什么是虛擬電廠？內涵、分類、功能及作用介紹

2022-07-26 17:22:39 作者：C-C 5879

1 什么是虛擬電廠

虛擬電廠(Virtual Power Plant)的概念首先由Awerbuch博士提出，他指出虛擬電廠是將分布式能源、儲能系統、可控負荷、電動汽車等資源通過先進的控制、計量、通信等手段聚合。

《計算機行業：電力IT共沐虛擬電廠大時代機遇》報告指出，虛擬電廠( virtualPower Plant，VPP):一種通過信息技術和軟件系統，實現分布式電源、儲能、可控負荷、電動汽車等多種分布式資源的聚合和協同優化，以作為一個特殊的電廠，參與電力市場和電網運行的協調管理系統。對外既可以作為“正電廠”向系統供電，也可以作為“負電廠”消納系統的電力。

2 虛擬電廠的內涵

(1)虛擬電廠概念是電廠概念的衍生，運用了信息技術和軟件技術，綜合了需求響應、電力市場、能源調度等機制，能源高度聚合且具有多場景、多樣化服務能力新型能源生態系統。

(2)虛擬電廠能源生態系統是在傳統電力能源生態系統基礎背景下產生的。

(3)輔加國內的有利政策環境的不斷出臺支持，虛擬電廠的主流業務板塊也應運出現。

(4)良好的發展基礎背景，有利的外部政策環境，加上逐漸成熟的業務板塊成功引導了一批示范實踐項目的順利開展。

(5)虛擬電廠的穩定發展及應用離不開可控資源、關鍵技術、市場機制等發展支撐要素保駕護航。

(6)虛擬電廠的發展軌跡為從邀約階段開始，經市場化階段過渡，最終達到自主調度型階段。

3 虛擬電廠的分類

(1)根據山西省能源局《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》，虛擬電廠分為負荷類虛擬電廠和一體化虛擬電廠:

1) “負荷類”虛擬電廠:指虛擬電廠運營商聚合其綁定的具備負荷調節能力的市場化電力用戶(包括電動汽車、可調節負荷、可中斷負荷等)，作為一個整體(呈現為負荷狀態)組建成虛擬電廠，對外提供負荷側靈活響應調節服務;

2)“源網荷儲一體化”虛擬電廠:指列入“源網荷儲一體化”試點項目，建成后新能源、用戶及配套儲能項目通過虛擬電廠一體化聚合，作為獨立市場主體參與電力市場，原則上不占用系統調峰能力，具備自主調峰、調節能力，并可以為公共電網提供調節服務。

(2)根據虛擬電廠對外特征，不同類型特征的虛擬電廠具有不同的服務能力，可將虛擬電廠分為電源型虛擬電廠、負荷型虛擬電廠、儲能型虛擬電廠、混合型虛擬電廠。

1)電源型虛擬電廠:具有能量出售的能力，可以參與能量市場，并視實際情形參與輔助服務市場。

2)負荷型虛擬電廠:具有功率調節能力，可以參與輔助服務市場，能量出售屬性不足。

3)儲能型虛擬電廠:可參與輔助服務市場，也可以部分時段通過放電來出售電能。

4)混合型虛擬電廠:全能型角色。

4 虛擬電廠作用

(1) 既可作為“正電廠”向系統供電調峰，又可作為“負電廠”加大負荷消納配合系統填谷，快速響應指令配合保障系統穩定并獲得經濟補償，也可等同于電廠參與容量、電量、輔助服務等各類電力市場獲得經濟收益。

(2)可實時檢測中央空調、電動汽車等柔性可控負荷，環境參數以及分布式能源出力，圍繞用戶和系統需求，自動調節并調度，減少電源和電網建設的投資，在創造良好舒適的生活環境的同時，實現用戶和系統，技術和商業模式的雙贏。

(3)可高效利用和促進分布式能源發電。近年來，我國分布式光伏、分散式風電等分布式能源增長很快，其大規模、高比例接入給電力系統的平衡和電網安全運行帶來一系列挑戰。如果這些分布式發電以虛擬電廠的形式參與大電網的運行，通過內部的組合優化，可消除其波動對電網的影響，實現高效利用。同時，虛擬電廠可以使分布式能源從電力市場中獲取最大的經濟效益，縮短成本回收周期，吸引和擴大此類投資，促進分布式能源的發展。

5 虛擬電廠功能

虛擬電廠應具備協調控制、交易運營、智能計量、信息通信等功能，技術層面表現在：

(1) 網絡通信及管理功能

建立控制中心與區域內各對象之間的雙向信息連接，從物理層、數據鏈路層等各個

(2) 用電負荷預測及管理功能

對區域內的用電負荷進行較準確的預測，對工農業生產、社會生活、天氣變化等因素對負荷需求的影響規律進行分析，并具有在一定條件下中斷部分負荷供應以適應本區域和整個電網調度運行需要的能力。

(3) 電力市場中的經營能力

包括建立區域內的發電費用、用電收益及安全約束模型，進行優化計算，收集市場情報、制訂發電計劃、簽訂中遠期市場交易合同。層面保證數據通信的快捷與通暢。

(4)數據管理及分析功能

采集并分析處理區域內各對象的運行數據，如發電機組的出力和運行效率、用電負荷隨時間變化的規律等，并能對這些數據提供有點的檢索和調用手段。

(5) 新能源發電功率預測功能

綜合短期及中長期氣象數據及預報信息，對區域內的風電機組、太陽能發電機組等的輸出功率做出較準確的預測。