1、什么是虛擬電廠

虛擬電廠，顧名思義就是一個虛擬化的電廠，里面的內容不是電廠，但是起到一個電廠的作用。實際上也是如此，就是將相對分散的源、網、荷、儲等元素進行集成調控，形成一個黑匣子，對外等效成一個可控的電源。

這個黑匣子，對外既可以作為“正電廠”向系統供電，也可以作為“負電廠”消納系統的電力，起到靈活的削峰填谷等作用。

以往的電力系統削峰填谷，基本是通過火電廠實現的，根據測算，滿足5%的峰值負荷需要投資4000億的電廠和配套電網；而通過虛擬電廠實現，建設、運營、激勵等環節的投資只需要500-800億元。

既然這么節省，以前為什么沒有這么做？因為虛擬電廠這個黑匣子，要實現上述功能，需要有內部可控的資源，比如儲能、充電樁等；需要有機制，比如電力市場交易；需要有技術，黑匣子內部資源的控制和調度。

這些，以前都不太具備條件，現在基本具備了，所以沿海進展比較快。

實際上西方國家，在這塊已經有不少案例。各國各有特點，日本和德國以儲能和分布式電源，作為虛擬電廠的主體，美國則是以可控負荷為主，規模已占尖峰負荷的5%以上。

虛擬電廠結構示意圖

2、需求側響應與虛擬電廠

虛擬電廠和需求側響應好像比較相似，本質內涵也比較一致。

從廣義來講，虛擬電廠是需求側響應的延伸版，需求側響應主要是削峰，主要針對用戶負荷；虛擬電廠則是削峰和填谷兼顧，源網荷儲都包含在內。

虛擬電廠的響應機制，比起常規的需求側響應，要靈活迅速，一旦系統發生負荷缺口或者消納困難，虛擬電廠可以迅速實現削峰填谷，自動響應，要求和常規電廠的效果，基本一樣。

需求側響應的響應要求，相對低一些，做到自動響應的基本沒有。

虛擬電廠能夠發展，必須具備以下三種資源：分布式電源、儲能、可調節負荷。

分布式電源包括小型光伏、風電、生物質、燃機等，當然，調度關系不屬于現有公用電網系統。

可調節負荷主要是一些工業、交通和空調負荷，需要考慮用戶中斷負荷的意愿、中斷量和補貼價格。據國網統計，夏季空調負荷占最大負荷約30%，其中華北、華東、華中部分省市占比達40%-50%?？照{負荷已經成為拉大用電峰谷差、加劇電網高峰運行壓力的重要因素。

3、案例介紹

2020年，上海黃浦區虛擬電廠項目。迄今最大規模的一次試運行，參與樓宇超過50棟，釋放負荷約1萬千瓦。

怎么實現的？在用電高峰時段，系統對虛擬電廠區域內，相關建筑中央空調的溫度、風量、轉速等多個特征參數，進行自動調節，且對用戶體驗影響不大。

技術層面的工作包括控制、計量、調度、交易等等，以往的能源調控顆粒度比較大，虛擬電廠針對的是設備級，而且要求自動響應的話，復雜程度就很高了。

這是基于一套“云管邊端”軟件去實現。

業務流程圖

這里面，不同的空調，比如中央空調，VRV空調、分散式空調，他們的控制策略和實現，都不一樣，現在的成果也都需要根據項目實踐，進一步完善。

那么，用戶怎么參與虛擬電廠項目，實現收益？以上海項目為例，還是在系統平臺上，負荷集成商進行競價。三級的架構，平臺、負荷集成商、用戶。

補貼價格根據響應時間，也是有區分。用戶在30分鐘之內進行削峰，給你的補貼就是3倍的價格（有一個基準值），30分鐘到2小時之間是2倍，時間更長就更低。

補貼的來源，目前主要是來源于各省的跨省區可再生能源電力現貨交易購電差價的盈余部分，所以還是有一些制約，很多省份還沒有開始現貨交易。

國外的典型虛擬電廠，德國Next Kraftwerke公司的項目，實現了對4000多個分布式發電設備的管理，也包括一部分可調節負荷，2019年底已經實現對跨5個國家7000多個分布式能源和可調負荷的管理，總規模接近300萬千瓦。

2009年成立的Next Kraftwerke公司員工總數不超過200人，銷售收入4億歐元左右，交易電量140GWh，業績非常突出。

Next Kraftwerke某區域虛擬電廠聚合資源

主要通過幾方面獲得效益，一是光伏、風電等邊際成本較低的電源，參與市場化交易獲利，二是生物質、燃機等調節性能較好的電源，參與調頻獲利，三是調節分布式電源和可控負荷，利用峰谷差在電力市場獲利。

這樣的案例，對于資源協調和聚集能力，要求是非常高的。源網荷儲資源的特征，如何與電力市場的商務模式銜接，怎么及時響應，高效控制，都是很大的課題。

4、國內發展的趨勢與判斷

虛擬電廠一定是個大趨勢，是未來高滲透新能源下的電力系統必然產物，但是推廣的速度還是要看如下幾個方面：

一是盈利模式。跨省區可再生能源現貨交易購電差價盈余作為資金池，只是當前權宜之計，還是要形成商業模式，且不是那種被動的補貼模式：虛擬電廠使得電網、電廠投資減少了，就去找他們出錢。

這種模式很難推廣，不好核定，沒人愿意出錢，需要形成市場化行為，電力市場里面，有人愿意買單，自然不愁沒人主動去做。

二是場景延伸。例如充電樁站用這樣的元素，能否充分融合進來，充電樁可調節性能很強，對時間和舒適度要求不高，發展體量很大，需要統籌規劃。

現在很多案例，都是以空調負荷為主，受到到很多制約，單個樓宇空調需求響應項目改造投資較大，但可調負荷有限，性價比不高，難以回收投資。

三是成本問題。目前虛擬電廠平臺、終端成本還是很高的，自控、信息設備都很花錢，如何優化成本，對于案例的市場化復制，也是至關重要的。