15年前，只有幾百個(gè)電站向德國(guó)電網(wǎng)送電，而在未來(lái)，德國(guó)將有數(shù)百萬(wàn)個(gè)發(fā)電廠，這些太陽(yáng)能電站、風(fēng)電場(chǎng)、生物質(zhì)發(fā)電廠和小型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠將構(gòu)成一個(gè)多元化的電網(wǎng)。為充分利用各類能源資源，德國(guó)電力公司RWE和慕尼黑電力公司基于西門子的技術(shù)，建立了虛擬發(fā)電廠。

順應(yīng)德國(guó)向可再生能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)計(jì)劃要求德國(guó)在2050年之前將可再生能源發(fā)電的占比提高到80%。風(fēng)能、光伏發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電的快速發(fā)展，要求建立全新的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施輸配電能。眼下德國(guó)的電力主要來(lái)自數(shù)量有限的大型電廠，但將來(lái)，德國(guó)將有數(shù)以百萬(wàn)的小型分布式發(fā)電站并網(wǎng)發(fā)電。這將對(duì)當(dāng)前的電力市場(chǎng)帶來(lái)沖擊。任何人只要在房頂裝上幾片光伏電池板，就可以成為“產(chǎn)消者”——既是發(fā)電者，也是用電者。

分布式能源管理系統(tǒng)（DEMS）處理天氣、實(shí)時(shí)電價(jià)和用戶需求數(shù)據(jù)，然后為電廠生成預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計(jì)劃。

這進(jìn)而要求新的軟件系統(tǒng)來(lái)控制和協(xié)調(diào)如此復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施。在這方面，目前業(yè)界流行一個(gè)炙手可熱的新詞“虛擬電廠”，它是指將一些小型發(fā)電站整合起來(lái)，集體發(fā)揮一座大型電廠的作用，從而克服單一風(fēng)電和光伏發(fā)電設(shè)施*的發(fā)電量時(shí)高時(shí)低問(wèn)題。咨詢公司普華永道（PwC）的一項(xiàng)研究顯示，虛擬電廠在向可再生能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中將是*的要素。

虛擬電廠的特點(diǎn)一如其名，它并不像傳統(tǒng)意義上的發(fā)電廠一樣存在于現(xiàn)實(shí)世界。虛擬電廠只是整合一系列小型電廠，利用先進(jìn)的軟件運(yùn)營(yíng)這些小電廠，使它們?nèi)缤患掖笮碗姀S一般集體運(yùn)轉(zhuǎn)。此類虛擬電廠可匯聚不計(jì)其數(shù)的風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、生物質(zhì)發(fā)電廠和熱電聯(lián)產(chǎn)電廠所生產(chǎn)的電能，因而未來(lái)將在向可再生能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中發(fā)揮舉足輕重的作用。德國(guó)大型電力公司RWE敏銳地認(rèn)識(shí)到了虛擬電廠的戰(zhàn)略重要性，已于2008年開(kāi)始在多特蒙德運(yùn)營(yíng)一個(gè)虛擬電廠。該電廠的“大腦”是西門子提供的“分布式能源管理系統(tǒng)”（DEMS）。DEMS可處理天氣數(shù)據(jù)、的電價(jià)信息和用戶需求數(shù)據(jù)，然后每小時(shí)為組成虛擬電廠的發(fā)電設(shè)施生成預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計(jì)劃。

如今這座以風(fēng)電場(chǎng)為主、光伏電站和生物質(zhì)發(fā)電廠為輔的虛擬電廠的總裝機(jī)容量已達(dá)到15萬(wàn)千瓦。RWE代表電廠運(yùn)營(yíng)商在萊比錫的歐洲能源交易市場(chǎng)（EEX）或者以平衡電力供需為目的現(xiàn)貨市場(chǎng)上出售這些電能。在這兩個(gè)市場(chǎng)中，如果買方需要加急供應(yīng)，賣方則可以獲得較高的電價(jià)。單個(gè)發(fā)電站本身由于規(guī)模過(guò)小而無(wú)法在EEX市場(chǎng)上交易電能，但是通過(guò)上述方式，它們可以享受高于德國(guó)《可再生能源法》規(guī)定的常規(guī)入網(wǎng)電價(jià)。

將來(lái)，虛擬電廠不僅可以匯聚電力生產(chǎn)，還可以整合電力消耗，也就是不同的用電負(fù)荷。從電網(wǎng)的角度講，從電網(wǎng)中撤出部分負(fù)荷（例如關(guān)閉冷藏倉(cāng)庫(kù)中的某個(gè)冷藏設(shè)備）與在電網(wǎng)中加入某臺(tái)發(fā)電機(jī)（例如啟動(dòng)備用柴油發(fā)電機(jī)）并沒(méi)有什么不同，其結(jié)果都是有更多電能可供其他用戶使用。“將來(lái)我們會(huì)看到專門用于管理可開(kāi)關(guān)負(fù)荷的虛擬電廠。”設(shè)在德國(guó)紐倫堡的西門子基礎(chǔ)設(shè)施與城市業(yè)務(wù)領(lǐng)域智能電網(wǎng)集團(tuán)的虛擬電廠產(chǎn)品經(jīng)理Thomas Werner博士表示。

協(xié)調(diào)多元化的電力結(jié)構(gòu)。慕尼黑電力公司也在運(yùn)營(yíng)一個(gè)較小的虛擬電廠，這個(gè)電廠同樣采用了DEMS系統(tǒng)。該公司整合的電廠總裝機(jī)容量超過(guò)兩萬(wàn)千瓦，整合的電廠包括該公司自有的伊薩河水電站、五座熱電聯(lián)產(chǎn)電廠、一座風(fēng)電場(chǎng)、一座光伏電站和幾臺(tái)備用柴油發(fā)電機(jī)。小的發(fā)電設(shè)備的產(chǎn)能僅為30千瓦時(shí)。接下來(lái)將加入該虛擬電廠的有一座生物質(zhì)發(fā)電廠、一座地?zé)岚l(fā)電廠和若干可開(kāi)關(guān)負(fù)荷的設(shè)備（例如大型泵機(jī)和冷藏倉(cāng)庫(kù)）。據(jù)慕尼黑電力公司虛擬電廠項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Markus Henle介紹，此項(xiàng)目的初衷并非實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)營(yíng)。其首要任務(wù)是在多類能源發(fā)電的協(xié)調(diào)，以及組織與運(yùn)營(yíng)流程的日常管理方面積累經(jīng)驗(yàn)。DEMS提高了預(yù)測(cè)和規(guī)劃工作的可靠性，由于計(jì)劃內(nèi)電力生產(chǎn)在電力市場(chǎng)上可以帶來(lái)更高的收益，因而DEMS帶來(lái)了創(chuàng)造價(jià)值的新機(jī)會(huì)。

整合的能源形式越多，就越易于平衡供需關(guān)系。正因如此，眼下涌現(xiàn)出越來(lái)越多的電力整合商，它們將小型發(fā)電站整合起來(lái)，有時(shí)要通過(guò)提供大大高于《可再生能源法》強(qiáng)制規(guī)定的低入網(wǎng)電價(jià)的價(jià)格來(lái)吸引發(fā)電機(jī)構(gòu)。這令政府頗為頭痛，因?yàn)樗馕吨姀S運(yùn)營(yíng)商從中享受雙重優(yōu)待。德國(guó)計(jì)劃2013年初出臺(tái)的《可再生能源法》修訂案將遏制上述現(xiàn)象，但這樣一來(lái)，虛擬電廠市場(chǎng)的日子可能就要難過(guò)了。