新型虛擬電廠來了！

最近虛擬電廠火了，

在新型電力系統(tǒng)之中，

虛擬電廠就是未來重要的新型電廠形式之一！

虛擬電廠在破解清潔能源消納難題、綠色能源轉型方面發(fā)揮重要作用，能夠提升能源服務，實現(xiàn)對分布式能源的負荷預測、響應分配、實時協(xié)調控制和儲能安全健康充放電管理，參與電力交易市場和需求響應。

讓我們一起來了解什么是虛擬電廠！

什么是虛擬電廠

所謂虛擬電廠 (Virtual Power Plant ,簡稱VPP)，是一種通過先進信息通信技術和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)DG（即distributed generator，分布式電源）、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等DER（即Distributed Energy Resource，分布式能源資源）的聚合和協(xié)調優(yōu)化，以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調管理系統(tǒng)。
 

通俗來說，虛擬電廠就是虛擬化的發(fā)電廠，它并不具備實體發(fā)電廠（如火力發(fā)電廠）本身 ，而是一種管理模式或者說是一套系統(tǒng)，通過配套的技術把分散在不同空間的小型太陽能、風能等新能源發(fā)電裝置、儲能電池和各類可控制（調節(jié)）的用電設備（負荷）整合集成，協(xié)調控制，對外等效形成一個可控電源，輔助電力系統(tǒng)運行，并可參與電力市場交易，同時優(yōu)化資源利用，維護區(qū)域內、甚至跨區(qū)域的用電穩(wěn)定與用電安全。
 

既可以有計劃地消納電力系統(tǒng)的電力，又可以向電力系統(tǒng)反向輸出電力，更靈活高效的進行“削峰填谷”等作業(yè)，并獲得可觀的經(jīng)濟收益。

目前，我國電力系統(tǒng)主要是以火力發(fā)電為主，水電、風電、光伏發(fā)電、核電等發(fā)電形式作為補充的一個系統(tǒng)。
在“雙碳”目標驅動下，我國大力推動能源綠色轉型,構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，以堅強智能電網(wǎng)為樞紐平臺，集中式與分布式電力結構并舉，在確保能源電力安全前提下，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展電力需求。相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)將更加清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動。
 

圍繞電力的產(chǎn)生和消耗，大體可分為發(fā)電側、電網(wǎng)側和用電側。電網(wǎng)對運行安全有著嚴格要求，而電網(wǎng)安全的首要目標就是保證發(fā)用電的實時平衡，需要發(fā)電側的不斷調節(jié)去擬合負荷曲線。但是，新能源發(fā)電嚴重依賴于自然資源（光照強度、風力強度），具有隨機性、間歇性和波動性的特點，對負荷的支撐能力不足。
 

若規(guī)?；苯硬⑷腚娋W(wǎng)發(fā)電，將會對電網(wǎng)造成巨大沖擊，威脅電力系統(tǒng)安全以及供電的穩(wěn)定性。另外，由于小型分布式新能源發(fā)電設施、儲能設施、可控制用電設備、電動汽車等的持續(xù)發(fā)展普及，在用電側，很多電力用戶也從單一的消費者轉變?yōu)榛旌闲螒B(tài)的產(chǎn)銷者，并且各類激增的大功率用電設備（如充電樁）“吃”起電來，也是讓電網(wǎng)直呼壓力山大，顯然不能任由其“胃口大開”一哄而上。因而，新的發(fā)用電勢態(tài)下，“虛擬電廠”應運而生。

國家政策

2021年底中央深改委通過了《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》，電力市場改革再提速，虛擬電廠作為市場主體，通過參與市場交易完成商業(yè)閉環(huán)，獲得收益。

2022年1月29日，國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中提出，大力推進電源側儲能發(fā)展，合理配置儲能規(guī)模，改善新能源場站出力特性，支持分布式新能源合理配置儲能系統(tǒng)，開展工業(yè)可調節(jié)負荷、樓宇空調負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側儲能、 新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。

近期，國家能源局南方監(jiān)管局發(fā)布《2022年南方區(qū)域電力市場監(jiān)管工作要點》的通知，組織修訂南方區(qū)域“兩個細則”，推動儲能、虛擬電廠等更多市場主體納入“兩個細則”考核補償管理，研究增加轉動慣量、爬坡等新的輔助服務品種。組織調度機構制定新型儲能、虛擬電廠等第三方主體并網(wǎng)調度運行規(guī)程、規(guī)范和標準。無論是從政策規(guī)范、技術標準還是市場機制，這些政策的相繼出臺都將虛擬電廠在儲能項目發(fā)展上提到了重要位置。

 

