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虛 擬 電 廠

伴隨著“雙碳”政策的推進(jìn)，能源轉(zhuǎn)型深入發(fā)展，可再生能源迅速崛起，在能源結(jié)構(gòu)中比例不斷上升。然而可再生能源發(fā)電的不確定性和波動性，也給電網(wǎng)帶來巨大的調(diào)峰調(diào)頻壓力。

電網(wǎng)的核心目標(biāo)是實現(xiàn)平衡。那么存在不確定性的可再生能源，如何才能穩(wěn)定地接入電網(wǎng)實現(xiàn)供需平衡？

虛擬電廠，走進(jìn)了人們的視野之中。

01虛擬電廠的含義

沒有電也沒有廠的虛擬電廠

虛擬電廠，英文名Virtual Power Plant，簡稱VPP，它以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過先進(jìn)信息通信和智能控制技術(shù)，將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動汽車等分布式能源統(tǒng)合，作為一個特殊“電廠”參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。

#通信 #聚合

虛擬電廠概念的核心是“通信”和“聚合”，它的主要功能在于聚合分布式資源參與電力市場和輔助服務(wù)市場運行，實現(xiàn)電源側(cè)的多能互補、負(fù)荷側(cè)的靈活互動，對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)，達(dá)成與常規(guī)發(fā)電廠類似的效果。

在現(xiàn)實生活中，虛擬電廠并不會像真正意義上的電廠被建造出來。因此，虛擬電廠也就不會真正的生產(chǎn)電能，它只是發(fā)揮了“電廠”的電力調(diào)節(jié)作用，實現(xiàn)電力的彈性調(diào)整。

02虛擬電廠的分類

各有特色的虛擬電廠

通過虛擬電廠的定義我們可知，虛擬電廠聚集了分布式能源（發(fā)電）、儲能（充電/放電）、可控負(fù)荷（用電）等幾大要素。根據(jù)側(cè)重要素的不同，虛擬電廠所具有的服務(wù)能力也有所不同，由此虛擬電廠可分為以下四大類。

電源型虛擬電廠

具有能源出售能力，可以參與能量市場，并可根據(jù)實際需要參與輔助服務(wù)市場。

負(fù)荷型虛擬電廠

具有功率調(diào)節(jié)能力，可以參與輔助服務(wù)市場，但是能量出售能力不足。

儲能型虛擬電廠

可以參與輔助服務(wù)市場，同時也可以在部分時段出售電能。

混合型虛擬電廠

全能型選手，既可以參與能量市場，又可以參與輔助服務(wù)市場。

03為何“建設(shè)”虛擬電廠

分布式發(fā)電與電網(wǎng)的橋梁

近年來我國電力結(jié)構(gòu)中火電的比例逐漸降低，風(fēng)電、光電等可再生能源發(fā)電占比逐年上升。由于風(fēng)電、光電等可再生能源在發(fā)電特性上具有極大的不確定性和波動性，隨著接入電網(wǎng)的比例越來越高，使得發(fā)電側(cè)電能產(chǎn)出的不穩(wěn)定性日益凸顯。

同時，新能源汽車等高功率負(fù)荷也在高速增長，使得用電側(cè)負(fù)荷也變得難以預(yù)估。在發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)雙重不確定性的影響下，電網(wǎng)運行中的風(fēng)險因素大幅增加。

虛擬電廠憑借著“源-荷”特性、高度智能化的控制系統(tǒng)以及優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)性，成為現(xiàn)階段在不增加額外基礎(chǔ)設(shè)施情況下最環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的方案。

虛擬電廠就像是共享經(jīng)濟(jì)對閑置資源剩余價值的再利用，提高資源的利用率，釋放了分布式可再生能源的調(diào)節(jié)潛力，大大地提高了電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

04虛擬電廠的作用

三大作用助力分布式發(fā)電發(fā)展

01破解分布式發(fā)電的負(fù)面效應(yīng)

虛擬電廠既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)提供電調(diào)峰，又可以作為“負(fù)電廠”進(jìn)行負(fù)荷消納，通過虛擬電廠的協(xié)調(diào)控制優(yōu)化減小分布式發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊，使配電管理更趨于合理有序，提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

02促進(jìn)分布式電源聚合優(yōu)化

虛擬電廠可以將分布式電源聚集整合起來，聚沙成塔、積少成多，擴大清潔能源接入規(guī)模和體量，通過內(nèi)部優(yōu)化調(diào)節(jié)，挖掘分布式電源、新型儲能、電動汽車等組成單元的調(diào)節(jié)潛力，緩解電力供需壓力。

03優(yōu)化發(fā)電資源的結(jié)構(gòu)配置

虛擬電廠擁有多樣化的發(fā)電資源，這樣既可以參與主能量市場，也可以參與輔助服務(wù)市場，參與多種電力市場的運營模式及調(diào)度框架，對發(fā)電資源的廣泛優(yōu)化配置起到積極的促進(jìn)作用。

05虛擬電廠優(yōu)勢與不足

全面看待虛擬電廠

虛擬電廠的優(yōu)勢

01機動靈活響應(yīng)迅速

與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，虛擬發(fā)電廠由分散的發(fā)電資源集合而成，并且由高度智能化的系統(tǒng)控制，可以快速響應(yīng)指令，靈活調(diào)節(jié)發(fā)電量，根據(jù)市場需求進(jìn)行智能調(diào)度，提高了能源利用效率，減少能源浪費。

02投入少性價比高

虛擬電廠投入成本低，經(jīng)濟(jì)屬性優(yōu)秀。根據(jù)國家電網(wǎng)的測算，如果通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)的削峰填谷，滿足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億元。而通過虛擬電廠實現(xiàn)這一目標(biāo)僅需500-600億元，僅需要火電廠成本的1/8~1/7，性價比優(yōu)勢明顯。

虛擬電廠的不足

01運營模式尚不完善

虛擬電廠還處于早期探索階段，其自身定位和發(fā)展路線較為模糊，缺乏頂層設(shè)計，諸如誰建設(shè)、誰運營、誰參與、系統(tǒng)如何設(shè)計、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等關(guān)鍵問題，甚至都還不明確，行業(yè)的長期發(fā)展面臨很大困難。

02網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險

虛擬電廠與傳統(tǒng)電力設(shè)施結(jié)合后，設(shè)備的大規(guī)?；ヂ?lián)，高度智能化的運作方式，這就導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)攻擊可能發(fā)生在任何并網(wǎng)設(shè)備上，極大地增加了網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。

虛擬電廠作為一種創(chuàng)新的能源供應(yīng)模式，在我國目前尚處于初步發(fā)展階段，需要進(jìn)一步探索符合我國電力市場特征的“建廠”路徑。在“雙碳”目標(biāo)的遠(yuǎn)景之下，虛擬電廠還有很長的路要走。