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近年來，以(yi)油氣為(wei)代表的傳統(tong)(tong)化石能源(yuan)系統(tong)(tong)正在(zai)向以(yi)可(ke)再生(sheng)能源(yuan)為(wei)代表的現代能源(yuan)系統(tong)(tong)轉型，這個過程中產生(sheng)了一些新問題。在(zai)此(ci)背景下，“虛擬(ni)電(dian)(dian)廠”的概念應運而(er)生(sheng)。什(shen)么是虛擬(ni)電(dian)(dian)廠、能發(fa)揮哪些作用(yong)？它目前處于什(shen)么發(fa)展階段，前景如何？

當前，在能源緊缺、環境惡(e)化的嚴峻形勢下，全球能源正(zheng)處在以(yi)油氣為(wei)代表的傳(chuan)統(tong)(tong)化石能源系(xi)統(tong)(tong)向以(yi)可再生(sheng)能源為(wei)代表的現代能源系(xi)統(tong)(tong)轉型的關鍵期。同(tong)時，由(you)于分(fen)布式可再生(sheng)能源、可控負荷、儲能設施以(yi)及(ji)電動汽車等的快(kuai)速發展，電力用戶也將由(you)單一的消費者轉變為(wei)混合(he)型的產銷者。

但是(shi)，具有(you)產銷一(yi)體特(te)性(xing)(xing)的電(dian)(dian)力用戶具有(you)地理位置分散(san)、隨機(ji)性(xing)(xing)波動性(xing)(xing)強的特(te)點(dian)，且兼有(you)弱(ruo)可(ke)觀性(xing)(xing)和可(ke)控(kong)性(xing)(xing)，如何實(shi)現與電(dian)(dian)網的友好互動?在這個大背景下，“虛擬電(dian)(dian)廠”的概念(nian)應運而生。

虛擬電(dian)(dian)廠(chang)，是(shi)聚合(he)優化“源(yuan)(yuan)(yuan)—網—荷”清潔低碳發展的新(xin)一(yi)代智能(neng)(neng)控制技(ji)術和(he)互(hu)(hu)動商業(ye)模式(shi)。這種技(ji)術模式(shi)無需(xu)對電(dian)(dian)網進(jin)行改造，就能(neng)(neng)充分利用分布式(shi)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)，實現電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)側(ce)的多能(neng)(neng)互(hu)(hu)補(bu)和(he)負荷側(ce)的靈活(huo)互(hu)(hu)動，給電(dian)(dian)網提(ti)供(gong)電(dian)(dian)能(neng)(neng)和(he)輔助服務，可為破解清潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)納的世界性難(nan)題和(he)低碳能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉型提(ti)供(gong)前瞻性的技(ji)術解決方案。

虛擬電廠相當于一個區域性的源網荷集中管理模式

虛擬電(dian)廠可(ke)看(kan)作是在傳統電(dian)網物理架構上，利用先進(jin)的調控技(ji)術、計量(liang)技(ji)術、通信技(ji)術把分(fen)布式發電(dian)、分(fen)布式儲(chu)能設施(shi)、可(ke)控負荷(he)等不同類型分(fen)布式資源(yuan)進(jin)行(xing)整合(he)協同開展(zhan)優化運行(xing)控制和(he)市場(chang)交易(yi)的載體，實現(xian)電(dian)源(yuan)側的多能互(hu)補(bu)和(he)負荷(he)側的靈活互(hu)動，對(dui)電(dian)網提供電(dian)能或調峰、調頻(pin)、備(bei)用等輔助服務(wu)。其核心在于“聚(ju)合(he)”和(he)“通信”。

“虛擬電廠”這一(yi)術語最早出(chu)現(xian)于1997年。它不是傳統意義上的實體發(fa)電廠，而是相當于一(yi)個區域(yu)性的源網荷集(ji)中管理模式。

