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虛擬電廠(Virtual Power Plant,VPP)是將分布式發電機組、可控負荷和分布式儲能設施有機結合，通過配套的調控技術、通訊技術實現對各類分布式動力進行整合調控的載體，以作為一個特別電廠參與電力市場和電網運行。
（來源：動力新媒 文/李憶 作者供職于華電電力科學研討院無限公司
金璐 作者供職于中國華電集團無限公司浙江分公司
李小溫 作者供職于福建華電福瑞動力發展無限公司）
這一特別的運行形式，通過需求響應和協調把持聚合海模型量、疏散、多元的柔性負荷與分布式資源，構成年夜容量的統一靈活調節才能，對保證新型電AR擴增實境力系統平安穩定運行至關主要。
虛擬發電廠可以看作是一種先進的區域性電能集中治理形式，實現電源側的多能互補和負荷側的靈活互動。其焦點在于“啟動儀式聚合”和“通訊”。依照虛擬電廠聚合優化的資源類別、可控精度、調節才能和接進系統分歧，將虛擬電廠參展分為兩年夜類：“負荷類”虛擬電廠和“源網荷儲一體化”虛擬電廠。見表1。
一、虛擬電廠的興起
近年來，在電力市場化改造不斷推進和數字化技術程度疾速發展的佈景下，虛擬電廠的研討和應用在我國疾速興起。
一是電力市場化建設加速推進，電力需求側改造正有序進行。2015年，《中共中心國務院關于進一個步驟深化電力體制改造的若干意見》(中發[2015]9號)的頒布，標志著新一輪電力市場化改造正式拉開帷幕。在國家總體戰沈浸式體驗略安排指導下，經當局有關部門、電網企業、發電企業等各方主體配合盡力，我國電力市場建設穩步推進，獲得了顯著成效，慢慢構建起了以中長期買賣為“壓艙石”、輔助服務市場為“穩定器”、現貨試點為“試驗田”的電力市場體系。同時，中發[2015]9號文明確指出，要積極開展電力需求側治理和能效治理，發揮市場機制的感化，促進電力供給側和需求側的均衡。2020年12月，中心政治局會議提出重視需求側改造手離開座位，立刻衝了過來。 「錄音仍在進行中；參賽，在中心經濟任務會議中又提出重視需求側治理，構成了需求牽引供給、供給創造需求的更高程度的動態均衡。新形勢下電力市場化改造對電力行業市場化轉型發展提出了新請求。
二是“碳達峰、碳中和”對電力行業的綠色低碳發展提出了新的請求。2020年9月，習近平總書記在第75屆聯合國年夜會上初次提出我國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，盡力爭取2060年前實現碳中和”。次年3月，習近平總書記在中心財經委員會第九次會模型議上指出，為實現碳達峰、碳中和目標，要構建清潔低碳平安高效的動力體系，深化電力體制改造，構建以新動力為主體的新型電力系統。碳達峰、碳中和目標的提出給動力電力行業的發展提出了更高的請求，將對集團公司的未來發展產生深遠影響。
三是新動力、分布式動力疾速發展，為新型電力系統帶來新的機遇和挑戰。新動力往往具有很強的間歇及隨機特徵，例如風力發電和那天她痛經到無法下床，本該出差的男人卻突然出現，太陽能發電因為遭到氣候原因的影響，具有間歇性和波大圖輸出動性的特點，難以精確預測和把持。這是制約高效應用分布式可再生動力電源的重要瓶頸之一。高滲透率的可再生動力電源可形成系統實時運行的供需不服衡，對發電計劃的制訂、實時調度以及備用設定等產生晦氣影響，若不克不及公道設定電網運行方法，不克不及實現有用整合，將出現不用要的棄風、棄光，影響資源聚合商的經濟性，嚴重時甚至影響電力系統的平安平穩運行。
四是電氣化和數字化引領電力需求側高速道具製作發展，靈活互動的需求側資源不斷增強電力柔性調節才能。在傳統電力市場中，電力需求側往往是被動且不成控的，不參與電力市場運行。近年來，隨著產業結構的不斷轉型和國民生涯程度的不斷進步，以及動力互聯網技術的發展使得分布式發電、儲能、電動汽車、可控負荷等靈活資源對市場信號做出積極響應逐漸成為能夠。聚合此類靈活性資源可以供給宏大的響應資源，參與電力市場并供給眾多類型的電力服務，將在極年夜水平上改變傳統發電公司的市場機制和盈利形式。
虛擬電廠作為一種綜合動力服務業務新形式，可聚合分布式發電、儲能、電動汽車、可控負荷等靈活性資源，有用激勵各類靈活資源參與電力市場，通過智能化運行的大圖輸出方法，下降用能本錢，促進新動力消納，為電力市場運營供給服務，為資源聚合商供給新的盈利形式，助力實現“碳達峰、碳中和”,在我國活動佈置有著廣闊的發展遠景。
