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近(jin)年來(lai)，以(yi)油氣為(wei)代(dai)表(biao)的傳統(tong)化(hua)石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)正在向以(yi)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)為(wei)代(dai)表(biao)的現(xian)代(dai)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)轉型，這個(ge)過程中產(chan)生了一些(xie)新問(wen)題。在此背(bei)景下，“虛擬(ni)電(dian)廠(chang)”的概(gai)念應運而生。什么是虛擬(ni)電(dian)廠(chang)、能(neng)(neng)(neng)發揮(hui)哪些(xie)作用？它目前(qian)處于什么發展階段，前(qian)景如何？

當前，在能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)緊缺(que)、環(huan)境惡(e)化的(de)嚴(yan)峻形勢下，全球能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)正(zheng)處(chu)在以油(you)氣為代(dai)表(biao)的(de)傳統化石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系統向以可再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為代(dai)表(biao)的(de)現(xian)代(dai)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系統轉(zhuan)型的(de)關鍵期(qi)。同時，由(you)于(yu)分(fen)布式可再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)、可控(kong)負荷、儲能(neng)(neng)設(she)施(shi)以及電(dian)動汽車等的(de)快速發展，電(dian)力用戶(hu)也將由(you)單一的(de)消(xiao)費者(zhe)轉(zhuan)變為混(hun)合(he)型的(de)產銷者(zhe)。

但是，具(ju)有產銷(xiao)一體特性的電(dian)力用戶具(ju)有地理位置分散、隨機性波動(dong)性強的特點，且(qie)兼有弱可(ke)觀性和(he)可(ke)控性，如何實現與電(dian)網的友好(hao)互動(dong)?在這(zhe)個大背景下，“虛擬(ni)電(dian)廠”的概念應運而生。

虛擬電(dian)廠，是聚合優化(hua)“源(yuan)—網—荷”清潔低(di)碳(tan)發展(zhan)的(de)新(xin)一代智能(neng)(neng)控制技(ji)術(shu)和(he)互動商業模式。這種技(ji)術(shu)模式無(wu)需對電(dian)網進行改造，就能(neng)(neng)充(chong)分利用分布式資源(yuan)，實現電(dian)源(yuan)側的(de)多能(neng)(neng)互補和(he)負荷側的(de)靈活互動，給電(dian)網提供(gong)電(dian)能(neng)(neng)和(he)輔助服務(wu)，可為破解清潔能(neng)(neng)源(yuan)消納的(de)世界性難題(ti)和(he)低(di)碳(tan)能(neng)(neng)源(yuan)轉型提供(gong)前(qian)瞻性的(de)技(ji)術(shu)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

虛擬電廠(chang)可看作是(shi)在(zai)傳(chuan)統(tong)電網(wang)物理架構上，利用(yong)先進的調控(kong)(kong)技(ji)(ji)術、計量技(ji)(ji)術、通(tong)信技(ji)(ji)術把分布式發電、分布式儲能(neng)(neng)設施(shi)、可控(kong)(kong)負荷等(deng)不同類型分布式資源(yuan)進行(xing)整合協同開展(zhan)優(you)化運行(xing)控(kong)(kong)制和市場交易(yi)的載體，實現電源(yuan)側(ce)的多能(neng)(neng)互(hu)補(bu)和負荷側(ce)的靈活互(hu)動，對電網(wang)提供電能(neng)(neng)或(huo)調峰(feng)、調頻、備用(yong)等(deng)輔助服務。其核心(xin)在(zai)于“聚合”和“通(tong)信”。

“虛擬電廠”這一(yi)術語(yu)最早出現(xian)于1997年。它不是傳統意義上的實體發電廠，而是相當于一(yi)個區域(yu)性的源(yuan)網荷集(ji)中管(guan)理模(mo)式。

