一文看懂什么是虚拟电厂

随着风电、光伏等新能源的迅猛发展，能源生态系统发生深刻改变，虚拟电厂的作用已然凸显，虚拟电厂的概念，在我国悄然兴起。

1.什么是虚拟电厂？

虚拟电厂是在配电网中，由众多分布式发电、储能设备和可控负荷，聚合在一起而形成的电厂。

相对于传统的电厂，虚拟电厂可以理解为是一种广域的线上电厂，虽然没有确切的厂区，散布的设备形态与“电厂”的概念也有较大落差，但却实际发挥着一个电厂的本质作用。

虚拟电厂由终端、主站和软件构成。终端主要包括风电、光伏、小水电、潮汐能发电等分布式可再生发电设备，蓄电池、充电桩、小型蓄能电站等分布式储能设备和社区 微电网等可调控负荷 ；主站运用物联网控制技术， 对加入的终端进行聚合、控制，并以唯一的主接口参与外部电力市场交易 。

2.虚拟电厂的主要功能

（1）聚合功能：虚拟电厂在电网的配电侧，专门吸纳小而散的 分布式发电、储能和可调负荷资源 ，形成规模，参与市场和电网运营，解决小容量单独接入成本高、难操作等问题。

（2）主体功能：虚拟电厂除了分布和商业模式外，与传统电厂以同样的方式接入电网，同样作为市场主体参与常态化运营，权益同样受法律保护。

（3）平衡功能：虚拟电厂发挥内部系统平抑调节功能，可以减轻主电网的调度压力，增强电网调度的灵活性，能更好的服务于能源结构绿色转型升级。

3.关键核心技术

（1）物联网控制技术：克服间歇性和随机性，实现广域的电力负荷聚合并能被电网灵活调用，是参与电力市场常态化运行的关键。

（2）智能计量技术：是实现自动抄表，实时监测的基础。

（3）信息通信技术：通过线路载波技术、无线通信技术等，实现双向通信和目标信息控制。

4.发展的驱动因素

虚拟电厂的产生和发展，主要受到3个因素的驱动：

一是终端需求，随着分布式发电、储能数量的急剧增长，有解决接入电网、组团降低成本的需求；

二是电网需要，电力系统转型升级，迫切需要分级平抑新能源电力的冲击和调度难题；

三是技术支持，能够实现广域分布式能源的聚合和调节控制。

5.虚拟电厂的现状及前景

目前，我国虚拟电厂处于早期培育阶段。一些虚拟电厂还只是配电侧的辅助系统，仅向 社会 提供电力交易的撮合服务。只有先将虚拟电厂运作起来，其功能、市场规模、业务体量、成熟度等才会慢慢地有一个质的飞跃。在政策优惠、政府补贴下逐渐积累能力、完善功能，从时间上看，可能还需要3 5年的市场培育期。

在发展领先的广东省，单个虚拟电厂聚合的容量规模，有的达到15万千瓦，与百万千瓦级的水电站或集中式风电场相比，差距仍然太大。

虚拟电厂成熟的商业模式，应是聚合大量分布式可再生能源和储能设施，形成规模化；根据电网负荷需求预测、分类分时电价、碳排放指标、成本和运行特性等，制订效益优化的售电和购电计划，形成持续稳定供电型模式，或“削峰填谷”调节型模式。

从长远来看，随着我国风电、光伏、储能、电力交易、碳交易 等业态的发展，虚拟电厂 有望成为电力体系转型升级、效率优化的重要手段 ，获得大力发展，形成规模效益。

现在的大企业，因为这伯些大企业都会用虚拟电厂去制造衟一些东西，会选择投资电厂。

尽管虚拟电厂已经得到许多专业人士的认可，并在解决各种问题方面发挥着至关重要的作用，但我们不能否认该模型尚未成熟。虚拟电厂之所以受欢迎，有两个原因：一是许多地区因高温而缺电，二是能源市场正在发生巨大变化。电力市场的建立将恢复电力的商品属性。电网公司不再是主要的受电弓，而是分销商。电力交易由知名生产商和用户直接协商。

