一、     定义

虚拟电厂是一种新型电源协调管理系统，通过信息通信技术和软件系统管理将分布式能源、储能、可调负荷汇聚起来，通过数字化的手段形成一个虚拟的“电厂”来做统一管理和调度，同时作为主体参与电力市场。

 

具体作用：分布式电源分布广、种类多，发电受自然条件影响，虚拟电厂可以调节火电发电强度，从而调节分布式电源，减少电力浪费；对于储能，能在电力供给大于需求时，将富余电力流向储能，稳定电网输出功率，反之可以将储能电力流向用户减少供电压力；对于可调负荷，虚拟电厂能远程控制楼宇的空调、电梯等运行方式，减少用电。

 

虚拟电厂资源来自分布式电源、储能和可控负荷，其定义如下：

 

分布式电源：在用户现场或靠近用电现场的小型发电机组，包括小型燃机、光伏、风电、水电、生物质等，我国分布式电源装机近6000万千瓦，其中光伏为5000万千瓦。

 

储能：通过介质将能量储存，包括电化学储能、机械储能等，我国电化学储能累计装机171万千瓦。

 

可控负荷：在用电高峰情况下，电力用户可以中断的负荷部分，如商业照明、空调、电梯以及充电桩等，国网经营区域理论可调节负荷达到9000万千瓦。

 

二、     分类

根据虚拟电厂对外特征，不同类型特征的虚拟电厂具有不同的服务能力，虚拟电厂可以分为电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂等类型。

 

电源型：具有能量出售的能力，可以参与能量市场，并视实际情形参与辅助服务市场。

 

负荷型：具有功率调节能力，可以参与辅助服务市场，能量出售属性不足。

 

储能型：可参与辅助服务市场，也可以部分时段通过放电来出售电能。

 

混合型：全能型角色。

 

三、     核心技术能力

从技术来看，虚拟电厂主要涉及计量技术、通信技术、智能调度决策技术、信息安全防护技术。

 

计量技术：精准计量用户侧电、热、气、水等耗量，建立精准的能源网络供需平衡。

 

通信技术：目前可利用包括互联网、虚拟专用网、电力线路载波、无线通信等技术，在此基础上还需要开发VPP专用的通信协议和通用平台。

 

智能调度决策技术：控制中心收集、处理大量用户需求信息、子系统运行信息、电力市场价格信息等，并根据收集的信息，建立完善的数据模型及优化算法。

 

信息安全防护技术：在当前针对工业控制系统的安全防护技术和面向用户的用电信息系统防护技术基础上，发展与虚拟电厂相适应的大型综合用电信息系统安全技术。

 

四、     产业链

上游：基础资源，包括可调负荷、分布式电源和储能设备

 

中游：资源聚合商，依靠互联网、大数据整合、优化、调度、决策来自各个层面的数据信息，增强虚拟电厂的统一协调控制能力，是产业链关键环节，如恒实科技；技术服务商，为电网公司构建信息化服务平台，如国电南瑞、国网信通。

 

下游：电力需求方，包括电网公司、售电公司和大用户等。

 

五、     发展阶段

虚拟电厂运营模式发展包括三个阶段，我国仍处于初期阶段。从发展阶段看，虚拟电厂可分为邀约型、市场型、自主调度型。

 

在第一阶段，由于电力市场建设不够完善，可通过政府部门或调度机构进行邀约，并由负荷聚集商响应。第二阶段，电力市场建设完善，负荷聚合商可以直接参与到电力市场进行交易，报价机制更为市场化。第三阶段，负荷聚集商可实现跨区域自由调度。

 

我国试点的虚拟电厂以邀约型为主。邀约模式下，电网基于收集和统计的数据，设计出需求侧响应的种类，供用户或负荷集成服务商选择，用户根据自身实际情况判断是否签订合同。当用户签订合同之后，电网公司在系统出现紧急情况时确定需求侧响应负荷量，进行调度安排，用户按照规定削减负荷。

 

目前国内江苏、浙江、上海、冀北等地均开展了虚拟电厂的实践，其中江苏主要参与是需求侧响应市场，上海主要以聚合商业楼宇空调资源为主开展虚拟电厂试点，冀北主要参与华北辅助服务市场为主。目前已建设的虚拟电厂水平参差不齐，没有同意标准和接口，都是各地市场自建为主。而且现在虚拟电厂盈利模式单一，主要靠响应需求侧获得补贴收入，也有部分通过参与电力辅助市场获得收入。

 

六、     竞争格局

虚拟电厂运营商的核心竞争力来自负荷的聚集能力以及数据监测能力。

 

从行业竞争格局看，目前行业处于启动初期，行业集中度很低。广州在2021年8月开展的虚拟电厂电力用户和负荷聚集商征集中，共入围31家负荷聚集商和89家电力用户，整体行业竞争激烈。