【能源网】分享：虚拟电厂的春天即将来临！

本文力图回答虚拟电厂是什么？为什么需要虚拟电厂？虚拟电厂的应用场景及虚拟电厂发展的驱动因素。之所以说虚拟电厂的春天即将来临，是基于：
（一）高比例可再生能源接入，用电供需矛盾突出，为虚拟电厂的发展提供了市场可行性的基础。
（二）电力市场改革为虚拟电厂的发展提供了经济可行性的基础。
（三）信息化技术和人工智能技术的发展为虚拟电厂的发展提供了技术可行性的基础。
近期部委下发了《全额保障性收购可再生能源电量监管办法》和《关于组织开展“千乡万村驭风行动”的通知》两个文件，对新能源行业的影响较大。两个文件背后的含义是坚定不移的推动新能源在电力系统的占比，同时逐步加大新能源的市场化进程。这意味着虚拟电厂的春天即将来临！
一、新型电力系统的特征
与传统电力系统相比，以新能源为主体的新型电力系统具有以下特征：
（一）传统电力系统具有同步电源为主，电源少、负荷多的特点。同步电源具有阻尼系数、惯量特征，且数量相对较少，具有良好的可控性。虽然单个负荷需求变化，但由于数量众多，整体负荷的波动性受到平抑，呈现概率特征，可以进行有效分析、预测。因此，传统电力系统呈现“源随荷动”，调度控制、市场交易都是围绕这个特点开展。
（二）新型电力系统使得同步电源为主向新能源为主转型，“源随荷动”变成“源网荷储互动”。间歇性、波动性的新能源电源比重逐步提高，增加了调度控制的难度。另外，电力供需方式变化，分布式电源点大大增加，产销者的出现使得负荷特性变得复杂，同时，增加了储能这一新的资源形式。单向的电力流变成了多向，“源随荷动”变成“源网荷储互动”。
（三）新型电力系统受扰后的稳定特性由传统机电模式引导向机电-电磁多模式耦合交互影响演化。新型电力系统电源侧低惯性和低短路比特征突出，安全稳定支撑能力被削弱；负荷侧动态特性越来越复杂；电网侧交直流、多直流间耦合更加紧密。
传统的调度、交易模式需要调整才能顺应新型电力系统的变化，一些新的技术业态将获得市场机会。虚拟电厂就是很好的技术业态。
二、虚拟电厂是什么？
虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）是一种智能电能管理理念，它通过先进的信息技术和软件系统，将分布式能源资源如分布式发电机组（如风力、太阳能等可再生能源）、储能系统、可控负荷（如智能家电）、电动汽车等聚合起来，实现集中管理和优化调度。这些分散的能源就像一个实体电厂一样协同工作，以满足电网需求、参与电力市场交易，并提供辅助服务，从而增强电网稳定性和效率。简而言之，虚拟电厂是一个“看不见”的电厂，通过整合各类分布式能源资源来模拟传统电厂的功能。
三、为什么需要虚拟电厂？
大规模、集中式的可再生能源发电的消纳，主要靠大电网的有效调控、灵活性电源的有效部署。
虚拟电厂主要面对用户侧，利用分布式能源、储能、负荷端，充分调动负荷端的资源，其好处是便宜而且灵活，负荷侧的灵活性资源不需要再扩建，只需要做略微的改造。
虚拟电厂具有灵活性和经济性，可解决以可再生能源为主的新型电力系统的痛点。
（一）灵活性。虚拟电厂把负荷侧的资源（包括用电负荷、储能，以及分布式的资源）通过信息化手段集合起来，使其具备电厂的特性。它既可作为资源端，向系统供电或控制可调负荷调峰，又可作为负荷端，消纳资源，配合填谷。
（二）经济性。虚拟电厂成本约为传统火电厂的1/8。我国东西部电力供需关系趋紧，电力峰谷差矛盾日益突出，各地年较高负荷95%以上峰值负荷累计不足50小时。峰谷差问题可以依靠多种手段缓解，但总体来看，随着虚拟电厂技术的日渐成熟，虚拟电厂将成为削峰填谷投资成本较为 低的手段。根据国家电网测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足其经营区5%的峰值负荷需要投资4000亿，而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元。
四、虚拟电厂的应用场景
虚拟电厂的应用场景主要有辅助服务交易、需求侧响应、现货交易与能效优化四个方面。
（一）辅助服务交易方面。参与电网调峰、调频、备用，通过调配可控资源提供发电容量，保证电网稳定运行，并获取补贴收入。
（二）需求侧响应方面。虚拟电厂根据合同要求按时按容量切负荷，保障电网供需平衡，并获取补贴收入。
（三）现货交易方面。代表产销者集群在电力现货市场进行交易，优化电网运行供需，并获取分成收入。
（四）能效优化方面。为大用户提供能源资源优化管理服务，预测电力市场价格波动，帮助用户决策可调负荷的用电行为，代理购电业务，提供智 能用电方案，并从客户获取分成收入。
五、虚拟电厂发展的驱动因素
（一）高比例可再生能源接入，用电供需矛盾突出，为虚拟电厂的发展提供了市场可行性的基础。目前，我国新能源发电量占比已超13%。行业认为，新能源渗透率占比达到15%至20%时，将会给电力系统的安全稳定运行带来严峻挑战。新能源电力生产因在时间上较难与实际电力需求相匹配，在安全保障上，需要电力系统技术及管理方式发生重大改变，需要源网荷储协同发展。
（二）电力市场改革为虚拟电厂的发展提供了经济可行性的基础。电价是虚拟电厂盈利能力的重要影响因素，峰谷电价差越 大，用户购买辅助服务和需求侧响应的激励也就越大；目前有些新能源的现货市场报价甚至出现负电价情况，虚拟电厂进行现货交易的收益也就越大。因此，电价机制改革进程是虚拟电厂盈利能力的重要影响因素。
（三）信息化技术和人工智能技术的发展为虚拟电厂的发展提供了技术可行性的基础。新一代人工智能技术，尤其是近期以ChatGPT为代表的生成式人工智能技术，是推动能源体系数字化智能化转型升级的一项关键技术，AI技术可可以通过人工智能的自学习，优化虚拟电厂调度，为客户实现价值。
目前来看，由于国 内电力现货市场不成熟，缺少电价套利空间，虚拟电厂的应用场景尚在探索之中。但分布式新能源发电的发展势头迅猛，随着电力价格改革的进一步深化，虚拟电厂必将迎来春天！
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信息发布：半途人生
信息来源：今日头条
来源链接：https://www.toutiao.com/article/7355630251470324265/?log_from=ab4273d879175_1712886966934

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