在iBUILDING虛擬電廠運營管理平臺的首頁上，整個虛擬電廠的運維管理工作都呈現了極大的即時性與可視化：電網管理人員可以一屏查看項目統計、設備統計、實時負荷、可調負荷、任務統計、已調數據、排名統計、碳排統計等全面數據。

通過技術優勢與用戶基礎優勢，美的樓宇科技以iBUILDING美的樓宇數字化平臺為基礎，協助電網實施精準需求響應措施，推動負荷管理數字化改革，建立健全的空調負荷柔性調控體系，為各地有序穩定供電提供的新路徑和有效范本。我們致力于用這項智能電網技術，聚合企業、居民參與電力市場交易，新增收入渠道，實現用戶和電網、節能與用電的多方共贏。

新疆的風，可以點亮上海的光；

你家中的空調，也可以點亮東方明珠的塔尖。