同时，根据市场的实时供需情况，确定不同时间、不同空间的电价，随着越来越多的居民和工厂需要大量电力，许多省份面临电力等诸多问题，尤其是电力供应不足。以今年四川的高温为例，为了平衡发电量，四川采取了不定期停电和工厂停产的方法，为人民提供电力。与电力调度相关的虚拟电厂再次引起了销售市场的关注。近日，中国首个虚拟中心管理方法中心——深圳虚拟电厂管理中心揭牌成立。

国内虚拟电厂进入快速发展的新阶段。面对虚拟电厂中的主要因素，虚拟电厂已成为人们消费和需求的主要趋势，也可以促进未来的创业发展。这是为了通过不同燃料的有效组合，促进电网的长期发展，从而保护国家环境，促进新能源技术的改革和创新。这将大大提高新能源的有效利用。                   

鉴于当前的能源短缺，有效的改进也将加强对智能网络的需求感，这只会刺激相关技术的不断创新和突破。面对网络和电网问题，这是一个非常重要的未来发展趋势，它还可以解决交通领域的各种不恰当现象。

虚拟电厂”是将分布式发电机组、可控负荷和分布式储能设施有机结合，通过配套的调控技术、通信技术实现各类分布式能源进行整合调控的载体，以作为一个特殊电厂与电力市场和电网运行。

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

简介

从整个世界范围来看，虚拟电厂的研究和实施主要集中于欧洲和北美。根据派克研究公司（Pike Research)公布的数据，截至2009年底，全球虚拟电厂总容量为19.4 GW，其中欧洲占5100，美国占4400截至2011年底，全球虚拟电厂总容量增至55.6 GW。

然而，欧洲与美国虚拟电厂的应用形式有着显著的不同，欧洲各国的虚拟电厂亦各具特色。欧洲现己实施的虚拟电厂项目，如欧盟虚拟燃料电池电厂（virtual fuel cell power plant,VFCPP)项目、荷兰基于功率匹配器的虚拟电厂项目。

欧盟FENIX(flexible electricity network tointegrate expected)项目以及德国专业型虚拟电厂（professional VPP, ProViPP)试点项目，主要针对实现DG可靠并网和电力市场运营的目标考虑而来。

虚拟电厂进入了以需求为主导的快速发展期，是虚拟电厂里面的王者是主要包括对于整体系统的有效调节，促进各种人员之间的有效运用加强优化控制模式的改善，对于整体电力系统是非常重要。

虚拟电厂已经进入了人们消费和需求的主要趋势，也能够促进未来的创业发展，面对虚拟电厂里面的最重要的因素。就是通过自身有关各种燃料的有效结合运用，促进电网的长期发展，这种状况很好能够保护国家的环境，而且促进新能源技术的改革创。很大程度上加强对于新能源的有效运用，面对目前各种能源短缺问题做到有效改善也会加强对于智能电网的需求感仅带动有关技术的不断创新与突破。面对网络和电网问题而言，是一次非常重要的未来发展趋势，也能够解决有关交通领域之中存在的各种不合适现象。

虚拟电厂本身而言，其出现就是能够加强减少对于各种不可再生燃料的问题解决对于未来有关调节电网的能力也是有所提升，本质上就是加强对于新兴电力源和能源的一些应用，能够从多种层面促进新能源的有效改革也是促进新能源发电稳定需求的有效突破。因此整体而言对于虚拟电厂未来是有着非常长远的发展市场和模式，各个品牌也会加强对于虚拟电厂的有效开展，促进自身产业结构的调整，很多客户也能够增强兴趣加入到此种计划之中来。

因此对于虚拟电厂有很多客户的参与很大，促进自身产业的结构调整也能够加强与各个汽车之间的一些合作，对于未来的市场是非常能够做到有效拓展商业模式和产业结构也可以随之有效改善。促进虚拟电厂未来长远发展。

