虛擬電廠是我國(guó)新型電力系統(tǒng)的新興藍(lán)海細(xì)分賽道，通過(guò)高效整合分散的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)資源，構(gòu)建成一個(gè)獨(dú)特的電廠實(shí)體，積極參與電力系統(tǒng)的運(yùn)作和電力市場(chǎng)的管理。
虛擬電廠這一創(chuàng)新模式能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求，精準(zhǔn)滿足電力消費(fèi)要求，并實(shí)現(xiàn)發(fā)電頻率的精確匹配。這種智能化的電力管理方式，將有效提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)能力。
《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出了關(guān)于虛擬電廠試點(diǎn)和建設(shè)的具體要求，在政策的推動(dòng)下虛擬電廠的建設(shè)與發(fā)展得到有力的支持。
虛擬電廠行業(yè)概覽
虛擬電廠融合了尖端的信息通信技術(shù)與軟件系統(tǒng)，有效地聚合和優(yōu)化分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車等各類分布式能源資源，從而積極參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)。
虛擬電廠通過(guò)整合新能源電力、傳統(tǒng)能源以及儲(chǔ)能裝置，借助智能協(xié)同調(diào)控展現(xiàn)出穩(wěn)定的電力輸出特性，且解決了新能源發(fā)電的并網(wǎng)消納難題。
虛擬電廠可分為電源型、負(fù)荷型、儲(chǔ)能型和混合型四種；此外在運(yùn)營(yíng)模式上，虛擬電廠的發(fā)展可以分為邀約型、交易型和自治型三個(gè)階段。當(dāng)前，我國(guó)正由邀約型向交易型階段過(guò)渡
虛擬電廠的關(guān)鍵技術(shù)包含協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計(jì)量技術(shù)及信息通信技術(shù)。其核心技術(shù)是集控平臺(tái)，能夠?qū)κ占挠秒姾湍苄?shù)據(jù)進(jìn)行深入分析實(shí)現(xiàn)需求側(cè)的精準(zhǔn)響應(yīng)和管理。
虛擬電廠運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化、控制、物聯(lián)網(wǎng)和信息通信技術(shù)，充分挖掘和整合可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式電源、客戶側(cè)儲(chǔ)能等需求側(cè)資源。
此外，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)也能參與到虛擬電廠中，獲取額外的收益，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)性。英國(guó)戶儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)虛擬電廠聚合可以參與到多個(gè)電力相關(guān)市場(chǎng)中，歐盟正在進(jìn)行的電力市場(chǎng)機(jī)制改革有望為家庭儲(chǔ)能通過(guò)虛擬電廠參與電力市場(chǎng)場(chǎng)，帶來(lái)更高的盈利空間。
虛擬電廠運(yùn)作模式示意圖：
虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈總覽
虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈由上游能源資產(chǎn)，中游運(yùn)營(yíng)平臺(tái)和下游需求方共同構(gòu)成。
上游主要能源資產(chǎn)包括可調(diào)負(fù)荷、分布式電源以及儲(chǔ)能設(shè)備，可調(diào)負(fù)荷主要涉及工業(yè)、商業(yè)、公共建筑以及居民用電等領(lǐng)域；分布式電源指的是小型的分布式光伏和風(fēng)電設(shè)施，儲(chǔ)能設(shè)備包括化學(xué)儲(chǔ)能等多種形式。
虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈：
中游環(huán)節(jié)核心是虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)平臺(tái)與智能終端的運(yùn)營(yíng)。資源聚合商依賴于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)全面整合數(shù)據(jù)的信息，來(lái)強(qiáng)化虛擬電廠的統(tǒng)一協(xié)調(diào)與控制能力，這個(gè)環(huán)節(jié)也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
運(yùn)營(yíng)模式方面來(lái)看，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商分為負(fù)荷聚合商和技術(shù)服務(wù)商。負(fù)荷聚合商具有負(fù)荷資源優(yōu)勢(shì)，能聚合零散的負(fù)荷資源以提供服務(wù),技術(shù)服務(wù)商利用其在軟件開(kāi)發(fā)和模型算法等方面的專長(zhǎng)，為負(fù)荷聚合商提供必要的技術(shù)支持，或者直接參與到電力交易中去。
虛擬電廠采用的是兩級(jí)運(yùn)營(yíng)體系:虛擬電廠扮演發(fā)電商、輔助服務(wù)供應(yīng)商以及售電商等三種角色,這也 能夠在電力市場(chǎng)中發(fā)揮更加靈活和全面的作用。
虛擬電廠的兩級(jí)市場(chǎng)架構(gòu)：
此外中游系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行整合、優(yōu)化、調(diào)度和決策，提升了虛擬電廠的統(tǒng)一調(diào)控能力，并有機(jī)會(huì)直接參與電力交易。
虛擬電廠中游代表性企業(yè)包括傳統(tǒng)電網(wǎng)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)如國(guó)電南瑞、許繼集團(tuán)，以及朗新科技、國(guó)能日新金智科技、四方股份、蘇文電能、安科瑞、東方電子、國(guó)網(wǎng)信通、恒實(shí)科技等。有靈活性資源并積極參與虛擬電廠運(yùn)營(yíng)的企業(yè)還包括芯能科技、特銳德和晶科科技等。
下游電力需求方主要由電網(wǎng)公司、負(fù)荷聚集商以及參與電力市場(chǎng)化交易的工商業(yè)用戶組成，通過(guò)參與電力交易、調(diào)峰調(diào)頻和需求側(cè)響應(yīng)等活動(dòng)獲得收益。其中，電力需求方涵蓋電網(wǎng)公司、售電公司和大用戶等，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)等大型電網(wǎng)公司作為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，不僅是電力市場(chǎng)的主要購(gòu)買者，也是當(dāng)前我國(guó)虛擬電廠的主要收入來(lái)源。
結(jié)語(yǔ)
國(guó)內(nèi)已成功實(shí)施了三個(gè)具有代表性的虛擬電廠示范項(xiàng)目，包括江蘇的大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)、上海的黃浦虛擬電廠，以及國(guó)網(wǎng)翼北電力的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠（VPP）示范工程，這些示范工程在推動(dòng)虛擬電廠技術(shù)的發(fā)展方面起到關(guān)鍵引領(lǐng)作用。
整體來(lái)看， 我國(guó)虛擬電廠目前仍處于發(fā)展初期，從建設(shè)進(jìn)度的角度看，產(chǎn)業(yè)鏈中最先受益的可能是上游的基礎(chǔ)資源建設(shè)隨后是平臺(tái)建設(shè)的相關(guān)領(lǐng)域。“十四五”期間江蘇、上海、浙江和廣東等多個(gè)地區(qū)積極開(kāi)展了電力需求響應(yīng)和虛擬電廠的試點(diǎn)工作。隨著行業(yè)的不斷完善和下游需求的下速推動(dòng)，虛擬電廠市場(chǎng)空間十分廣闊。