國家電投李可舒：未來已來！！！虛擬電廠風起雲湧

「十三五」期間，我國分布式能源、儲能迅速發展，為虛擬電廠、需求響應的發展提供了豐富的資源。虛擬電廠將分散的靈活性能源資源聚合起來組成一個參與電力市場、提供輔助服務、協調控制的集合體，對於促進新能源消納，維護電網平衡安全運行，電力資源合理配置，區域協調供應有著重要意義。

• 科技創新正當時，政策扶持加把力

2018年10月，國際電工委員會（IEC）召開虛擬電廠工作組會議，組織研討了兩項虛擬電廠標準編制工作。這兩項標準來自中國國家電網公司向IEC提交的虛擬電廠《架構與功能要求》和《用例》兩項提案。2019年國家電網有限公司「兩會」提出：到2021年初步建成公司及智慧能源綜合服務平臺，新興業務協同發展，打造完善的虛擬電廠運營模式的目標。2020年4月，天津市與國家電網公司共同籤署了以「新基建」為主題的戰略合作協議，不斷擴大商業樓宇虛擬電廠規模，提升電網調配能力。2020年6月29日，國家能源局綜合司關於能源領域「科技助力經濟2020」重點專項擬立項項目的公示，批覆了比亞迪汽車工業有限公司關於「多層級虛擬電廠平臺」項目。國網能源研究院、能源網際網路研究所在《對「十四五」能源電力發展重大問題展望探討》一文中指出：虛擬電廠將成為整合利用用戶側資源的重要手段，促進分布式能源高效利用，「十四五」期間虛擬電廠有望迎來爆發式增長階段。「新基建」中5G、區塊鏈、人工智慧、工業網際網路等的大力發展為虛擬電廠發展奠定了堅實的技術基礎。

• 歐洲發展起源早，配套設施初完備

歐洲虛擬電廠的發展追溯至2007年，開展以集成中小型分布式發電單元為主要目標的虛擬電廠研究項目，參與的國家包括德國、英國、西班牙、法國等。其主要針對實現分布式電源可靠併網和電力市場運營。歐洲近些年虛擬電廠發展迅猛，據guidehouse Insights預測，歐洲是世界上虛擬電廠最集中的市場，到2028年，市場收入預計每年將超過30億美元。

2005年～2009年，來自歐盟8個國家的20個研究機構和組織合作實施和開展了FENIX項目，FENIX的目標是通過將分布式能源資源聚合成大型虛擬電廠和分散管理，最大限度地提高分布式能源對電力系統的貢獻，擺脫傳統對電力系統小單元的管理。FENIX架構引入了三個新元素：（1）FENIXbox (FB)與本地系統接口，允許遠程訪問以進行監視和控制。（2）CVPP負責DER單元的調度和能源優化功能。（3）TVPP在配電管理系統(DMS)執行一些功能，例如:驗證發電計劃，調度DER來解決電壓或電流約束等。根據通用架構，在北部場景（英國）和南部場景（西班牙）相應作出調整。

德國在歐洲虛擬電廠發展處於前列。Next Kraftwerke是德國一家大型的虛擬電廠運營商，也是歐洲最大的虛擬電廠。它創立於2009年，是歐洲電力交易市場(EPEX)認證的能源交易商，在EPEX SPOT和EEX等歐洲交易所可以參與能源的現貨市場交易，在七個歐洲輸電系統運營商地區提供平衡服務。Next Kraftwerke通過中央控制系統的M2M實時通信，將來自沼氣、風能、太陽能、垃圾等可再生能源與商業和工業電力用戶以及儲能系統匯集在一起。截止2020年6月，NextKraftwerke已有9516個聚合單元，8179MW聯網裝機容量，627.7百萬歐元營業額，15.1TWh 能源交易量。

德國虛擬電廠已大範圍商業化，主要應用場景為通過電力市場的靈活電價，引導電廠管轄內系統優化發用電成本，優化交易收益。德國與虛擬電廠配套的上中下遊產品已逐漸完備，虛擬電廠除直接參與電力市場進行交易之外，溢價部分與客戶分成參與電網系統輔助服務（二次、三次調頻）來收取服務佣金，與此同時：針對城市供電公司、大型工業用戶、部分針對小用戶的都有相應的售電套餐。