商业型虚拟电厂是从商业收益角度考虑的虚拟电厂，是 DER 投资组合的一种灵活表述。可基于用户需求、负荷预测和发电潜力预测，从而制定发电计划，参与市场竞标。在本地网络中，DER 运行参数、发电计划、市场竞价等信息由商业型虚拟电厂提供。

将区域内的注册虚拟电厂数量、注册发电机组数量、注册发电单元、分布式能源额定装机容量分别统计，利于管理者进行负荷和发电潜力预测，控制 DER 执行发电计划。

注册虚拟电厂的调控能力监测，接入削峰、填谷实时数据，评判调控能力。网供负荷和上网负荷实时对比，判断虚拟电厂的供电能力。分布式发电系统多采用性能先进的中小型模块化设备，开停机快速，维修管理方便，调节灵活，且各电源相对独立，可快速满足供电需求。当前虚拟电厂可结合Hightopo数据可视化技术进行有效数据融合，进一步将分散的 DER 聚合到可视化系统中统一进行管理，提供丰富的展示形式和效果。

庞大的虚拟电厂数据，采用柱状图和散点图分别统计 DG、储能系统、可控负荷等的分布情况。在城区等负荷密集地区需以可控负荷构成虚拟电厂，作为系统备用，或削减高峰用电；在乡村或郊区，以大规模 DG、储能等构成虚拟电厂，实现对系统的稳定和持续供电。

将工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的功率相加，就得电力系统的综合用电负荷。负荷是随机变化，每当用电设备启动或停止都会有对应的负荷发生变化，从某种程度上可以发现具有一定规律性，可依据规律进行预测。

事件信息显示偶然事件的准备阶段、执行阶段、恢复阶段、结算阶段，对某一次的偶然事件可记录下目标调控负荷、目标调控电量、实际调控负荷、实际调控电量、事件收益、开始时间、结束时间。明确此类事件的处理流程和所需负荷，作为后续此类事件处理的方案。

针对不同的偶然和必然事件，统计出在事件中发电机组数量占比、虚拟电厂调控能力占比、参与虚拟电厂列表、负荷数量占比，可分析整个电力系统是否稳定。

虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合 DER 参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。“虚拟电厂”的解决思路在我国有着非常大的市场潜力，对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说，无疑是一种好的选择。

通过可视化的面板和图表的数据绑定，以及利用不同样式的图表统计方式展示不同区县的工业企业排名、工业企业潜力排名、工业企业实测负荷排名，能分辨本地的用电大户，他们是虚拟电厂的主要客户。监测实时负荷、发电负荷因子、可调控负荷、主变容量、发电机组、发电单元，围绕用户和系统需求，自动调节并优化响应质量，减少电源和电网建设的投资，在创造良好舒适生活环境的同时，实现用户和系统，技术和商业模式的双赢。

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。

虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合DER参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。“虚拟电厂”的解决思路在我国有着非常大的市场潜力，对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说，无疑是一种好的选择。

当今，全世界的电力行业正在迅速转型，电力系统应该基于市场运营，但是，由于DG的特点，如容量小或其具有的间断性和随机性，仅靠它们本身加入电力市场运营并不可行。然而，将DG聚合成一个集成的实体(integrated entity)为这一问题提供了解决途径。

中国大多采用微网的概念作为DG的并网形式，它能够很好地协调大电网与DG的技术矛盾，并具备一定的能量管理功能，但微网以DG与用户就地应用为主要控制目标，且受到地理区域的限制，对多区域、大规模DG的有效利用及在电力市场中的规模化效益具有一定的局限性。

以上内容参考：百度百科-虚拟电厂

什么是虚拟电厂？

据专家介绍，虚拟电厂是一种将分布式发电、需求侧响应和储能资源统一协调控制，响应电网调度指令的物联网技术。通俗来说，虚拟电厂好比“看不见的电厂”，把散落在用户端的充电桩、空调、储能等电力负荷整合、协调起来，作为特殊电厂参与电力市场。在虚拟电厂的聚合下，企业、居民等用户均可参与电力市场交易，灵活性更高。当需求侧供电量不足时，可以作为“正电厂”向电力系统供电，当发电侧电量过大，需求侧难以负荷时，又可以作为“负电厂”加大负荷消纳电力系统电力，帮助电力市场削峰填谷，平滑新能源并网给电网带来的一系列影响。

