虛擬電廠的本質(zhì)是一個(gè)電力IT的集成系統(tǒng)

虛擬電廠（Virtual Power Plant, VPP）的本質(zhì)是通過(guò)信息技術(shù)和軟件系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)分布式電源,、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷等多種分布式資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化,，作為一個(gè)特殊的電廠,，參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。它既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調(diào)峰,，又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納配合系統(tǒng)填谷,。 

依托信息技術(shù)進(jìn)行資源聚合主要依靠互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)等,，整合,、優(yōu)化,、調(diào)度,、決策來(lái)自各層面的數(shù)據(jù)信息，增強(qiáng)虛擬電廠的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制能力,，是虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。

 虛擬電廠的技術(shù)路線與營(yíng)利模式

當(dāng)前,，我國(guó)資源聚合商更多在電力交易市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)分別開(kāi)展供給側(cè)和需求側(cè)資源優(yōu)化,。未來(lái),，資源聚合商有望成為一種共享服務(wù)平臺(tái),，代理供需兩側(cè)資源在配電網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)平衡后再與大電網(wǎng)發(fā)生關(guān)聯(lián),，從而促進(jìn)整個(gè)電力市場(chǎng)供需匹配效率提升。另一方面,，資源聚合商規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大,。隨著分布式能源種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多，分布空間越來(lái)越廣,，部分聚合商最終將成為一種跨種類(lèi),、廣域的源網(wǎng)荷儲(chǔ)集成商,，在電力行業(yè)發(fā)揮舉足輕重的作用,。

我國(guó)虛擬電廠尚處于起步階段，資源聚合商一是通過(guò)獲得提供輔助服務(wù)并取得補(bǔ)償?shù)暮霞s,，提供削峰填谷等輔助服務(wù),，調(diào)配可控資源提供發(fā)電容量；二是對(duì)電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè),，決策可調(diào)負(fù)荷的用電行為，代理購(gòu)電業(yè)務(wù),，為用戶提供智能用電方案,；三是引導(dǎo)分布式電源以最佳方式參與市場(chǎng)交易,，包括簽訂交易合約、確定競(jìng)價(jià)方式等,。資源聚合商更多在電力交易市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)分別開(kāi)展供給側(cè)和需求側(cè)資源優(yōu)化,。

未來(lái),，資源聚合商有望成為一種共享服務(wù)平臺(tái),，代理供需兩側(cè)資源在配電網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)平衡后再與大電網(wǎng)發(fā)生關(guān)聯(lián)，從而促進(jìn)整個(gè)電力市場(chǎng)供需匹配效率提升,。另一方面,，資源聚合商規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著分布式能源種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多,，分布空間越來(lái)越廣,，部分聚合商最終將成為一種跨種類(lèi),、廣域的源網(wǎng)荷儲(chǔ)集成商，在電力行業(yè)發(fā)揮舉足輕重的作用,。

 從Tesla的經(jīng)驗(yàn)看虛擬電廠業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

特斯拉有一個(gè)Autobidder 的電力實(shí)時(shí)交易和控制平臺(tái),，該平臺(tái)提供基于價(jià)值的資產(chǎn)管理和產(chǎn)品組合優(yōu)化,。借此,，所有者和運(yùn)營(yíng)商能夠根據(jù)其業(yè)務(wù)目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)偏好制定可最大限度提高收入的運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略,。其本質(zhì)上是把能源體系做在了一起。Autobidder的背景是加州的高溫增加了對(duì)于電網(wǎng)的需求,，而干旱影響了水電的輸出,，特斯拉的做法是希望通過(guò)自己的系統(tǒng),，把在加州的 Powerwall 用戶群集中起來(lái),，在需要時(shí)釋放儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的部分能量以幫助電網(wǎng)。目前特斯拉虛擬電廠是一項(xiàng)支持加州電網(wǎng)的公益計(jì)劃,，沒(méi)有提供用戶激勵(lì),。

