安科瑞 马香霞

1虚拟电厂是什么：分布式资源的聚合与优化

虚拟电厂概念起源于1997年《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术与竞争力》一书中对虚拟公共设施的定义， 虚拟公共设施即通过独立且以市场为驱动的实体间开展灵活合作，参与合作的实体无需拥有相应资产便可为消费者提供 所需服务，虚拟电厂便是在此概念基础上进行拓展延伸。

根据《虚拟电厂的概念和发展》一文，虚拟电 厂（virtual power plant，简称VPP）是通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电 源、储能系统、可控负荷、电动汽车、充电桩等分布式能源的聚合和协调优化，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。虚拟电厂并不是真实存在的电厂，而是一种智能电网技术，应用分布式电力管理系统参与电网运行调度，实现“源-荷-网”聚合优化。

2虚拟电厂如何创造收益：需求侧响应

虚拟电厂的三个收益来源：需求侧响应、辅助服务市场、电力现货市场 。当前我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段。邀约型阶段主要由zhengfubumen或调度机构牵头组织，发出邀约信号，虚拟电厂组织资源进行响应，并获得容量/电量补贴。我国多个省份出台了需求响应细则，其中以江苏、上海、广东等省市开展得较好。需求侧响应补贴单价高但频率低，市场化程度低。需求响应以削峰为主，主要发生在迎峰度夏期间，主要目的在于保供。以广东省为例，2022年全年开展9次日前邀约型市场化需求响应（均发生在7月和8月）；至大削峰负荷277万千瓦，至大响应申报量609万千瓦；有效响应调用收益1.63亿元。可以看到，虽然补至至高达到5元/千瓦时（可中断负荷），但需求响应并非常态化进行，发生频率较低，有很强的计划色彩。因此随着我国电力市场体制建设逐渐完善，虚拟电厂也正从邀约型阶段向市场型阶段过渡。

3虚拟电厂如何创造收益：辅助服务市场

新型电力系统持续催生对辅助服务的需求。传统电源（火电、水电等）具备一定的调节能力，而新能源存在出力波动、无功缺失等特性，导致高比例新能源装机电力系统对电力辅助服务的需求提升。根据国家能源局数据，2019H1我国辅助服务费用占总电费比例为1.47%；根据中国能源报，这一比例在近两年上升至2.5%；根据国际经验，辅助服务费用一般占社会总电费的3%以上，随着新能源大规模接入还将不断增加。因此，预计辅助服务市场规模将以高于用电量增速的速度增长。

虚拟电厂主要发挥调峰、调频作用。2021年12月，国家能源局修订发布《电力辅助服务管理办法》，确指出电力用户可通过委托虚拟电厂代理的形式参与电力辅助服务市场，此后多地在电力辅助服务细则中对虚拟电厂/负荷聚合商参与辅助服务的条件、补偿方式予以明确。当前，虚拟电厂主要功能是电能量的时间转移，对应调峰服务；未来随着工商业储能渗透率提升，虚拟电厂有望在调频服务取得更大突破。从2023H1全国辅助服务运行数据看，调峰、调频是辅助服 务费用的主体，费用合计占比达到80%。

4安科瑞智慧能源管理平台助力虚拟电厂快速发展

4.1安科瑞智慧能源管理平台

AcrelEMS 智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台，对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配，优化策略，诊断告警，可调度源荷有序互动、能源全景分析，满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求，完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行，为用户降低能源成本，提高微电网运行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应，是虚拟电厂平台的企业级子系统。

图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面

4.2平台结构

系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量，使之运行安全。

图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构

4.3平台功能

4.3.1.能源数字化展示

通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。

4.3.2.优化控制

直观显示能源生产及流向，包括市电、光伏、储能充电及消耗过程，通过优化控制储能和可控负载提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。

4.3.3.智能预测

结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。

4.3.4.能耗分析

采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。

4.3.5.有序充电

系统支持接入交直流充电桩，并根据企业负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障企业微电网运行安全。

4.3.6.运维巡检

系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。

4.4设备选型

除了智慧能源管理平台外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端”能源数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等，可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。

5结论

虚拟电厂为分布式光伏发电应用示范区提供了一种经营模式创新方案，示范区则为虚拟电厂提供了探索应用的平台。未来应关注虚拟电厂的主体准入条件等问题。

一方面，虚拟电厂符合分布式光伏发电应用示范区经营模式创新需求。经营模式创新需求来自外部的政策推动力和内部的经营管理要求，虚拟电厂与分布式光伏发电应用示范区的经营模式创新需求契合。另一方面，分布式光伏发电示范区为虚拟电厂提供了理想的应用平台，有必要对其未来发展前景展开研究。目前虚拟电厂在我国的应用条件还不成熟，缺乏与之配套的管理模式和电力市场，产业设备基础也较为薄弱。示范区的各项条件和政策为虚拟电厂的应用提供了可操作的空间，是虚拟电厂试点应用的理想平台。未来发展应从虚拟电厂的市场条件和技术条件着手分析其应用前景，对主体准入条件、准许范围和责任等问题展开研究。

考虑示范区建设规模的不断加大，以及示范区本身的示范作用，未来配电网中将出现更为复杂多样的商业模式和运营情况。在电力体制改革推进的外部环境下，以及项目业主希望通过转供电、参与市场而获得更高收益的内部需求来看，未来将出现多种形式的商业运营模式创新，对电网运营带来较大影响，需要开展前瞻性研究。针对虚拟电厂，需要明确其主体准入条件、准许范围和责任、定位，研究其配套政策和管理机制。