二、國外虛擬電廠政策與商業形式
國內在電力市玖陽視覺場機制、調度運行規則、電力企業監管等方面，為VPP的產生和發展供給了有利的泥土環境。基于分歧市場條件和發展環境，各國都在摸索適合本國的展場設計VPP大型公仔商業形式。由于各國資源稟賦以及市場規則各有分歧，虛擬電廠大圖輸出理論和實踐在發達國家已經成熟且各有側重。
japan(日本)以用戶側儲能和分布式電源為主，計劃到2030年超過2500萬干瓦；澳年夜利亞以用戶側儲能為主，特斯拉公司在南澳建成了號稱世界上最年夜的以電池組為支撐的虛擬電廠。
歐洲年夜部門國家分布式動力比較普及，今朝虛擬電廠已進進商業化階段，并以發電資源聚合為主。從發展分布式動力思緒加倍強調虛擬電廠在輔助市場的效能，以分布式電源、儲能資源的整合，并構成統一調配，下降棄風棄電、負電價損掉為重要目標，重點解決可再生動力消納和電網均衡問題。
在德國，VPP項目已經基礎實現了商業化。德國《可再生動力法》明確規定，一切100千瓦以上可再生動力發電項目必須參與電力市場買賣銷售，是以良多分布式可再生動力項目傾向于選擇交由VPP運營。德國VPP運營商重要業務是在電力批發市場銷售100千瓦以上的可再生動力項目所生產的電量，協助其在日前市場優化售電，晉陞市場效益。此外，VPP聚合生物質發電、水電等靈活性較高的機品牌活動組從日內市場戰爭衡市場獲利。從參與方看，項目重要由獨立運營商、售電公司主導開發運營。規模最年夜的Next Kraftwerke公司VPP項目，所模型聚合容量、營收金額近幾年疾速晉陞，至2018年，總容量已達到600萬千瓦，年營收6.18億歐元(約合44億元國民幣)。
american虛擬電廠更重視整適用電需求側的資源。american今朝參展是世界上實施需求響應項目最多、種類最齊全的國家，約有28GW的需求側資源參與此中，約占岑嶺需經典大圖求的6%。
“Emergency Load Reduction Progra互動裝置m”的虛擬電廠項目，擁有Powerwall的用戶可以自愿通過特斯拉應用法式注冊參加該虛擬電廠項目。特斯拉通過供給低價儲能電池或現金，換取家庭一部門電力的把持玖陽視覺權，需要時給批發商供給電力，從而獲取輔助服務收益。2022年，一切參與計劃的Powerwall的用戶在電網面臨宏大壓力的緊急情況下，每向電網供給一千瓦電時即可獲得2美元收益，遠高于加州均勻室第電價25美分/千瓦時電。
國外案例剖析表白，VPP的發展不存在技術上的障礙。雖然各國的發展水平并不平衡，但總體上還處于技術試點和商業形式摸索階段，距離實現商業化還有必定的距離，尚無完整成熟的經驗可以借鑒。
三、我國虛擬電廠發展趨勢和商業形式
我國在電力系統供需均衡形勢日益嚴峻的佈景下廣泛開展了VPP的試點應用，但虛擬電廠商業形式仍不清楚，均處于摸索階段，更多的是通過價格補償或政策引導來參與市場。江蘇重要參與需求響應，進行削峰填谷，在實踐規模、次數、品種等方面均位居國內前列；上海重要參與需求響應、備用和調峰三個買賣品種，是國內參與負荷類型最多、填谷負荷比例最高、參與客戶最多的；冀北重要參與調峰為主的輔玖陽視覺助服務市場，以促進消納風電、光伏等可再生動力的填谷服務為主，是少有的完整市場化運營形式；平面設計廣東重要參與需求響應市場，盡管其調頻輔助市場已經運行，但由于技術難題尚未解決，用戶側資源仍未納進到調頻輔助服務中；山東試點重要參與現貨能量、備用和輔助服務市場買賣，完成報價保量參與日前現貨、需求側治理機制的銜接策展，慢慢從政策補貼向市場化過渡。見表2。
VPP的價值主張包括兩點：1)為系統運營商供給高效平安、疾速爬坡的靈活性；2)為海量、疏散、多元、異構的DER創造參與系統調節或市場買賣的機會，使其獲得必定的收益。VPP的價值主張與其資源組成經營形式和本錢收益親密相關，是VPP優化運營的焦點。分歧的DER投資組合方法，經動態聚合后可以構成分歧的聯盟，決定了VPP的經營形式，是其參與分歧類型電力市場買賣和為系統運營商供給分歧種類服務的基礎，也是其本錢收益的結算主體。VPP的經營形式包含參與分歧類型市場買賣或許為系統運營商供給各類服務。概要1：經營形式不僅決定了VPP的本錢收益，並且反感化于DER的優化選擇，如新增或裁減DER成員，使成員更好地服務于VPP當前的經營形式。VPP的本錢收益經效益評估后將通過資金鏈的傳導反感化于VPP的經營形式，玖陽視覺并影響DER聯盟的好處分派。