從大的邏輯上來(lái)看,，特斯拉在逐步把車(chē)輛電池（暫未接入）、Powerpacks,、Powerwalls 和 Megapacks統(tǒng)籌作為儲(chǔ)能電站,，在電網(wǎng)有需求的時(shí)候，通過(guò)能源（電力）交易的模式來(lái)調(diào)度,。

我們可以理解特斯拉虛擬電廠模式是將資源聚集后與電網(wǎng)進(jìn)行耦合,，通過(guò)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué),、AI機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)值優(yōu)化，目標(biāo)是對(duì)電力價(jià)格預(yù)測(cè),、電力負(fù)荷預(yù)測(cè),、發(fā)電量預(yù)測(cè)、調(diào)度優(yōu)化,，然后實(shí)現(xiàn)智能出價(jià),。這套系統(tǒng)未來(lái)是把儲(chǔ)能資源通過(guò)交易系統(tǒng)盤(pán)活，來(lái)增加儲(chǔ)能系統(tǒng)未來(lái)的前景,。

沿著Tesla的模式思考，未來(lái)中國(guó)具有電力行業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì),、資源整合能力,、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，以及與現(xiàn)有電力系統(tǒng)良好合作的企業(yè)，在虛擬電廠的商業(yè)模式中最具優(yōu)勢(shì)?？梢约?xì)分的看來(lái)如下領(lǐng)域：

電網(wǎng)領(lǐng)域信息化板塊,。這些企業(yè)依托在電力、通信領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),，以及與電網(wǎng)公司合作的豐富信息通信資源，具有開(kāi)展虛擬電廠業(yè)務(wù)的先天優(yōu)勢(shì),。

智慧能源和IT領(lǐng)域方案提供商,。這些企業(yè)主要依托能源領(lǐng)域系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、控制計(jì)量,、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等技術(shù)儲(chǔ)備,，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠系統(tǒng)優(yōu)化。通過(guò)與能源領(lǐng)域企業(yè)合作,，實(shí)現(xiàn)資源整合與業(yè)務(wù)拓展,。

新能源、新型儲(chǔ)能等領(lǐng)域企業(yè)：這些企業(yè)本身具有電源與儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì),，開(kāi)展虛擬電廠技術(shù)研發(fā)和布局，利用自身技術(shù)與資金優(yōu)勢(shì),，參與虛擬電廠的建設(shè)和運(yùn)營(yíng),。

 虛擬電廠的發(fā)展階段

虛擬電廠的發(fā)展階段通常分為三個(gè)主要階段，即邀約型,、市場(chǎng)型和跨空間自主調(diào)度型階段,。根據(jù)相關(guān)資料 ,，我國(guó)虛擬電廠目前正處于邀約型向市場(chǎng)型過(guò)渡的初級(jí)階段,。在邀約型階段,，電力市場(chǎng)建設(shè)不夠完善，主要由政府部門(mén)或調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織,，發(fā)出邀約信號(hào),，并由負(fù)荷聚合商響應(yīng)，獲得容量/電量補(bǔ)貼,。在盈利模式上,，我國(guó)虛擬電廠一方面向可控資源收取服務(wù)費(fèi)來(lái)幫助其參與市場(chǎng)交易,；另一方面也可以獲得需求響應(yīng)補(bǔ)償費(fèi)用差價(jià),。

隨著電力市場(chǎng)的逐步發(fā)展和完善,，虛擬電廠將逐步進(jìn)入市場(chǎng)型階段,，此時(shí)負(fù)荷聚合商可以直接參與到電力市場(chǎng)進(jìn)行交易,，報(bào)價(jià)機(jī)制更為市場(chǎng)化,。當(dāng)前,，我國(guó)在虛擬電廠交易運(yùn)行規(guī)則,、資源聚合范圍和新能源協(xié)調(diào)控制策略,、調(diào)度算法等方面尚未構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，存在較大發(fā)展空間,。

