什么是虚拟电厂？内涵、分类、功能及作用介绍

2022-07-26 17:22:39 作者：C-C 4104

1 什么是虚拟电厂

虚拟电厂(Virtual Power Plant)的概念首先由Awerbuch博士提出，他指出虚拟电厂是将分布式能源、储能系统、可控负荷、电动汽车等资源通过先进的控制、计量、通信等手段聚合。

《计算机行业：电力IT共沐虚拟电厂大时代机遇》报告指出，虚拟电厂( virtualPower Plant，VPP):一种通过信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车等多种分布式资源的聚合和协同优化，以作为一个特殊的电厂，参与电力市场和电网运行的协调管理系统。对外既可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力。

2 虚拟电厂的内涵

(1)虚拟电厂概念是电厂概念的衍生，运用了信息技术和软件技术，综合了需求响应、电力市场、能源调度等机制，能源高度聚合且具有多场景、多样化服务能力新型能源生态系统。

(2)虚拟电厂能源生态系统是在传统电力能源生态系统基础背景下产生的。

(3)辅加国内的有利政策环境的不断出台支持，虚拟电厂的主流业务板块也应运出现。

(4)良好的发展基础背景，有利的外部政策环境，加上逐渐成熟的业务板块成功引导了一批示范实践项目的顺利开展。

(5)虚拟电厂的稳定发展及应用离不开可控资源、关键技术、市场机制等发展支撑要素保驾护航。

(6)虚拟电厂的发展轨迹为从邀约阶段开始，经市场化阶段过渡，最终达到自主调度型阶段。

3 虚拟电厂的分类

(1)根据山西省能源局《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，虚拟电厂分为负荷类虚拟电厂和一体化虚拟电厂:

1) “负荷类”虚拟电厂:指虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户(包括电动汽车、可调节负荷、可中断负荷等)，作为一个整体(呈现为负荷状态)组建成虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应调节服务;

2)“源网荷储一体化”虚拟电厂:指列入“源网荷储一体化”试点项目，建成后新能源、用户及配套储能项目通过虚拟电厂一体化聚合，作为独立市场主体参与电力市场，原则上不占用系统调峰能力，具备自主调峰、调节能力，并可以为公共电网提供调节服务。

(2)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，可将虚拟电厂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。

1)电源型虚拟电厂: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。

2)负荷型虚拟电厂: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。

3)储能型虚拟电厂: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。

4)混合型虚拟电厂:全能型角色。

4 虚拟电厂作用

(1) 既可作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷，快速响应指令配合保障系统稳定并获得经济补偿，也可等同于电厂参与容量、电量、辅助服务等各类电力市场获得经济收益。

(2)可实时检测中央空调、电动汽车等柔性可控负荷，环境参数以及分布式能源出力，围绕用户和系统需求，自动调节并调度，减少电源和电网建设的投资，在创造良好舒适的生活环境的同时，实现用户和系统，技术和商业模式的双赢。

(3)可高效利用和促进分布式能源发电。近年来，我国分布式光伏、分散式风电等分布式能源增长很快，其大规模、高比例接入给电力系统的平衡和电网安全运行带来一系列挑战。如果这些分布式发电以虚拟电厂的形式参与大电网的运行，通过内部的组合优化，可消除其波动对电网的影响，实现高效利用。同时，虚拟电厂可以使分布式能源从电力市场中获取最大的经济效益，缩短成本回收周期，吸引和扩大此类投资，促进分布式能源的发展。

5 虚拟电厂功能

虚拟电厂应具备协调控制、交易运营、智能计量、信息通信等功能，技术层面表现在：

(1) 网络通信及管理功能

建立控制中心与区域内各对象之间的双向信息连接，从物理层、数据链路层等各个

(2) 用电负荷预测及管理功能

对区域内的用电负荷进行较准确的预测，对工农业生产、社会生活、天气变化等因素对负荷需求的影响规律进行分析，并具有在一定条件下中断部分负荷供应以适应本区域和整个电网调度运行需要的能力。

(3) 电力市场中的经营能力

包括建立区域内的发电费用、用电收益及安全约束模型，进行优化计算，收集市场情报、制订发电计划、签订中远期市场交易合同。层面保证数据通信的快捷与通畅。

(4)数据管理及分析功能

采集并分析处理区域内各对象的运行数据，如发电机组的出力和运行效率、用电负荷随时间变化的规律等，并能对这些数据提供有点的检索和调用手段。

(5) 新能源发电功率预测功能

综合短期及中长期气象数据及预报信息，对区域内的风电机组、太阳能发电机组等的输出功率做出较准确的预测。