虚拟电厂一直被认为是实现可再生能源发电大规模接入电网的最佳模式，近日，这个梦想变成了现实。
劳动节期间，国网上海电力在国内率先开展了泛在电力物联网场景下的虚拟电厂全域综合响应。
商业建筑虚拟电厂、智能有序充电、非工柔性空调、工业自动响应、储能、综合能源云平台、分布式用能、冰蓄冷等多种类型客户共同参与，通过对自身能源使用的合理分配，变成了一个个微型虚拟电厂。
据悉，国网上海电力此次全域综合需求响应于4月28日下午13点开展了6个特定区域局部精准削峰响应试点，平均减低区域负载15.06%。
于5月2日凌晨3点-6点的电网负备用时段开展了规模化“填谷”响应，单次最大提升负荷34.03万千瓦，响应时段平均填谷负荷31.21万千瓦，填谷负荷量占夜间电网低谷负荷总量的3.35%。
在此之前，上海市电力需求响应中心于4月26日组织开展了上海市首次需求响应年度竞价交易。
什么是虚拟电厂?
虚拟电厂是一种“特殊”的电厂，它通过先进信息通信技术和软件系统进行电源协调管理，将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源聚合和协调优化，形成一个系统参与电力市场和电网运行。
中国工程院院士杜祥琬曾说：“‘虚拟电厂’不是传统意义上的发电厂，而是相当于一个电力‘智能管家’。能在光伏等分布式能源有间歇性时，通过储能装置把它们组织起来，形成稳定、可控的‘大电厂’，便于处理与大电网之间的各种关系。”
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。从某种意义上讲，虚拟电厂可以看做是一种先进的区域性电能集中管理模式，通过一套智能调控系统，让电厂发电量和用户用电量保持平衡，而这里的电厂不只是我们所看到的中心电厂，也包括电网中风力发电、太阳能发电这种不稳定的发电设备。
虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合分布式能源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。
虚拟电厂的优势
随着世界能源紧缺、环境污染等问题的日益突出，分布式电源以可靠、经济、灵活、环保的特点而被越来越多的国家所采用。然而，尽管分布式优点突出，但仍存在诸多问题。
中国目前大多采用微网的概念作为分布式电源的并网形式，它能够很好地协调大电网与分布式电源的技术矛盾，并具备一定的能量管理功能，但微网以分布式电源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、大规模分布式能源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。
虚拟电厂并不改变每个分布式电源并网的方式，而是通过先进的控制计量、通信等技术聚合分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源，并通过更高层面的软件构架实现多个分布式能源的协调优化运行，更有利于资源的合理优化配置及利用。
传统主动配电网是实现大规模分布式电源并网运行的另一种有效解决方案，它是将分布式电源的接入半径进行了一定的扩展，能够对配电网实施主动管理，但对分布式电源能够呈现给大电网及电力市场的效益考虑不足。
虚拟电厂的提出则为解决这些问题提供了新的思路。虚拟电厂更多强调的是对外呈现的功能和效果，更新运营理念并产生社会经济效益，其基本的应用场景是电力市场。这种方法无需对电网进行改造而能够聚合分布式电源对公网稳定输电，并提供快速响应的辅助服务，成为分布式电源加入电力市场的有效方法，降低了其在市场中孤独运行的失衡风险，可以获得规模经济的效益。
虚拟电厂的上海实践
近年来，上海电网特大型城市受端电网负荷特征日益凸显，峰谷差逐年放大，尖峰时段降温负荷占比不断增高。为了保证高峰期供电安全，上海电网不得不保留大量的冗余发电能力，造成资源浪费。虚拟电厂的出现解决了这个问题。
虚拟电厂可以让电网成为用户侧可调资源聚合共享的枢纽和平台，将每个用户内可调节电力资源聚合成一个可控集合体，根据大电网运行需求和自身情况主动调节，实现“需求弹性，供需协同”和社会整体资源利用效率最优化，也为上海城市电网安全运行和清洁能源消纳提供更好保障。
在上海市电力发展“十三五”规划中，由众多分布式储能设备集合而成的黄埔区商业建筑虚拟电厂，成为上海市电力体制改革、智能电网建设的独特案例。
早在2018年1月，位于黄浦区九江路上的宝龙大厦第八次参与了虚拟电厂试运行，“发电”能力达100千瓦。宝龙大厦仅仅是黄浦区虚拟电厂的一个项目。
据了解，依托“智慧城市能源云平台”的虚拟电厂功能，通过大数据研判及客户细分实现了更高效、更智能的局部响应。
有别于过去针对大电网层面开展、固定标准补偿方式的需求响应，本次全域综合需求响应在国内率先开展局部精准需求响应（最小精准定位至一台10千伏变压器）。
在国内率先在需求响应竞价交易中引入通知提前量系数，更好适应电网运行需求，调动用户参与积极性，进一步提高了需求侧管理市场化水平。
全市负荷管理终端、能源控制器、能源路由器、智能有序充电桩、用户内部用能管理系统、温感传感器、柔性控制终端等构建的泛在电力物联网感知层。
负控无线专网、光纤专网和移动互联网构建的网络层；市需求响应平台和用电负荷管理系统构建的平台层。
共同支撑了此次全链互动、自动运转的全过程“源网荷”交互。
国网上海电力在报道中称， 今年的虚拟电厂全域综合响应只是一个成功的开头，未来，依托泛在电力物联网的持续构建和技术突破，将进一步实现需求侧管理工作各个环节互联、源网荷交互。
运用信息化手段推动供需双方需求智能高效互动，进一步提升需求侧机动调峰能力和需求侧响应市场化水平，助力打造新时代共生、共建、共享、共赢的智慧城市能源生态圈。