1997以來，虛(xu)擬電(dian)廠(chang)受到(dao)北美、歐洲(zhou)(zhou)多個國(guo)(guo)家的(de)(de)(de)(de)廣泛關(guan)注。各國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目不同、應用場景不同，因(yin)此(ci)對虛(xu)擬電(dian)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)研究側(ce)重點也不一(yi)樣：歐洲(zhou)(zhou)各國(guo)(guo)主(zhu)要考慮(lv)實現分布式發(fa)電(dian)的(de)(de)(de)(de)可靠并網、智能互動和參與電(dian)力市場，打造持續(xu)穩(wen)定發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)商(shang)業模式;北美地(di)區的(de)(de)(de)(de)虛(xu)擬電(dian)廠(chang)主(zhu)要基于需求響應發(fa)展(zhan)而來，兼顧可再生能源(yuan)的(de)(de)(de)(de)利用，希望通(tong)過(guo)自動需求響應和能效管理來提高(gao)綜合(he)能源(yuan)的(de)(de)(de)(de)利用效率，因(yin)此(ci)可控負荷占(zhan)據主(zhu)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(ni)電廠的(de)特點符合(he)新一代(dai)電力系(xi)統“智能互動和開(kai)放共享(xiang)”的(de)發展需求和方(fang)向，因此在(zai)破解清潔(jie)能源(yuan)消納(na)難題、綠色能源(yuan)轉型方(fang)面可以發揮重要(yao)作用。

首先(xian)，可(ke)緩解分(fen)(fen)(fen)布式發電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)負(fu)面(mian)效應，提(ti)高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)網運行(xing)穩定性(xing)。虛擬(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠對大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)網來說(shuo)是(shi)一個可(ke)視(shi)化(hua)的(de)(de)(de)自組(zu)織，既可(ke)通(tong)過組(zu)合多種分(fen)(fen)(fen)布式資(zi)源(yuan)進行(xing)發電(dian)(dian)(dian)(dian)，實(shi)現電(dian)(dian)(dian)(dian)力生產;又(you)可(ke)通(tong)過調節可(ke)控負(fu)荷，采(cai)用(yong)分(fen)(fen)(fen)時電(dian)(dian)(dian)(dian)價(jia)、可(ke)中斷電(dian)(dian)(dian)(dian)價(jia)及用(yong)戶(hu)時段儲(chu)能等(deng)措(cuo)施(shi)，實(shi)現節能儲(chu)備。虛擬(ni)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的(de)(de)(de)協調控制優化(hua)大(da)大(da)減小了(le)以往分(fen)(fen)(fen)布式資(zi)源(yuan)并網對大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)網造(zao)成的(de)(de)(de)沖(chong)擊，降低了(le)分(fen)(fen)(fen)布式資(zi)源(yuan)增長帶來的(de)(de)(de)調度難度，使配電(dian)(dian)(dian)(dian)管理更趨于合理有(you)序，提(ti)高(gao)了(le)系統運行(xing)的(de)(de)(de)穩定性(xing)。

其(qi)次，可高(gao)效利用和(he)促進(jin)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源發(fa)電(dian)(dian)。近(jin)年(nian)來，我國分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏、分(fen)散式(shi)風(feng)電(dian)(dian)等分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源增長(chang)很(hen)快，其(qi)大規(gui)模、高(gao)比(bi)例接入給電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)的平衡和(he)電(dian)(dian)網(wang)安(an)全運(yun)行帶來一系(xi)列挑戰(zhan)。如果(guo)這(zhe)些分(fen)布(bu)式(shi)發(fa)電(dian)(dian)以(yi)虛擬(ni)電(dian)(dian)廠的形式(shi)參與(yu)大電(dian)(dian)網(wang)的運(yun)行，通過內(nei)部的組合優化，可消除其(qi)波動對電(dian)(dian)網(wang)的影響，實現高(gao)效利用。同(tong)時(shi)，虛擬(ni)電(dian)(dian)廠可以(yi)使分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源從(cong)電(dian)(dian)力市場中獲取最大的經(jing)濟效益，縮(suo)短成本回(hui)收周期，吸(xi)引和(he)擴大此(ci)類投資，促進(jin)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源的發(fa)展。

