中國儲能網(wǎng)訊：隨著能源轉(zhuǎn)型深入伴隨著新能源高比例接入電網(wǎng)，帶來巨大調(diào)峰調(diào)頻壓力，虛擬電廠應(yīng)運而生。
虛擬電廠是一種新型電力系統(tǒng)，可對大規(guī)模新能源電力進行高效利用，是電力行業(yè)未來極具潛力的發(fā)展方向。
延展閱讀：新型電力系統(tǒng)：產(chǎn)業(yè)鏈格局梳理
虛擬電廠既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調(diào)峰，又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納配合系統(tǒng)填谷，是新時期需求側(cè)管理的重要載體。
咨詢機構(gòu)P&S預(yù)計，全球虛擬電廠市場將從2016年的1.92億美元增長至2023年的11.88億美元，年均復(fù)合增率超30%。
我國虛擬電廠尚處于初期發(fā)展階段，供需兩側(cè)發(fā)展空間廣闊。
虛擬電廠示意圖：
圖片資料來源：國網(wǎng)上海經(jīng)研院
虛擬電廠行業(yè)概覽
山西省能源局印發(fā)《虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》，明確虛擬電廠的類型、入市流程、技術(shù)規(guī)范、運營模式等。
《方案》對虛擬電廠（VPP）的定義為：將不同空間的可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲能側(cè)和電源側(cè)等一種或多種資源聚合起來，實現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)，是一種跨空間的、廣域的源網(wǎng)荷儲的集成商。
“虛擬”是指其沒有實體電廠的存在形式；“電廠”是指其具有電廠的某些屬性，如提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)、參與電力市場并獲得收益等。
虛擬電廠的核心為“通信”和“聚合”。
通過5G通信技術(shù)、人工智能、邊緣計算、區(qū)塊鏈等先進技術(shù)，將分布式電源（DG）、可控負(fù)荷、儲能、電動汽車等分散在電網(wǎng)的分布式供能（DER）聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，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(diào)管理系統(tǒng)。
實現(xiàn)電源側(cè)的多能互補、負(fù)荷側(cè)的靈活互動，對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)，達成與常規(guī)發(fā)電廠類似的效果。
而在物理空間上，并不需要真正建造一個發(fā)電廠。
虛擬電廠強調(diào)“聚合”的概念，在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用能源管理系統(tǒng)將分散的發(fā)/用電主體整合為一個虛擬的可控集合體。
虛擬電廠最具吸引力的功能就在于能夠聚合多種類型的分布式資源參與電力市場運行。
以風(fēng)能和太陽能為代表的新能源具有顯著的間歇性和強隨機波動性，以此為一次能源的發(fā)電方式不僅會將這些特性繼承下來，還會隨時空范圍的變化產(chǎn)生規(guī)律性改變。
因此，若將單一形式的多臺新能源發(fā)電機組規(guī)?；亟尤氪箅娋W(wǎng)，將產(chǎn)生較嚴(yán)重的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，這將是制約新能源電力大規(guī)模開發(fā)利用的瓶頸。
虛擬發(fā)電廠提供的新能源電力與傳統(tǒng)能源和儲能裝置集成的模式，能夠在智能協(xié)同調(diào)控和決策支持下對大電網(wǎng)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的電力輸出特性，為新能源電力的安全高效利用開辟了新路徑。
圖片資料來源：住友電工
作為儲能的商業(yè)模式之一，虛擬電廠通過分布式電力管理系統(tǒng)參與電網(wǎng)的運行和調(diào)度，主要由發(fā)電系統(tǒng)、儲能設(shè)備、通信系統(tǒng)三部分構(gòu)成，是聚合優(yōu)化“源—網(wǎng)—荷”清潔低碳發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)和互動商業(yè)模式。
虛擬電廠在終端用戶、分布式電源、電網(wǎng)和能源服務(wù)商各個環(huán)節(jié)都能產(chǎn)生收益，在虛擬電廠的聚合下，企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場交易，包括中長期市場和實時平衡市場。
虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈
虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)由上游基礎(chǔ)資源、中游系統(tǒng)平臺、下游電力需求方構(gòu)成。
圖片資料來源：閃訊邊緣云、國元證券
上游基礎(chǔ)資源
上游基礎(chǔ)資源主要包括可調(diào)負(fù)荷、分布式電源和儲能設(shè)備。
可調(diào)負(fù)荷的重點應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工業(yè)、建筑和居民等。
中游系統(tǒng)平臺
