在能源轉(zhuǎn)型的背景下，虛擬電廠正逐漸成為電力系統(tǒng)靈活性和高效運(yùn)行的關(guān)鍵。它通過聚合分布式能源、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷，以“虛擬”形式參與電網(wǎng)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化與低碳目標(biāo)。

1、什么是虛擬電廠？

虛擬電廠技術(shù)（VPP， Virtual Power Plant），是將電源、可控負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，通過虛擬電廠的控制中心， 合并作為一個(gè)特別整體參與電網(wǎng)運(yùn)行。在虛擬電廠中，每一部分均與控制中心相連，通過智能電網(wǎng)的雙向信息傳送，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度協(xié)調(diào)機(jī)端潮流、受端負(fù)荷以及儲(chǔ) 能系統(tǒng)，以達(dá)到降低發(fā)電損耗、 減少溫室氣體排放、優(yōu)化資源利用、降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷和提高供電可靠性的目的。

2、虛擬電廠為什么是虛擬的？為什么能“發(fā)電”?

虛擬電廠之所以“虛擬”，是因?yàn)樗恢苯由a(chǎn)電能，而是通過優(yōu)化和管理分布式能源資源以及需求側(cè)管理來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

（1）虛擬電廠的工作原理

• 發(fā)電單元：整合太陽能光伏、風(fēng)能、小型燃?xì)廨啓C(jī)等分布式能源資源，以及儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車充電樁、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，通過電表監(jiān)測和控制能源使用。

• 負(fù)荷集成商：負(fù)責(zé)收集和管理發(fā)電單元的數(shù)據(jù)和性能，通過智能控制系統(tǒng)優(yōu)化能源使用和分配，如千瓦、浦華等能源管理公司或服務(wù)提供商。

• 虛擬電廠后臺(tái)：作為中央管理平臺(tái)，監(jiān)控、調(diào)度和優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對分布式能源資源的集中管理，如上海（合煌）、江蘇虛擬電廠等。

（2）虛擬電廠如何“發(fā)電”

• 儲(chǔ)能放電：儲(chǔ)能設(shè)備在電力需求低時(shí)儲(chǔ)存電能，在需求高時(shí)釋放，減少對主電網(wǎng)的依賴，相當(dāng)于在需求高峰時(shí)“發(fā)電”。

• 空調(diào)節(jié)能：智能控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，減少能源消耗，減少電網(wǎng)負(fù)荷，相當(dāng)于間接“發(fā)電”。

• 充電樁降低充電功率：智能調(diào)度電動(dòng)汽車充電時(shí)間，減少電網(wǎng)峰值負(fù)荷，相當(dāng)于在需求低時(shí)“發(fā)電”。

• 需求側(cè)管理：激勵(lì)用戶在電力需求低時(shí)使用更多電力，或在需求高時(shí)減少使用，例如，某工廠在高峰時(shí)段減少使用10000度電，變相對電網(wǎng)發(fā)了10000度電。

3、微電網(wǎng)與虛擬電廠

基于1~N 個(gè)微電網(wǎng)構(gòu)建的虛擬電廠，相對于傳統(tǒng)的光儲(chǔ)充等負(fù)控直接接入虛擬電廠有如下好處：

• 高內(nèi)聚、低耦合，易復(fù)制。

• 虛擬電廠無需管理大量負(fù)控終端，只需要管理1~N個(gè)微電網(wǎng)，由微電網(wǎng)自行判斷、響應(yīng)調(diào)控需求，并將結(jié)果告知微電網(wǎng)。

• 在此架構(gòu)中，微電網(wǎng)既實(shí)現(xiàn)了分布式電源與終端用戶的柔性互聯(lián)，又為虛擬電廠提供了可調(diào)度的靈活性資源，從而提升能源管理的可靠性與自動(dòng)化水平。

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4、虛擬電廠發(fā)展層級

（1）邀約型

• 沒有電力市場的情況下，由政府部門或調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織，各個(gè)聚合商參與，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵(lì)流程

• 各地需求側(cè)響應(yīng)

（2）市場型

• 在電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場建成后，虛擬電廠聚合商以類似于實(shí)體電廠的模式，分別參與這些市場獲得收益

• 冀北電力交易中心

（3）自主調(diào)度型

• 隨著虛擬電廠聚合的資源種類越來越多，數(shù)量越來越大，空間越來越廣，實(shí)際上可稱之為“虛擬電力系統(tǒng)”，其中既包含可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能和分布式能源等基礎(chǔ)資源，也包含由這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。

結(jié)語：

虛擬電廠能夠提升電網(wǎng)穩(wěn)定性，推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)落地。未來，隨著微電網(wǎng)與分布式資源的深度融合，虛擬電廠或?qū)⒊蔀樾滦碗娏ο到y(tǒng)中不可或缺的“隱形電廠”。