冀北电力交易中心总经理王宣元表示，所谓“虚拟”，体现在它并不具有实体存在的电厂形式，却真有一个电厂的功能，而且是远超传统实体电厂的功能，因为它打破了传统电力系统中发电厂之间、发电侧和用电侧之间的物理界限。不同于传统发电站，虚拟电厂是借助虚拟（数字化）手段，通过信息通信技术和软件系统管理分布式能源，对内将相对分散的电源、电网、荷载和储能等进行聚合协调和优化控制。

券商研报：我国虚拟电厂市场空间近800亿元

研报称，以广东电力现货交易和需求侧响应的情况为参考，东北证券测算，需求响应退补后，预计每年广东省内虚拟电厂的收益空间约为83亿元，对应预计全国虚拟电厂收益空间约为870亿元。

新能源 汽车 巨头的“虚拟电厂”实验：普通家庭也能参与能源市场

公开信息显示，今年5 月末，特斯拉在美国举行了 Powerwall 家庭储能电池的示范项目，游说了 64 个拥有屋顶太阳能板和家用储能电池的得州北部家庭参与了这一试验，并向美国电网展示这种产品的潜力。特斯拉希望通过让“Powerwalls”用户抱团，以提供“并网发电”服务，从而帮助用户从电网运营公司获得收益，同时帮助电网缓解压力。特斯拉试验结果表明，设备能够在几秒钟内激活空闲的电池容量，并为电网提供供电服务。

上个月，特斯拉还在游说拥有太阳能和电池的房主参与德克萨斯州的能源市场。同时，特斯拉也开始呼吁得州电网营运商改变规则，就家用电池如何参与电力市场和获取收益制定新规则。该公司向运营电网的组织得州电力可靠性委员会 (ERCOT) 提出了一项规则变更要求，试图将使用太阳能板 + 电池用户 (即使用住宅太阳能用户) 能够对额外的容量进行投标。

特斯拉前日曾公开表示，它已经有64名Powerwall的所有者参与了VPP示范，早期的结果很有希望。现在，如果ERCOT通过规则的改变，这些相同的Powerwall业主可以通过特斯拉VPP开始参与德克萨斯州的能源市场，这将释放出家庭储能的更多价值，因此，它将缩短Powerwall等家用电池组的投资回报期，同时帮助稳定德克萨斯州的电网。特斯拉的目标是在今年年底前改变规则。

我国多地区已出台“虚拟电厂”行动方案

近年来，国家发改委、国家能源局出台一系列政策推动完善全国统一的电力市场体系，鼓励虚拟电厂参与电力市场交易及系统运行调节。实际上，我国不少地区已有出台“虚拟电厂”行动方案的指引。浙江、山西、广东等地不断 探索 通过虚拟电厂项目积极响应削峰填谷需求，提高电力系统运营效率。

浙江出台了“十四五”期间具体行动方案，规划了下一步的建设目标；“‘负荷类’虚拟电厂按‘报量报价’方式参与现货市场......其他批发市场用户按照‘报量不报价’方式参与市场交易。“到2025年，浙江省试点建设10个左右虚拟电厂项目，提升最大可控负荷储备，具备日调峰能力20万千瓦以上。”

山西省能源局6月23日发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》。方案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。

据了解，我国已出现首个调度用户负荷参与电力现货市场并盈利的虚拟电厂—日前，国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台参与电力现货市场。

开源证券分析师赵良毕表示，虚拟电厂可以降本增效，为电力行业未来主要发展方向，战略意义重大。国元证券表示，由于行业发展潜力巨大，目前虚拟电厂已吸引了国网信通、国电南瑞、恒实 科技 等众多相关企业加速布局。随着国家对清洁能源和新兴技术的大力推动，虚拟电厂将成为智能电网和能源互联网中重要的能源聚合形式。工厂、企业用户，未来居民也可以参与到虚拟电厂的价值创造中。

