虚 拟 电 厂
伴随着“双碳”政策的推进，能源转型深入发展，可再生能源迅速崛起，在能源结构中比例不断上升。然而可再生能源发电的不确定性和波动性，也给电网带来巨大的调峰调频压力。
电网的核心目标是实现平衡。那么存在不确定性的可再生能源，如何才能稳定地接入电网实现供需平衡？
虚拟电厂，走进了人们的视野之中。
01虚拟电厂的含义
没有电也没有厂的虚拟电厂
虚拟电厂，英文名Virtual Power Plant，简称VPP，它以物联网为基础，通过先进信息通信和智能控制技术，将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源统合，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。
#通信 #聚合
虚拟电厂概念的核心是“通信”和“聚合”，它的主要功能在于聚合分布式资源参与电力市场和辅助服务市场运行，实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动，对电网提供调峰、调频、备用等辅助服务，达成与常规发电厂类似的效果。
在现实生活中，虚拟电厂并不会像真正意义上的电厂被建造出来。因此，虚拟电厂也就不会真正的生产电能，它只是发挥了“电厂”的电力调节作用，实现电力的弹性调整。
02虚拟电厂的分类
各有特色的虚拟电厂
通过虚拟电厂的定义我们可知，虚拟电厂聚集了分布式能源（发电）、储能（充电/放电）、可控负荷（用电）等几大要素。根据侧重要素的不同，虚拟电厂所具有的服务能力也有所不同，由此虚拟电厂可分为以下四大类。
电源型虚拟电厂
具有能源出售能力，可以参与能量市场，并可根据实际需要参与辅助服务市场。
负荷型虚拟电厂
具有功率调节能力，可以参与辅助服务市场，但是能量出售能力不足。
储能型虚拟电厂
可以参与辅助服务市场，同时也可以在部分时段出售电能。
混合型虚拟电厂
全能型选手，既可以参与能量市场，又可以参与辅助服务市场。
03为何“建设”虚拟电厂
分布式发电与电网的桥梁
近年来我国电力结构中火电的比例逐渐降低，风电、光电等可再生能源发电占比逐年上升。由于风电、光电等可再生能源在发电特性上具有极大的不确定性和波动性，随着接入电网的比例越来越高，使得发电侧电能产出的不稳定性日益凸显。
同时，新能源汽车等高功率负荷也在高速增长，使得用电侧负荷也变得难以预估。在发电侧和负荷侧双重不确定性的影响下，电网运行中的风险因素大幅增加。
虚拟电厂凭借着“源-荷”特性、高度智能化的控制系统以及优秀的经济性，成为现阶段在不增加额外基础设施情况下最环保且经济的方案。
虚拟电厂就像是共享经济对闲置资源剩余价值的再利用，提高资源的利用率，释放了分布式可再生能源的调节潜力，大大地提高了电网运行的安全性和稳定性。
04虚拟电厂的作用
三大作用助力分布式发电发展
01破解分布式发电的负面效应
虚拟电厂既可以作为“正电厂”向系统提供电调峰，又可以作为“负电厂”进行负荷消纳，通过虚拟电厂的协调控制优化减小分布式发电对电网的冲击，使配电管理更趋于合理有序，提高电网运行的稳定性。
02促进分布式电源聚合优化
虚拟电厂可以将分布式电源聚集整合起来，聚沙成塔、积少成多，扩大清洁能源接入规模和体量，通过内部优化调节，挖掘分布式电源、新型储能、电动汽车等组成单元的调节潜力，缓解电力供需压力。
03优化发电资源的结构配置
虚拟电厂拥有多样化的发电资源，这样既可以参与主能量市场，也可以参与辅助服务市场，参与多种电力市场的运营模式及调度框架，对发电资源的广泛优化配置起到积极的促进作用。
05虚拟电厂优势与不足
全面看待虚拟电厂
虚拟电厂的优势
01机动灵活响应迅速
与传统发电方式相比，虚拟发电厂由分散的发电资源集合而成，并且由高度智能化的系统控制，可以快速响应指令，灵活调节发电量，根据市场需求进行智能调度，提高了能源利用效率，减少能源浪费。
02投入少性价比高
虚拟电厂投入成本低，经济属性优秀。根据国家电网的测算，如果通过火电厂实现电力系统的削峰填谷，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿元。而通过虚拟电厂实现这一目标仅需500-600亿元，仅需要火电厂成本的1/8~1/7，性价比优势明显。
虚拟电厂的不足
01运营模式尚不完善
虚拟电厂还处于早期探索阶段，其自身定位和发展路线较为模糊，缺乏顶层设计，诸如谁建设、谁运营、谁参与、系统如何设计、技术标准等关键问题，甚至都还不明确，行业的长期发展面临很大困难。
02网络安全风险
虚拟电厂与传统电力设施结合后，设备的大规模互联，高度智能化的运作方式，这就导致了网络攻击可能发生在任何并网设备上，极大地增加了网络安全风险。
虚拟电厂作为一种创新的能源供应模式，在我国目前尚处于初步发展阶段，需要进一步探索符合我国电力市场特征的“建厂”路径。在“双碳”目标的远景之下，虚拟电厂还有很长的路要走。