虛擬電廠業(yè)務

那么，虛擬電廠具體可以做哪些事情呢？歸納來說，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

注源：為電網(wǎng)注入新的電力來源。讓更多的小型分布式新能源電源有組織地接入系統(tǒng)平臺，統(tǒng)一協(xié)調管理，形成合力，相對可控，實現(xiàn)并入電網(wǎng)運行。

控流：控制調節(jié)用電側電力流向及流量。盡可能多地接入可調節(jié)用電負荷，使其有紀律地按計劃用電，并提升能效管理，實現(xiàn)最大程度的以不影響生產(chǎn)生活用電為前提，綜合考慮外部電網(wǎng)供電情況、內部自發(fā)電（如有）情況、各類用電成本、電網(wǎng)需求側管控等因素，科學合理最具經(jīng)濟性地安排用電計劃。

電力儲備：儲存電力，即儲能。儲能是實現(xiàn)上述兩個方面的關鍵支撐。正如小溪匯入大河、大河注入大海，分散在各地的小型新能源電力也需匯流“會師”才更有力量、更具操作空間，“會師地點”即配套的儲能系統(tǒng)，“會師”后統(tǒng)一聽從上級調令；對于控流，也是同樣需要配套儲能系統(tǒng)才能更靈活地制定最佳用電方案?？梢哉f，一個可靠的虛擬電廠，離不開一套高效穩(wěn)定的儲能系統(tǒng)。
 

虛擬電廠商業(yè)落地的要素

在雙碳背景下，新型電力系統(tǒng)的發(fā)展成為未來趨勢，如何消納廣泛的清潔能源成為技術創(chuàng)新和商業(yè)模式的重點。拋開市場環(huán)境做業(yè)務步履維艱，虛擬電廠能夠從設計到成功落地，離不開可控資源、關鍵技術和電力市場機制的合力支撐。

虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀

其實，虛擬電廠并不是剛出的新鮮事物。上世紀九十年代以來，虛擬電廠便受到北美、歐洲多個國家的廣泛關注。歐洲各國側重分布式電源+儲能，主要考慮實現(xiàn)分布式發(fā)電的可靠并網(wǎng)、智能互動和參與電力市場，打造持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的商業(yè)模式；北美地區(qū)則基于需求響應發(fā)展演化，兼顧可再生能源的利用，希望通過自主需求響應和能效管理來提高綜合能源的利用效率，因此可控負荷占主體。

秉承“兼容并包、博采眾長”的優(yōu)良傳統(tǒng)，我國同時吸收兩種技術和模式，兩手都抓。這一定程度上也是我們的后發(fā)優(yōu)勢。

聚焦國內市場，自2019年開始，陸續(xù)有虛擬電廠的示范項目落地，在經(jīng)濟和社會兩方面都卓有成效。
 

2019年底，國網(wǎng)冀北虛擬電廠示范項目投運。數(shù)據(jù)顯示，到2020年，冀北電網(wǎng)夏季空調負荷將達600萬千瓦，10%空調負荷通過虛擬電廠進行實時響應，相當于少建一座60萬千瓦的傳統(tǒng)電廠；“煤改電”最大負荷將達200萬千瓦，蓄熱式電采暖負荷通過虛擬電廠進行實時響應，預計可增發(fā)清潔能源7.2億千瓦時，減排63.65萬噸CO2。

2021年5月5日至6日，國家電網(wǎng)在上海開展了國內首次基于虛擬電廠技術的電力需求響應行動，僅僅一個小時的測試，就能產(chǎn)生15萬千瓦時的電量。在這次測試中，累計調節(jié)電網(wǎng)負荷56.2萬千瓦，消納清潔能源電量123.6萬千瓦時，減少碳排放量約336噸。

2021年11月，南方電網(wǎng)深圳供電局、南方電網(wǎng)科學研究院聯(lián)合研發(fā)的國內首個網(wǎng)地一體虛擬電廠運營管理平臺在深圳試運行。該平臺部署于南網(wǎng)調度云，網(wǎng)省兩級均可直接調度，為傳統(tǒng)“源隨荷動”調度模式轉變?yōu)?ldquo;源荷互動”新模式提供了解決方案。

此后，浙江、湖北、安徽、廣東等地的虛擬電廠相繼落地。
深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)雙碳目標的重要任務。新型電力系統(tǒng)強調以新能源為主體，提升光伏、風電等清潔能源的消納，能源轉型催生儲能需求和更加數(shù)字化、智能化的電力系統(tǒng)。
虛擬電廠作為協(xié)調分布式資源參與電力交易市場和需求響應的能源數(shù)字化平臺，在產(chǎn)業(yè)政策和市場需求不斷加碼的現(xiàn)期，將迎來快速發(fā)展。