王小磊：用虚拟电厂技术重构公交服务的生态圈

作者简介：王小磊：工程师，土木工程学会城市公共交通分会智库，曾经任重庆市公共交通控股（集团）有限公司电车公司总工程师、BRT公司书记兼副总经理、公交维修公司总经理、恒通客车顾问、吉尔吉斯斯坦共和国史德洲（Шыдыр Жол Кей Джи）有限责任公司总机械师等。王小磊先生是实现公交笔碳的参与者。

用虚拟电厂技术重构公交服务的生态圈

王小磊

前言

随着新能源发电占比和电动汽车充电需求的大幅增长，电网负荷的变化愈发频繁，亟需更灵活的调频手段。由于“虚拟电厂”的种种优势，已逐渐成为关注的焦点，本文对公交企业依托自身优势应用该技术提供能源服务，来重构公交服务的生态圈的前景作如下简介。

1. 虚拟电厂简介

虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）并不是真正意义上的发电厂，它既没有厂房，也不消耗燃料，是一种智能电网技术，其核心理念是通过的信息通信技术和软件系统，将分散的电源和负荷资源进行聚合和统一管理，形成一个逻辑上的“电厂”。就是通过信息通信技术和软件系统，把工厂、甚民房的各类分散、可调节的电源和负荷汇聚起来，形成一个虚拟的“电厂”进行统一管理和调度。在虚拟电厂聚合下，企业、居民等用户均可参与电力市场。

1.1 理论提出

1996 年冬天，由纽约州特洛伊的伦斯勒理工学院（Rensselaer Poly­ technic Institute, Troy, NY）主办的虚拟实用程序研讨会（the Symposium on the Virtual Utility）在纽约萨拉托加斯普林斯（Saratoga Springs, New York）举行，会后1997年由西蒙·阿韦布赫（Shimon Awerbuch）和阿利斯泰尔·普雷斯顿（Alistair Preston）编辑出版了一本论文集《虚拟实用程序：新兴产业的会计、技术与竞争方面（The Virtual Utility: Accounting, Technology & Competitive Aspects of the Emerging Industry）》，在其中提出了“虚拟实用程序（virtual utility）”概念，提议创建能够利用分布式能源资源（Distributed Energy Resources，DER） 优势的小型系统，以确保以的成本实现的配电。之后，陆续有相关研究成果为“虚拟实用程序（virtual utility）”的这一初始定义，成为“虚拟电厂 （Virtual Power Plant, VPP）”的基础理论做出了贡献。

1.2 技术原理

VPP的概念初定义为一种灵活的市场驱动合作实体，这些实体虽无相应资产，却能为消费者提供电能服务‌。其技术原理可归纳为‌“聚合-优化-响应”‌三层架构，通过数字化手段将分散能源转化为可调度资源，

在通信协议标准化的下，用‌现代信息通信技术（5G、光纤等）和物联网技术，将可再电系统（如：光伏、风力等）、储能系统、充电桩、工业可调负荷等异构设备接入统一平台，实现数据兼容，确保不同能源设备间的安全通信，实现发电量、用电负荷及储能状态的实时监控与数据采集，形成分布式资源整合。‌

ii. 智能优化与动态调度

用AI算法按需求响应原则制定的调度方案，通过能源管理系统（EMS），在电价信号、电网需求和天气预测等数据驱动下：在用电高峰时，‌调用储能放电或引导工商业用户削减负荷；在用电低谷时，协调储能充电或增加新能源消纳。以毫秒级速度响应电网指令，进行精准、动态调度分布式资源出力，实现“虚拟机组”的灵活“削峰填谷”。

iii. 电网互动与市场协同

‌VPP具有可向电网供电（削峰）或消纳过剩电力（填谷），兼具“正电厂”与“负电厂”双向能量调控功能。可以通过参与电力市场，提供出售调频、备用容量等辅助服务，同时利用峰谷价差套利，提升经济效益。

1.3 虚拟电厂（VPP）≠ 微电网（Micro-Grid）

VPP的规模较大，一般为很多个用户或是园区，利用智能化技术，实现跨区调控。虚拟电厂始终与电网相连，只运行并网模式。微电网是一个小型的电力系统规模相对较小，一般是距离较近的分布式能源，可以独立运行或与主电网相互连接，强调的是自治模式，具有一定的孤网运行模式，电网正常时并网运行，电网故障时独立运行。二者在电力系统的组织和运行方式上有所不同。

2. 公交建虚拟电厂的优势

公交建虚拟电厂的主要优势在于：有‌规模化储能资源‌（车辆电池）、‌刚性充电需求‌（固定线路）、‌站场空间资源‌（屋顶光伏+储能部署），三者协同形成“资源-技术-市场”闭环，是公交企业当前推进交通能源融合的解，也是重构公交服务生态圈的机遇。

2.1 可聚合海量移动储能资源

i. 海量移动储能资源

纯电动公交车本身天然具备分布式储能属性（每辆车电池容量约300kWh），通过VPP平台可聚合为巨型“移动储能池”。

ii. 智能调度

依托5G+大数据精准预测充电需求，动态调节充电功率，在电网低谷时充电蓄能、高峰时反向送电（V2G），有效平抑峰谷差。

iii. 可大幅度提升清洁能源就地消纳率

场站内有充电桩、光伏车棚、站场储能等分散资源，通过VPP云平台实现“光-储-充”一体调度，可大幅度提升清洁能源就地消纳率。

2.2 降低运营生产成本

利用峰谷电价差智能调度充电时段（如夜间低谷充电），获得通过参与电力市场需求响应主体的调峰辅助服务补偿收益，同时减少充电桩闲置成本，运营用电成本显著降低。

2.3 社会与环境责任实践

i. 民生服务——提升电网稳定性

公交充电负荷占城市晚高峰用电的比例较大，VPP通过“填谷”调度削减峰值负荷，缓解城市供电网的输电容限压力，在一定程度上提升了电网稳定性，为城市用电提供保障，可大幅度‌降低配电网络改造成本，是公交企业主动为社会提供的民生服务的实践之一。

ii. 增加全生命周期碳减排量

‌公交“光伏+储能+VPP”模式推动全链接绿电运营，规模化的绿电消纳将直接降低碳排放，进而增加电动公交车的车全生命周期碳减排量。增加绿电运营是公共交通运营生产履行环境保护责任的重要举措，也是公共交通运营生产为实现“双碳”目标做出的社会贡献。

3. 政策支持

2025年03月25日发展改革委 能源局共同下发的《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》发改能源〔2025〕357号文件，明确了虚拟电厂的定义和定位，并提出到2027年虚拟电厂调力达到2000万千瓦以上，到2030年达到5000万千瓦以上‌的目标。而自2024年7月1日起施行的发展改革委印发《电力市场运行基本规则》，规则。明确了VPP的市场经营主体地位，使其能够参与电力市场‌。这些政策为公交系统建VPP提供了有力的支持。

4. 结语

公交作为城市基础设施的重要组成部分，具有场站分散点多、储能和可再电资源丰富的特点（如：公交车队和充电站、可再生能源发电站等），这些资源可以通过VPP进行聚合和优化利用。随着城市规模的扩展，VPP的可聚合资源的数量也将逐步增加；而且在公交企业建VPP，可促进新能源消纳和绿色能源转型，符合碳达峰、碳中和的目标‌，也将给企业带来实惠的经济收益。

本文转自公共交通资讯

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