一、概述

在探索新型電力系統(tǒng)的道路上，源網(wǎng)荷儲(chǔ)聯(lián)動(dòng)成為了一種必然選擇。這種新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，旨在解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中存在的諸多問題和挑戰(zhàn)，如能源結(jié)構(gòu)單一、環(huán)境污染嚴(yán)重、電力供需不平衡等。而虛擬電廠作為一種創(chuàng)新的解決方案，正逐漸受到業(yè)界的關(guān)注和認(rèn)可。

虛擬電廠的概念早由歐美國(guó)家提出，它是一種通過信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，聚合和協(xié)調(diào)分布式能源資源，參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。與傳統(tǒng)電廠不同，虛擬電廠并不擁有實(shí)體發(fā)電廠，而是通過技術(shù)手段將分散在不同地理位置的分布式能源資源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等）進(jìn)行整合，形成一個(gè)虛擬的“電廠”。這個(gè)虛擬電廠可以像實(shí)體電廠一樣，響應(yīng)電網(wǎng)的需求，提供調(diào)峰、調(diào)頻等服務(wù)。

在當(dāng)前全球能源緊缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重的背景下，分布式電源以其可靠、經(jīng)濟(jì)、靈活、環(huán)保的特點(diǎn)被越來(lái)越多的國(guó)家所采用。然而，盡管分布式電源具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，由于分布電源通常規(guī)模較小，單個(gè)電源難以獨(dú)立滿足大規(guī)模電力需求；此外，分布式電源的穩(wěn)定性較差，受天氣、季節(jié)等因素影響較大。為了解決這些問題，虛擬電廠應(yīng)運(yùn)而生。

虛擬電廠的核心在于其先進(jìn)的信息通信技術(shù)和軟件架構(gòu)。通過這些技術(shù)手段，虛擬電廠可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種DER的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化。具體來(lái)說(shuō)，虛擬電廠可以通過智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)分布式電源的運(yùn)行狀態(tài)和輸出功率；同時(shí)，通過大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等技術(shù)手段，對(duì)各個(gè)分布式電源的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)的資源調(diào)度和管理。

在商業(yè)模式上，虛擬電廠也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)。一方面，虛擬電廠可以為電網(wǎng)公司提供服務(wù)，如調(diào)峰、調(diào)頻、備用等；另一方面，虛擬電廠也可以為商業(yè)用戶提供服務(wù)，如需求響應(yīng)、能效管理等。此外，隨著電力市場(chǎng)的逐步開放和完善，虛擬電廠還可以作為獨(dú)立的市場(chǎng)主體參與電力交易。

二、虛擬電廠如何創(chuàng)造收益

虛擬電廠如何創(chuàng)造收益：需求側(cè)響應(yīng)

虛擬電廠的三個(gè)收益來(lái)源：需求側(cè)響應(yīng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、電力現(xiàn)貨市場(chǎng) 。當(dāng)前我國(guó)虛擬電廠處于邀約型向市場(chǎng)型過渡階段。邀約型階段主要由或調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織，發(fā)出邀約信號(hào)，虛擬電廠組織資源進(jìn)行響應(yīng)，并獲得容量/電量補(bǔ)貼。我國(guó)多個(gè)省份出臺(tái)了需求響應(yīng)細(xì)則，其中以江蘇、上海、廣東等省市開展得較好。需求側(cè)響應(yīng)補(bǔ)貼單價(jià)高但頻率低，市場(chǎng)化程度低。需求響應(yīng)以削峰為主，主要發(fā)生在迎峰度夏期間，主要目的在于保供。以廣東省為例，2022年全年開展9次日前邀約型市場(chǎng)化需求響應(yīng)（均發(fā)生在7月和8月）；*大削峰負(fù)荷277萬(wàn)千瓦，*大響應(yīng)申報(bào)量609萬(wàn)千瓦；有效響應(yīng)調(diào)用收益1.63億元。可以看到，雖然補(bǔ)貼*高達(dá)到5元/千瓦時(shí)（可中斷負(fù)荷），但需求響應(yīng)并非常態(tài)化進(jìn)行，發(fā)生頻率較低，有很強(qiáng)的計(jì)劃色彩。因此隨著我國(guó)電力市場(chǎng)體制建設(shè)逐漸完善，虛擬電廠也正從邀約型階段向市場(chǎng)型階段過渡。

虛擬電廠如何創(chuàng)造收益：輔助服務(wù)市場(chǎng)

