在能源轉型的背景下，虛擬電廠正逐漸成為電力系統(tǒng)靈活性和高效運行的關鍵。它通過聚合分布式能源、儲能和可控負荷，以“虛擬”形式參與電網(wǎng)調度，實現(xiàn)資源優(yōu)化與低碳目標。

1、什么是虛擬電廠？

虛擬電廠技術（VPP， Virtual Power Plant），是將電源、可控負荷和儲能系統(tǒng)有機結合，通過虛擬電廠的控制中心， 合并作為一個特別整體參與電網(wǎng)運行。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，進行統(tǒng)一調度協(xié)調機端潮流、受端負荷以及儲 能系統(tǒng)，以達到降低發(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”，是因為它不直接生產(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管理來實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運行。

（1）虛擬電廠的工作原理

• 發(fā)電單元：整合太陽能光伏、風能、小型燃氣輪機等分布式能源資源，以及儲能設備、電動汽車充電樁、空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，通過電表監(jiān)測和控制能源使用。

• 負荷集成商：負責收集和管理發(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提供商。

• 虛擬電廠后臺：作為中央管理平臺，監(jiān)控、調度和優(yōu)化整個系統(tǒng)的運行，實現(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”

• 儲能放電：儲能設備在電力需求低時儲存電能，在需求高時釋放，減少對主電網(wǎng)的依賴，相當于在需求高峰時“發(fā)電”。

• 空調節(jié)能：智能控制空調系統(tǒng)運行，減少能源消耗，減少電網(wǎng)負荷，相當于間接“發(fā)電”。

• 充電樁降低充電功率：智能調度電動汽車充電時間，減少電網(wǎng)峰值負荷，相當于在需求低時“發(fā)電”。

• 需求側管理：激勵用戶在電力需求低時使用更多電力，或在需求高時減少使用，例如，某工廠在高峰時段減少使用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 個微電網(wǎng)構建的虛擬電廠，相對于傳統(tǒng)的光儲充等負控直接接入虛擬電廠有如下好處：

• 高內聚、低耦合，易復制。

• 虛擬電廠無需管理大量負控終端，只需要管理1~N個微電網(wǎng)，由微電網(wǎng)自行判斷、響應調控需求，并將結果告知微電網(wǎng)。

• 在此架構中，微電網(wǎng)既實現(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度的靈活性資源，從而提升能源管理的可靠性與自動化水平。

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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，由政府部門或調度機構牽頭組織，各個聚合商參與，共同完成邀約、響應和激勵流程

• 各地需求側響應

（2）市場型

• 在電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務市場和容量市場建成后，虛擬電廠聚合商以類似于實體電廠的模式，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，實際上可稱之為“虛擬電力系統(tǒng)”，其中既包含可調負荷、儲能和分布式能源等基礎資源，也包含由這些基礎資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。

結語：

虛擬電廠能夠提升電網(wǎng)穩(wěn)定性，推動“雙碳”目標落地。未來，隨著微電網(wǎng)與分布式資源的深度融合，虛擬電廠或將成為新型電力系統(tǒng)中不可或缺的“隱形電廠”。