1997以來，虛擬電(dian)廠(chang)(chang)受到北美(mei)、歐洲(zhou)多個國(guo)家的廣泛關注。各國(guo)的項目不同(tong)、應(ying)用場景不同(tong)，因此(ci)對虛擬電(dian)廠(chang)(chang)的研究側重(zhong)點也不一樣：歐洲(zhou)各國(guo)主要考慮(lv)實(shi)現分布式(shi)發電(dian)的可靠(kao)并網、智能(neng)(neng)互(hu)動和(he)參與(yu)電(dian)力市場，打造持續穩定發展的商業模式(shi);北美(mei)地區(qu)的虛擬電(dian)廠(chang)(chang)主要基于需(xu)求響應(ying)發展而來，兼顧可再(zai)生能(neng)(neng)源的利用，希望通過(guo)自動需(xu)求響應(ying)和(he)能(neng)(neng)效(xiao)管理來提(ti)高綜合能(neng)(neng)源的利用效(xiao)率，因此(ci)可控負荷占據主要成分。

虛擬電廠可在破解清潔能源消納、綠色能源轉型方面發揮重要作用

虛(xu)擬電廠的特點符(fu)合新(xin)一代電力系統“智能(neng)互動(dong)和開放共享”的發展需(xu)求和方(fang)向(xiang)，因此在破解清潔能(neng)源消納難題、綠(lv)色能(neng)源轉(zhuan)型方(fang)面(mian)可以發揮重(zhong)要作用。

首先(xian)，可(ke)(ke)緩(huan)解分(fen)(fen)布式發電(dian)(dian)(dian)的負面效應，提高(gao)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)運行(xing)穩定(ding)性。虛(xu)(xu)擬電(dian)(dian)(dian)廠對(dui)大(da)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)來(lai)說是一個可(ke)(ke)視化(hua)的自組(zu)織(zhi)，既可(ke)(ke)通過組(zu)合(he)多種(zhong)分(fen)(fen)布式資源進行(xing)發電(dian)(dian)(dian)，實現電(dian)(dian)(dian)力生(sheng)產(chan);又可(ke)(ke)通過調(diao)(diao)節可(ke)(ke)控(kong)負荷(he)，采用分(fen)(fen)時(shi)電(dian)(dian)(dian)價(jia)、可(ke)(ke)中(zhong)斷電(dian)(dian)(dian)價(jia)及用戶時(shi)段儲(chu)能等措施，實現節能儲(chu)備。虛(xu)(xu)擬電(dian)(dian)(dian)廠的協調(diao)(diao)控(kong)制(zhi)優化(hua)大(da)大(da)減小(xiao)了(le)(le)以往分(fen)(fen)布式資源并(bing)網(wang)(wang)對(dui)大(da)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)造成的沖擊，降低了(le)(le)分(fen)(fen)布式資源增長帶來(lai)的調(diao)(diao)度(du)難(nan)度(du)，使配(pei)電(dian)(dian)(dian)管理(li)更(geng)趨(qu)于合(he)理(li)有序，提高(gao)了(le)(le)系統(tong)運行(xing)的穩定(ding)性。

其次，可高(gao)效利用和促進(jin)分(fen)布(bu)式能源發電(dian)。近(jin)年(nian)來，我(wo)國分(fen)布(bu)式光伏、分(fen)散(san)式風電(dian)等分(fen)布(bu)式能源增長很(hen)快，其大(da)(da)規模、高(gao)比例接入給電(dian)力系統(tong)的(de)平衡和電(dian)網安全運行帶來一系列挑戰(zhan)。如果這些分(fen)布(bu)式發電(dian)以(yi)虛(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)的(de)形式參與大(da)(da)電(dian)網的(de)運行，通(tong)過(guo)內部的(de)組合優化，可消(xiao)除其波(bo)動對(dui)電(dian)網的(de)影響(xiang)，實現高(gao)效利用。同時，虛(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)可以(yi)使分(fen)布(bu)式能源從(cong)電(dian)力市場中獲(huo)取最大(da)(da)的(de)經濟效益(yi)，縮短(duan)成本回收(shou)周期，吸(xi)引和擴大(da)(da)此類投資，促進(jin)分(fen)布(bu)式能源的(de)發展。