中游資源聚合商主要依靠互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等，整合、優(yōu)化、調(diào)度、決策來自各層面的數(shù)據(jù)信息，增強虛擬電廠的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制能力，是虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有望成為電力行業(yè)生態(tài)的主角。
隨著分布式能源種類和數(shù)量越來越多，分布空間越來越廣，部分聚合商最終將成為一種跨種類、廣域的源網(wǎng)荷儲集成商，在電力行業(yè)發(fā)揮舉足輕重的作用。
下游電力需求方
產(chǎn)業(yè)鏈下游為電力需求方，由電網(wǎng)公司、售電公司和大用戶構(gòu)成。
電網(wǎng)公司作為電網(wǎng)運營商，是電力市場的重要買方。售電公司包括獨立售電公司、擁有配網(wǎng)運營權(quán)的售電公司和電網(wǎng)領(lǐng)域的售電公司。大用戶主要指B端可直接參與電力批發(fā)市場交易的工商業(yè)電力大用戶。
發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)公司、電力用戶多方受益。發(fā)電企業(yè)可提升存量機組利用效率；電網(wǎng)公司可提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平；為電力用戶提供便捷參與的技術(shù)手段、市場化參與的渠道和可持續(xù)的商業(yè)模式。
虛擬電廠市場格局
虛擬電廠作為資本、資源和技術(shù)高度密集型行業(yè)，具有一定進入壁壘。
由于行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅吮姸囝I(lǐng)域企業(yè)入局，企業(yè)類型多樣，但市場集中度不高，競爭較為激烈。
虛擬電廠在歐美發(fā)達國家發(fā)展較為成熟，已有一些可供借鑒的小規(guī)模示范項目。
自2001年起，歐洲各國就開始開展以集成中小型分布式發(fā)電單元為主要目標(biāo)的虛擬發(fā)電廠研究項目。
參與的國家包括德國、英國、西班牙、法國、丹麥等?，F(xiàn)已實施的虛擬電廠項目有德國卡塞爾大學(xué)太陽能供應(yīng)技術(shù)研究所的試點項目、歐盟虛擬燃料電池電廠項目、歐盟FENIX項目等。
國內(nèi)市場來看，具有開展虛擬電廠業(yè)務(wù)的企業(yè)有先天優(yōu)勢，是當(dāng)前示范項目主力，如國網(wǎng)信通、國電南瑞、遠光軟件等。
國網(wǎng)通信已落地虛擬電廠示范項目，在天津市濱海新區(qū)惠風(fēng)溪智慧能源小鎮(zhèn)構(gòu)建虛擬電廠系統(tǒng)，裝容量75MW，可調(diào)負(fù)荷36MW。未來計劃在北京、上海、江蘇、湖南、湖北等區(qū)域構(gòu)建體量更大的虛擬電廠系統(tǒng)。
國電南瑞在虛擬電廠上形成了完備的技術(shù)和產(chǎn)品系列，可靈活支持市場上多種新商業(yè)模式，優(yōu)勢在于豐富的電力系統(tǒng)運行經(jīng)。
當(dāng)前各大公司正加速進入數(shù)字能源產(chǎn)業(yè)。一方面，以華為、中興通訊、工業(yè)富聯(lián)等為代表的科技型企業(yè)紛紛通過設(shè)立獨立部門或子公司形式入局?jǐn)?shù)字能源領(lǐng)域；另一方面，傳統(tǒng)能源企業(yè)相繼組建數(shù)字化公司，加快能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
智慧能源和IT領(lǐng)域方案提供商主要包括恒實科技、華為、易事特、金智科技、科陸電子等。
恒實科技全程參與冀北電力公司虛擬電廠建設(shè)，在虛擬電廠規(guī)則制定、用戶協(xié)議簽訂、智能終端安裝與調(diào)試和和市場化運營方面具備豐富運營經(jīng)驗。
新能源、新型儲能等領(lǐng)域企業(yè)也開展虛擬電廠技術(shù)研發(fā)和布局，如天楹股份、電享科技、國能日新等。
國能日新虛擬電廠智慧運營管理系系統(tǒng)：
圖片資料來源：國能日新
目前國內(nèi)已有成功獲利的虛擬電廠項目出現(xiàn)。
2022年5月20日，部署于國電投深圳能源發(fā)展有限公司的虛擬電廠平臺發(fā)出指令，調(diào)度尚呈新能源蛤地智能充電站將50千瓦時電量從0時轉(zhuǎn)移至4時。
根據(jù)5月26日廣東電力現(xiàn)貨市場數(shù)據(jù)，深圳能源通過此次試驗獲利，平均度電收益0.274元，成為我國首個虛擬電廠調(diào)度用戶負(fù)荷參與電力現(xiàn)貨市場盈利的案例。
此外，上海、江蘇、河北等地也已開始虛擬電廠的試點建設(shè)和運行。
國內(nèi)部分虛擬電廠項目：
近年來，為適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，國家發(fā)改委、國家能源局出臺系列政策推動完善全國統(tǒng)一的電力市場體系，支持培育多元競爭市場主體，鼓勵虛擬電廠參與電力市場交易及系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)。
《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》（發(fā)改能源〔2022〕210號）等多個政策文件均提出，我國將完善新型電力系統(tǒng)建設(shè)和運行機制，完善適應(yīng)可再生能源局域深度利用和廣域輸送的電網(wǎng)體系，健全適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場機制，完善靈活性電源建設(shè)和運行機制，并開展各類資源聚合的虛擬電廠示范。