• 我國發展揚起帆，試點項目遍地開

自2016年起，上海市開展國家級需求側管理示範項目「上海黃浦區商業建築虛擬電廠項目」建設，引導商業用戶與發電側的互動響應，提升電力需求側管理水平，推動虛擬電廠的開發建設。上海市隨著產業結構調整，電力峰谷差不斷增大，加上消納清潔能源和電動汽車行業的壓力，電網負荷供需平衡矛盾增大。黃浦區是上海商業建築最密集的中心城區，大型商業建築數量繁多，開發商業建築虛擬電廠，實現多元化需求響應和柔性負荷控制迫在眉睫。

上海黃浦區商業建築虛擬電廠項目平臺總體架構分為兩層：下層為虛擬發電機層（即樓宇用戶層），又可以細分為邊緣計算層和感知層，通過智能終端與虛擬電廠平臺進行數據採集上傳和接受削峰指令，實現交互和樓宇系統控制；上層為虛擬電廠層，採集、分析樓宇內海量上傳數據，並完成虛擬發電任務執行、監視、結算等任務，實現電廠整體運營管理。

2019年12月11日，冀北虛擬電廠示範工程投入商業運營。虛擬電廠在「網際網路+」智慧能源環境下，以用戶為中心，以商業化市場為平臺的泛在可調資源聚合管理模式。冀北虛擬電廠在促進清潔能源消納的同時，對構建電力市場也具有重要意義。該工程依託泛（FUN）電平臺，具備秒級感傳算用、億級用戶能力、多級共享生態。通過泛在電力物聯網和智能電網的技術，可與電力系統實施柔性互動，實現能源流、業務流、數據流「三流合一」。

國網天津公司在中新天津生態城選取面積約 8 平方千米的惠風溪示範區建設智慧能源新城。新城共包括集中式儲能站、主動配電網、虛擬電廠綠色公共建築等 10 個項目。新城虛擬電廠項目通過在各類源、荷、儲資源加裝物聯感知終端，將各類資源高效聚合，形成一個虛擬的可控能量集合體，像「真實電廠」一樣參與電網調峰、調頻輔助服務和電力市場交易等。目前已完成虛擬電廠系統的開發，系統已接入 49 戶公共資源用戶，可調負荷 2.637 萬千瓦，可以有效協調電網供需平衡，促進各種能源資源的優化配置。

• 借鑑經驗促發展，信心百倍繪藍圖

隨著現貨市場和輔助服務市場的發展，虛擬電廠和市場聯繫越來越緊密並逐漸參與商業化運營。國外虛擬電廠發展較早，尤其德國，美國等發達國家虛擬電廠的上中下遊配套技術和設施已非常完善，我國虛擬電廠發展還處於探索階段。根據國外虛擬電廠發展，可借鑑經驗和建議有如下幾點：

一是優化激勵補償政策和完善市場化交易機制。出臺更多激勵補償政策，開闢更多激勵資金來源。在現貨市場、備用容量市場和輔助服務市場的建設中，及時將虛擬電廠作為市場主體納入，為構建虛擬電廠參與的全市場體系交易機制和商業模式打好基礎。

二是加快推進相關的「新基建」。推進新型基礎設施建設，積極探索5G、AI和區塊鏈等新技術與虛擬電廠的深度融合。推進負荷聚合商為平臺綜合服務商，為用戶提供負荷削減、負荷管理等多種服務，使虛擬電廠有效聚合分散DER資源，保證虛擬發電效果可監測和可驗證。完善智能感知技術和傳輸技術，制定虛擬電廠傳輸協議，提高系統數據可靠性。

三是儘快出臺虛擬電廠相關標準和指導意見。國際上有通用的虛擬電廠標準，但我國尚未明確相關標準，因此政府部門需儘快制定虛擬電廠指導意見，包括含我國特色的虛擬電廠定義和範圍，將虛擬電廠納入「十四五」規劃，為虛擬電廠發展指明道路。

四是謀劃虛擬電廠發展分步走。（1）在電力現貨市場、輔助服務市場到位之前，可大規模開展「邀約型」虛擬電廠。（2）在現貨市場和輔助服務市場的建設過程中，同步將虛擬電廠作為市場主體納入各個市場交易。（3）實現跨空間自主調度模式。當虛擬電廠發展前兩階段已完備後，可探索實現跨空間自主調度，這時用戶、分布式能源可自由選擇調度主體，並實現跨空間地理交易和結算。

虛擬電廠「串聯」起源網荷儲售服，它的實施將使得電力能源行業從「笨重」走向輕巧靈動、從多層垂直走向少層扁平，貫通能源產業鏈，提高資源利用率和系統整體效率，實現多方互利共贏。虛擬電廠未來可期！

END