再(zai)次，可(ke)以(yi)以(yi)市場(chang)(chang)(chang)手段促進發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)資源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)優化(hua)配置。虛擬(ni)(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)最具吸引力(li)的(de)功能就在于能夠聚(ju)合多(duo)種類型的(de)分(fen)布式(shi)資源(yuan)(yuan)(yuan)參(can)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)(chang)(chang)運(yun)行。虛擬(ni)(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)充(chong)當分(fen)布式(shi)資源(yuan)(yuan)(yuan)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)調度機(ji)構、與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)(chang)(chang)之間的(de)中(zhong)介，代表(biao)分(fen)布式(shi)資源(yuan)(yuan)(yuan)所(suo)有者執行市場(chang)(chang)(chang)出(chu)清結果，實現能源(yuan)(yuan)(yuan)交易(yi)。從其他市場(chang)(chang)(chang)參(can)與者的(de)角度來看，虛擬(ni)(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)表(biao)現為傳統的(de)可(ke)調度發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)。由于擁有多(duo)樣化(hua)的(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)資源(yuan)(yuan)(yuan)，虛擬(ni)(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)既可(ke)以(yi)參(can)與主能量市場(chang)(chang)(chang)，也可(ke)以(yi)參(can)與輔(fu)助(zhu)服務市場(chang)(chang)(chang)，參(can)與多(duo)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)(chang)(chang)的(de)運(yun)營模式(shi)及(ji)其調度框架，對發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)資源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)廣泛(fan)優化(hua)配置起到積極的(de)促進作(zuo)用。

虛擬電廠具有協調控制、交易運營、智能計量、信息通信等關鍵技術，應用前景十分廣闊

早期所(suo)謂“虛(xu)擬電(dian)(dian)廠”實際(ji)上應稱為“能(neng)效電(dian)(dian)廠”。它主(zhu)要通(tong)過(guo)在用電(dian)(dian)需求方安裝(zhuang)一些提(ti)高用電(dian)(dian)效能(neng)的(de)設(she)備，來(lai)產生與建設(she)實際(ji)電(dian)(dian)廠一樣的(de)效果，因為需求的(de)減少等于電(dian)(dian)網對于其他部分供(gong)應的(de)增加。

總(zong)的來說，虛擬電廠的關鍵技(ji)(ji)術(shu)包括協調(diao)控制技(ji)(ji)術(shu)、交易運營技(ji)(ji)術(shu)、智能計(ji)量技(ji)(ji)術(shu)、信(xin)息通信(xin)技(ji)(ji)術(shu)。

近(jin)幾年(nian)來，我國(guo)對虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)電(dian)廠的(de)關注(zhu)(zhu)度不斷上升(sheng)。針對清潔(jie)能源消納的(de)大規(gui)模(mo)虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)電(dian)廠“源網荷智能電(dian)網”系統在江(jiang)蘇投運;上海黃埔(pu)區商業(ye)建筑虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)電(dian)廠也正在建設(she)中。尤其(qi)值(zhi)得(de)一提的(de)是，隨著(zhu)2018年(nian)3月國(guo)家電(dian)網有限公(gong)司主(zhu)導發起的(de)虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)電(dian)廠《架構與功能要求》和(he)《用例》這兩(liang)項(xiang)首批國(guo)際電(dian)工委員(yuan)會標準的(de)獲批立項(xiang)，虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)電(dian)廠正在得(de)到越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)關注(zhu)(zhu)。

目前(qian)，虛擬電(dian)廠尚處(chu)于起步階段，但因其(qi)符合中國電(dian)力發展的(de)需求(qiu)與(yu)方(fang)向，在政府、企業(ye)、用(yong)(yong)戶等各方(fang)的(de)共同努力下，將擁有越來(lai)越廣闊的(de)應用(yong)(yong)前(qian)景(jing)。