 虛擬電廠的未來(lái)空間

（1）政策環(huán)境：電力市場(chǎng)持續(xù)開(kāi)放,，為虛擬電廠參與交易提供有力支持

近年來(lái)，為適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局出臺(tái)系列政策推動(dòng)完善全國(guó)統(tǒng)一的電力市場(chǎng)體系,，支持培育多元競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)主體,，鼓勵(lì)虛擬電廠參與電力市場(chǎng)交易及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)?！丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》（發(fā)改能源〔2022〕210號(hào)）等多個(gè)政策文件均提出,，我國(guó)將完善新型電力系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行機(jī)制，完善適應(yīng)可再生能源局域深度利用和廣域輸送的電網(wǎng)體系,，健全適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場(chǎng)機(jī)制,，完善靈活性電源建設(shè)和運(yùn)行機(jī)制，并開(kāi)展各類(lèi)資源聚合的虛擬電廠示范。同時(shí),，浙江,、上海、廣東等地也持續(xù)探索通過(guò)虛擬電廠項(xiàng)目積極響應(yīng)削峰填谷需求,，提高電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效率,。國(guó)家與地方政策的陸續(xù)出臺(tái)落地，為虛擬電廠建設(shè)與發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境,。

（2）技術(shù)環(huán)境：通信網(wǎng)絡(luò)支撐、新興技術(shù)融合應(yīng)用提升虛擬電廠效能

我國(guó)電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)量,、信息通信等虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展迅速。其中通信技術(shù)相對(duì)成熟,，協(xié)調(diào)控制,、智能計(jì)量技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步,。另外，儲(chǔ)能,、信息安全防護(hù)、新能源發(fā)電并網(wǎng)與主動(dòng)支撐等技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新突破,，為虛擬電廠提供了重要?jiǎng)恿捅Ｕ?。同時(shí),，物聯(lián)網(wǎng),、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù),、人工智能,、數(shù)字孿生等新興數(shù)字技術(shù)在電力系統(tǒng)中加速推廣應(yīng)用，從運(yùn)行維護(hù),、信息交互,、市場(chǎng)交易,、控制策略等方面提高了虛擬電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

（3）市場(chǎng)環(huán)境：供需趨緊、經(jīng)濟(jì)效益突出,，虛擬電廠市場(chǎng)廣闊

在需求側(cè)，我國(guó)東西部電力供需關(guān)系趨緊,，電力峰谷差矛盾日益突出,，各地年最高負(fù)荷95%以上峰值負(fù)荷累計(jì)不足50小時(shí),，亟需可靠的解決方案來(lái)應(yīng)對(duì),。在供給側(cè)，技術(shù)日漸成熟促使虛擬電廠成本不斷下降,。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)測(cè)算,，通過(guò)火電廠實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,，滿足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億,；而通過(guò)虛擬電廠，在建設(shè),、運(yùn)營(yíng),、激勵(lì)等環(huán)節(jié)投資僅需500-600億元,。 

（4）供需潛力釋放將推動(dòng)虛擬電廠市場(chǎng)規(guī)模大幅增長(zhǎng)

從全球來(lái)看,，虛擬電廠在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展已經(jīng)形成一定規(guī)模,，亞太地區(qū)虛擬電廠需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)。根據(jù)有關(guān)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),，從2024年到2032年,，全球虛擬電廠市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為37.70%，市場(chǎng)規(guī)模將從2024年的18.6億美元增長(zhǎng)到2032年的239.8億美元,。我國(guó)虛擬電廠尚處于初期發(fā)展階段,，供需兩側(cè)發(fā)展?jié)摿薮?。明確的轉(zhuǎn)型目標(biāo)為我國(guó)虛擬電廠發(fā)展打開(kāi)市場(chǎng)新增量,，而相關(guān)設(shè)施的建設(shè)則能很好滿足市場(chǎng)需求,，產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望快速擴(kuò)大,。