再(zai)次，可(ke)以以市(shi)場手(shou)段(duan)促進發(fa)(fa)電(dian)(dian)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)優化配置。虛擬電(dian)(dian)廠(chang)最具吸引力(li)的(de)(de)(de)功能(neng)就在于能(neng)夠聚合多種類型的(de)(de)(de)分(fen)布式(shi)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)參(can)與(yu)電(dian)(dian)力(li)市(shi)場運(yun)行。虛擬電(dian)(dian)廠(chang)充當分(fen)布式(shi)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)與(yu)電(dian)(dian)力(li)調(diao)度機構、與(yu)電(dian)(dian)力(li)市(shi)場之(zhi)間的(de)(de)(de)中介，代(dai)表分(fen)布式(shi)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)所有者(zhe)執(zhi)行市(shi)場出清(qing)結果，實(shi)現能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)交易。從其他市(shi)場參(can)與(yu)者(zhe)的(de)(de)(de)角(jiao)度來看，虛擬電(dian)(dian)廠(chang)表現為傳統的(de)(de)(de)可(ke)調(diao)度發(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)。由于擁有多樣化的(de)(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)，虛擬電(dian)(dian)廠(chang)既可(ke)以參(can)與(yu)主能(neng)量市(shi)場，也可(ke)以參(can)與(yu)輔助(zhu)服務市(shi)場，參(can)與(yu)多種電(dian)(dian)力(li)市(shi)場的(de)(de)(de)運(yun)營(ying)模式(shi)及其調(diao)度框(kuang)架，對(dui)發(fa)(fa)電(dian)(dian)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)廣(guang)泛(fan)優化配置起(qi)到積(ji)極的(de)(de)(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

早期所謂“虛擬(ni)電(dian)廠(chang)”實際(ji)上應稱(cheng)為“能(neng)效電(dian)廠(chang)”。它主要通過在(zai)用(yong)電(dian)需求方安裝一些提高用(yong)電(dian)效能(neng)的(de)設備，來產生與建設實際(ji)電(dian)廠(chang)一樣的(de)效果(guo)，因(yin)為需求的(de)減(jian)少(shao)等于(yu)電(dian)網對于(yu)其他(ta)部分(fen)供(gong)應的(de)增(zeng)加(jia)。

總(zong)的來說，虛(xu)擬電廠(chang)的關鍵技術(shu)包括協調控制技術(shu)、交易運(yun)營(ying)技術(shu)、智能(neng)計量技術(shu)、信息(xi)通(tong)信技術(shu)。

近幾(ji)年(nian)來(lai)，我國(guo)對虛(xu)(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)的(de)關注(zhu)度不(bu)斷上(shang)(shang)升。針對清潔(jie)能源消納(na)的(de)大規模虛(xu)(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)“源網荷智能電(dian)網”系統在(zai)(zai)江(jiang)蘇投運;上(shang)(shang)海黃埔區商(shang)業建筑虛(xu)(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)也正(zheng)在(zai)(zai)建設中。尤其值得一提的(de)是，隨(sui)著2018年(nian)3月(yue)國(guo)家電(dian)網有限(xian)公司主導發起的(de)虛(xu)(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)《架構與功能要求》和《用例》這兩(liang)項首批國(guo)際電(dian)工委員會標準的(de)獲(huo)批立(li)項，虛(xu)(xu)擬(ni)電(dian)廠(chang)(chang)正(zheng)在(zai)(zai)得到(dao)越來(lai)越多(duo)的(de)關注(zhu)。

目(mu)前，虛擬電廠(chang)尚處于起步階(jie)段，但因其符合中國電力發展的(de)需求與方向(xiang)，在政府、企業(ye)、用(yong)戶(hu)等各(ge)方的(de)共同努力下，將擁有越來越廣闊的(de)應(ying)用(yong)前景(jing)。