编辑/田野

虚拟发电厂则依托自身的跨区域发电资源整合、计量、通信和调度决策AI系统，逐步成为解决电力峰谷差的经济性最优解决方案之一。

随着光伏、风电等可再生能源装机比例持续攀升，虚拟电厂有望依托自身在电网智能调度、效率优化方面作用，与储能系统等共同成为构建新型电力系统的重要一环。

日前，国家能源局发布《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》，要求积极推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易，探索建立市场化容量补偿机制。

据了解，虚拟电厂是通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，并作为特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

由于我国虚拟电厂尚处于发展初期，需要出台专项政策对虚拟电厂的功能定位、发展路线和商业模式予以明确，这也是促进其由虚向实的关键。此次发布的《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》进一步明确了电力现货市场近期建设和中远期建设的主要任务。

目前，虚拟电厂对于提升新能源消纳及电力保供、推动新型电力系统建设具有重要意义。业内人士表示，随着新能源大规模并网，仅仅依靠电网自身和电源的调节能力，已经很难保证电网的安全稳定运行，这就需要虚拟电厂等负荷侧服务与源网进行协调互动。随着国家支持虚拟电厂的政策利好频出，我国虚拟电厂未来的发展空间将十分广阔。

华西证券预计，到2025年，虚拟电厂的投资建设市场规模有望超过300亿元，平均每年投资建设规模或可达到105-200亿元。由于虚拟电厂的商业本质是通过解决95%以上峰值负荷的问题来创造价值，预计2025年虚拟电厂的运营市场规模将达到968亿元。

在政策催化和产业化趋势加速的背景下，涉及虚拟电厂相关业务的上市公司有望受益。万胜智能在互动平台表示，公司的智能电表产品，以及用电信息采集系统广泛应用于智能电网、虚拟电厂等用电领域的电能计量、数据采集等环节。

迦南智能在回复投资者提问时表示，虚拟电厂为集新能源发电、储能、电动汽车、可控负荷于一体的系统，“计量、 采集、调度”是其关键技术，公司智能电能表、集中器、能源控制器、融合终端等产品可实现虚拟电厂需求的双向计量、数据采集等功能，可配合远程系统实现调度管理，适应于虚拟电厂的建设。

随着电价市场的改革，生产企业对降低负荷的需求增加，虚拟电厂产业链中的发电端信息化企业及综合能源优化系统布局的上市公司，未来将会有更多的投资机会

虚拟电厂：Virtual Power Plant，简称VPP。

DG：distributed generator，分布式电源。

DER：distributed energy resource，分布式能源。DER包含DG，DG属于DER的一种。DER包括电源、负荷等。

虚拟电厂是相对于实体电厂来说的，客观上它并不存在。通过聚合发电、用电、储能等各方的资源，根据大数据预测，调配各方的动作，解决发电、供电、用电瞬时平衡的问题。

发电端基本都可以调配，比如让某个光伏发电厂多发电或者少发电，已满足负荷侧突然的增多或减少。

因为光伏发电有光照的要求，万一遇到需要多发电时，光照不足怎么办？储能系统可以作为一个补充措施，即在光照充足时，将发出来的电存起来，用的时候再取。风能发电、潮汐发电等也有类似的问题。

负荷侧能调配的貌似只有晚上不着急充电的电动汽车，只要保证早上七点充满电，不耽搁车主上班，其他时间可以甩掉这个负荷。

我首先想到把虚拟电厂类比为中介，干的是保媒拉线的活。媒婆了解市场行情，比如那谁家的小谁没媳妇，正好隔壁村老王的女儿也没出嫁，那就找双方家长聊聊，把两个年轻人往一起撮合撮合。只不过虚拟电厂这些操作都是自动化的，操作包括采集各方信息，给各方下达命令。不过后来在网上看到一个更好的类比，能源界的滴滴，为打车人和司机提供一个发布信息、达成交易、并提供辅助服务的平台。

再次明白一个道理：信息、资源、人脉就是钱。

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