新型電力系統(tǒng)持續(xù)催生對(duì)輔助服務(wù)的需求。傳統(tǒng)電源（火電、水電等）具備一定的調(diào)節(jié)能力，而新能源存在出力波動(dòng)、無(wú)功缺失等特性，導(dǎo)致高比例新能源裝機(jī)電力系統(tǒng)對(duì)電力輔助服務(wù)的需求提升。根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2019H1我國(guó)輔助服務(wù)費(fèi)用占總電費(fèi)比例為1.47%；根據(jù)中國(guó)能源報(bào)，這一比例在近兩年上升至2.5%；根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，輔助服務(wù)費(fèi)用一般占社會(huì)總電費(fèi)的3%以上，隨著新能源大規(guī)模接入還將不斷增加。因此，預(yù)計(jì)輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將以高于用電量增速的速度增長(zhǎng)。

虛擬電廠主要發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻作用。2021年12月，國(guó)家能源局修訂發(fā)布《電力輔助服務(wù)管理辦法》，確指出電力用戶可通過委托虛擬電廠代理的形式參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，此后多地在電力輔助服務(wù)細(xì)則中對(duì)虛擬電廠/負(fù)荷聚合商參與輔助服務(wù)的條件、補(bǔ)償方式予以明確。當(dāng)前，虛擬電廠主要功能是電能量的時(shí)間轉(zhuǎn)移，對(duì)應(yīng)調(diào)峰服務(wù)；未來(lái)隨著工商業(yè)儲(chǔ)能滲透率提升，虛擬電廠有望在調(diào)頻服務(wù)取得更大突破。從2023H1全國(guó)輔助服務(wù)運(yùn)行數(shù)據(jù)看，調(diào)峰、調(diào)頻是輔助服 務(wù)費(fèi)用的主體，費(fèi)用合計(jì)占比達(dá)到80%。

三、安科瑞智慧能源管理平臺(tái)助力虛擬電廠快速發(fā)展

安科瑞智慧能源管理平臺(tái)

AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)是針對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺(tái)，對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動(dòng)、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動(dòng)態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)可以接受虛擬電廠的調(diào)度指令和需求響應(yīng)，是虛擬電廠平臺(tái)的企業(yè)級(jí)子系統(tǒng)。

3.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充”各環(huán)節(jié)，通過智能網(wǎng)關(guān)采集測(cè)控裝置、光伏、儲(chǔ)能、充電樁、

常規(guī)負(fù)荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷變化和電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化控制，促進(jìn)新能源消納的同時(shí)降低對(duì)電網(wǎng)的*大需量，使之運(yùn)行安全、高效。

3.2平臺(tái)功能

1.能源數(shù)字化展示

通過展示大屏實(shí)時(shí)顯示市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁以及其它負(fù)荷數(shù)據(jù)，快速了解能源運(yùn)行情況。

2、優(yōu)化控制

直觀顯示能源生產(chǎn)及流向，包括市電、光伏、儲(chǔ)能充電及消耗過程，通過優(yōu)化控制儲(chǔ)能和可控負(fù)載提升新能源消納，削峰填谷，平滑系統(tǒng)出力，并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對(duì)比等。

3、智能預(yù)測(cè)

結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)對(duì)光伏、風(fēng)力發(fā)電功率和負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與實(shí)際功率進(jìn)行對(duì)比分析，通過儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷控制實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，降低需量和用電成本。

4、能耗分析

采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)消耗量，進(jìn)行同環(huán)比比較，顯示能源流向，能耗對(duì)標(biāo)，并折算標(biāo)煤或碳排放等。

5、有序充電

系統(tǒng)支持接入交直流充電樁，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷和變壓器容量，并和變壓器負(fù)荷率進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，引導(dǎo)用戶有序充電，保障企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行安全。

6、運(yùn)維巡檢

系統(tǒng)支持任務(wù)管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理，并通過北斗定位跟蹤運(yùn)維人員軌跡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維流程閉環(huán)管理。

7、設(shè)備選型

除了智慧能源管理平臺(tái)外，還具備現(xiàn)場(chǎng)傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，組成了完整的“云-邊-端”能源數(shù)字化體系，具體包括高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、電能質(zhì)量治理、照明控制、充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為虛擬電廠企業(yè)級(jí)的能源管理系統(tǒng)提供一站式服務(wù)能力。

安科瑞系統(tǒng)解決方案還包含電力運(yùn)維云平臺(tái)、能源綜合計(jì)費(fèi)管理平臺(tái)、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)、充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)、智慧消防云平臺(tái)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、電能質(zhì)量治理系統(tǒng)、電氣消防系統(tǒng)、隔離電源絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等系統(tǒng)解決方案，覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)，打造感知、邊緣智能、智慧運(yùn)行的企業(yè)微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)。

審核編輯 黃宇