虚拟主播、虚拟货币、虚拟演唱会……随着数字、物联网等技术的不断进步，各类与“虚拟”相关的概念开始逐步发展。在能源版块，“虚拟”同样存在，它就是“虚拟电厂”。

在国家“双碳”背景下，随着冬夏用电量不断攀升，如何更好地在电网中调配、运用好各类电力资源，提高能源使用效率，成为新时代的现实课题。近日，随着太平洋燃气与电力公司联合特斯拉推出虚拟电厂试点项目，这个源于欧洲的“虚拟”概念再次成为国内能源行业的关注焦点。

虚拟电厂是什么？

“虚拟电厂”，即利用软件系统和信息通信技术（主要包含协调控制技术、智能计量技术和信息通信技术），将分布式发电、储能和可控负荷资源聚合起来，并进行电力调度的协调优化，从而实现电力系统的供需平衡。从这个角度来看，它等同于一个“电厂”。与此同时，它还作为主体参与电力市场和电网运行，获取收益。

“虚拟电厂”并不是一个新概念，据了解，早在2000年，由德国、荷兰和西班牙等5个国家的11家公司共同推出了全球首个虚拟电厂项目VFCPP。它以中央控制系统通信为核心，由31个分散、独立的居民燃料电池热电联产(CHP)系统组成。VFCPP将所有燃料电池CHP系统聚合成一个有机整体，在给出确定的负荷曲线时，中央控制系统CSS与现场能量管理器进行通信，协调控制每个机组的供热和供电，并无时延地跟踪预定负荷曲线，在负荷变化或需求达到峰值时优化各系统生产，从而降低了生产成本和峰值负荷对配电网的电能需求。

虚拟电厂的产业链为：

上游基础资源，主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备。

中游系统平台，即资源聚合商，主要为信息化提供商，依靠互联网、大数据等技术，整合、调度各层面的数据信息，增强虚拟电厂的协调控制能力，是虚拟电厂产业链的关键环节。

下游电力需求方，即电网公司、售电公司等参与者，通过中游资源聚合商的合理分配，下游需求方可以用更加高效的方式进行电力购买和使用。

虚拟电厂的分类

6月21日，山西省能源局印发《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》（以下简称：方案），对建立现货背景下的虚拟电厂市场化运营机制提出了具体实施办法。

在该《方案》中，按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同，将虚拟电厂分为两类。一类为“负荷类”虚拟电厂，另一类为“源网荷储一体化”虚拟电厂（以下简称：一体化虚拟电厂）。两类虚拟电厂主要有以下五点不同：

1、聚合资源类别不同。“负荷类”虚拟电厂指虚拟电厂运营商聚合具备负荷调节能力的电动汽车、充电桩等市场化电力用户，并作为一个整体对外提供负荷侧灵活响应调节服务。而一体化虚拟电厂是指聚合新能源、用户及配套储能项目，作为独立市场主体参与电力市场，不占用系统调峰能力，具备自主调峰调节能力，并可以为公共电网提供调节服务；

2、参与市场形态不同。负荷类虚拟电厂作为一个整体，呈现负荷状态；一体化虚拟电厂作为独立市场主体参与电力市场。相较前者，后者并非单一的提供电网波动时的负荷，自身同时具备“源+储”的内部微网结构。

3、提供服务类别不同。负荷类虚拟电厂仅能够提供负荷侧灵活响应调节服务，而一体化虚拟电厂原则上不需占用系统调峰能力，具备自主调峰、调节能力，并可以为公共电网提供调节服务。

4、运营资格不同。负荷类虚拟电厂运营商是具有山西电力市场交易资格的售电公司或电力用户；一体化虚拟电厂运营商应是“一体化”项目主体或者授权代理商，并具有山西电力市场售电资格。

5、参与的交易市场不同。市场建设初期，负荷类虚拟电厂参与中长期、现货及辅助服务市场；一体化虚拟电厂参与现货及辅助服务市场，后期视电力市场发展情况实时进行调整。特别是在参与现货市场时，虚拟电厂仅参与日前现货市场，实时现货市场中作为固定出力机组参与出清，待条件具备后，再参与实时现货市场。

我国虚拟电厂发展情况

虚拟电厂的发展可以大致分为三个阶段。

第一个阶段为邀约型阶段。这是在没有电力市场的情况下，由政府部门或调度机构牵头组织，各个聚合商参与，共同完成邀约、响应和激励流程。

第二个阶段是市场型阶段。这是在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，分别参与这些市场获得收益。在第二阶段，也会同时存在邀约型模式，其邀约发出的主体是系统运行机构。

第三个阶段是未来的虚拟电厂，我们称之为跨空间自主调度型虚拟电厂。随着虚拟电厂聚合的资源种类越来越多，数量越来越大，空间越来越广，实际上可称之为“虚拟电力系统”，其中既包含可调负荷、储能和分布式能源等基础资源，也包含由这些基础资源整合而成的微网、局域能源互联网。

目前，虚拟电厂的理论和实践在欧美发达国家发展较为成熟，我国虚拟电厂建设尚处于概念验证和试点阶段（邀约阶段）：

2019年12月11日，国内首个虚拟电厂国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程投入运行；

2021年11月，南方电网深圳供电局、南方电网科学研究院联合研发的国内首个网地一体虚拟电厂运营管理平台在深圳试运行；

2021年6月21日，浙江平湖县域虚拟电厂首次投入实战应用。下阶段，该虚拟电厂将重点挖掘用户侧储能电站、数据中心、冷链行业等新型资源，扩大“虚拟电厂”资源池效应，促进新能源消纳、辅助电网调峰调频、提高电网安全运行水平；

2020年，丽水建成浙江省首个绿色能源虚拟电厂。下一步，浙江将进一步开展城市级“虚拟电厂”体系建设，同时探索“虚拟电厂”的商业模式；

2021年6月，武汉市正在开展的“虚拟电厂”试点项目……

今年以来，虚拟电厂收获诸多政策利好：

《“十四五”现代能源体系规划》（今年1月印发）中提出“推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与辅助服务”。

山西省《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》（今年6月）中明确了虚拟电厂的类型、技术要求、参与市场、建设及入市流程等。

《北京市“十四五”时期电力发展规划》（今年6月）中也指出，出台北京市虚拟电厂建设指导意见，完善需求响应和负荷调控技术平台功能，研究制定市场运行规则及支持政策，引导全市各行业电力用户参与虚拟电厂构建。

抛开一切表象和概念，虚拟电厂本质上就是电力市场化交易。中国虚拟电厂的发展难点不在软件产品、技术和商业化模式，如何平衡好“公益性”（社会效益）和市场经济价值之间的关系，才是它的主要症结，这也需要整个社会的共同努力与探索。

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