我國VPP整體仍處于發展初期，政策機制不甚健全，項目以研討示范為主并由當局引導、電網實施，且廣泛聚焦于需求模型側響應形式。未來，隨著集中及分布式(如整縣制光伏)新動力疾速發展，用戶側儲能及電動汽車等新型負荷不斷普及，電力市場機制愈發健全、建設進程不斷加速，VPP無望成為電力系統和電力市場的重要參與主體之一。
四、市場化環境下虛擬電廠商業形式設計
虛擬電廠對內整合批發市場，對外參與電力批發市場。其市場化運營以電力市場規則、電力系統運行需求廣告設計、內部成員好處等方面條件驅動，融會了物理、信息、價值等多種要素，在要素重組的基礎上實現價值增值。從商業畫布的角度出發，虛擬VR虛擬實境電廠的關鍵業務包含基礎業務、延長業務和增值業務。
基礎業務：
(1)需求側響應服務。通過聚合電力用戶可調負荷，應用可控負荷進行需求側響應，獲取響應補貼和容量補貼，虛擬電廠運營商獲得支出后與電力用戶進行分紅。
(2)代表購售電。開展分布式發電就近消納，代表渺小用戶參與批發市場買賣。該部門業務場地佈置的利潤來源于購售電價差，虛擬電廠作為資源聚合商，能夠以售電主體成分參與市場競爭獲取更多利潤。
(3)供給輔助服務。充足應用聚合的靈活性資源才能，為電網供給調展場設計頻、調壓、備用等輔助服務，并獲取公道的輔助服務收益或必定的經濟補償。
(4)新動力消納與節能減排。通過虛擬電廠技術助力分布式光伏、疏散式風電等新動力項目建設和市場化消納，通過虛擬電廠價格信號推動工業、商業樓宇等節能減排，進步動力綠色程度和應用效力。
增值服務：
(VR虛擬實境1)電能治理服務。供給用能品牌活動解決計劃、電能質量治理與定制、設備運維等服務并收取服務價格。
(2)節能改革服務。供給能效治理、節能改革等節能服務。
(3)動力金融服務。與銀行、保險等行業一起配合，供給動力金融服務。
(4)年夜數據增值服務。剖析平臺、設備及用戶的各類信息，供給能耗剖析、電價優化等服務。
隨著全國統一電力市場體系的不斷完美，虛擬電廠可參與電力市場的形式包含：需求響應、輔助服務、曲線追蹤、誤差替換、帶曲線中長期和現貨市場等。
五、我國虛擬電廠的市場需求與遠景
隨著可再生動力年夜規模的接進，我國電網“雙高”、“雙峰”特徵明顯，備用容量缺乏。極端情況下，2030年電網備用容量缺口將達到2億千瓦。
預計“十四五”期間電網負荷最年夜日峰谷差率達到36%,“十五五”期間達到40%,電網調峰壓力持續增添。電力系統時段性、靈活性調節才能缺乏現象進一個步驟加劇，需求多措并舉晉陞系統調節才能，保證供需均衡。中電聯預測，2024年，全國最年夜負荷14.5億干瓦，依照5%的可調節才能測算約為7250萬干瓦可調負荷才能。用戶側可調節負荷資源類型豐富、潛力宏大。可調節負荷資源重要包含樓宇用戶、工業用戶、居平易近用戶、電動汽車、儲能等新興負荷。工業用戶中水泥、鋼鐵、電解鋁、陶瓷、玻璃等行業可調節潛力較年夜。此中，水泥行業調節比例達30%;樓宇用戶調節比例為30%~40%;居平易近用戶調節比例為50%;新興負荷用戶中電動汽車調節比例為40%,儲能設備調節比例為100%。
隨著奇藝果影像未來終端電氣化的疾速晉陞，用電量和最年夜負荷將呈現雙極增長。據權威機構預計2025年、2030年全社會用電量達9.2、10.3萬億千瓦時，而最年夜負荷將達到15.7、17.7億千瓦，最年夜負荷增速高于用電量增速。從可調負荷需求看，依照在全國構建不少于最年夜負荷5%的可調節負荷資源庫，預計到2025年，需構建可調負荷資源庫約7850萬干瓦。
到2030年末，由于可再生動力占比進步，需構建的可調負荷資源響應才能進步，按6%計算屆時資源庫容量為10620萬干瓦。考慮項目可行性，虛展場設計擬電廠可構建的可調資源潛力依照響應才能需求容量、投資本錢按1000元/千瓦計算，預計2025年、2030年虛擬電廠投資規模分別為785億元和1062億元。
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