怎么去深入理解虚拟电厂？

虚拟电厂这个概念和业态，近期动作频频，尤其在国内沿海发达地区。

名字听上去比较新奇和前沿，实际是否在炒作概念？工作过程中，接触了一些相关业务和案例，把情况作一些分享交流。

虚拟电厂，顾名思义就是一个虚拟化的电厂，里面的内容不是电厂，但是起到一个电厂的作用。实际上也是如此，就是将相对分散的源、网、荷、储等元素进行集成调控，形成一个黑匣子，对外等效成一个可控的电源。

这个黑匣子，对外既可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，起到灵活的削峰填谷等作用。

以往的电力系统削峰填谷，基本是通过火电厂实现的，根据测算，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿的电厂和配套电网；而通过虚拟电厂实现，建设、运营、激励等环节的投资只需要500-800亿元。

既然这么节约，以前为什么没有这么做？因为虚拟电厂这个黑匣子，要实现上述功能，需要有内部可控的资源，比如储能、充电桩等；需要有机制，比如电力市场交易；需要有技术，黑匣子内部资源的控制和调度。

这些，以前都不太具备条件，现在基本具备了，所以沿海进展比较快。

实际上西方国家，在这块已经有不少案例。各国各有特点，日本和德国以储能和分布式电源，作为虚拟电厂的主体，美国则是以可控负荷为主，规模已占尖峰负荷的5%以上。

听上去虚拟电厂和需求侧响应，好像比较相似，本质内涵也比较一致。

实际上，广义来讲，虚拟电厂是需求侧响应的延伸版，需求侧响应主要是削峰，主要针对用户负荷；虚拟电厂则是削峰和填谷兼顾，源网荷储都包含在内。

虚拟电厂的响应机制，比起常规的需求侧响应，要灵活迅速，一旦系统发生负荷缺口或者消纳困难，虚拟电厂可以迅速实现削峰填谷，自动响应，要求和常规电厂的效果，基本一样。

需求侧响应的响应要求，相对低一些，做到自动响应的基本没有。

虚拟电厂能够发展，必须具备以下三种资源：分布式电源、储能、可调节负荷。

国内最近就有几个，基于空调负荷的，国网营销部牵头，选择了一些省份落地。

2020年，上海黄浦区虚拟电厂项目。迄今最大规模的一次试运行，参与楼宇超过50栋，释放负荷约1万千瓦。

怎么实现的？在用电高峰时段，系统对虚拟电厂区域内，相关建筑中央空调的温度、风量、转速等多个特征参数，进行自动调节，且对用户体验影响不大。

技术层面是有一些工作量的，包括控制、计量、调度、交易等等，以往的能源调控颗粒度比较大，虚拟电厂针对的是设备级，而且要求自动响应的话，复杂程度就很高了。

国网在这块，以前没做过，也是一步步研究探索，参与过里面一些项目，还是有点启发。开发的系统叫CPS系统，基于一套“云管边端”体系。

这里面，不同的空调，比如中央空调，VRV空调、分散式空调，他们的控制策略和实现，都不一样，现在的成果也都需要根据项目实践，进一步完善。

那么，用户怎么参与虚拟电厂项目，实现收益？以上海项目为例，还是在系统平台上，负荷集成商进行竞价。三级的架构，平台、负荷集成商、用户。

补贴价格根据响应时间，也是有区分。用户在30分钟之内进行削峰，给你的补贴就是3倍的价格（有一个基准值），30分钟到2小时之间是2倍，时间更长就更低。

补贴的来源，目前主要是来源于各省的跨省区可再生能源电力现货交易购电差价的盈余部分，所以还是有一些制约，很多省份还没有开始现货交易。

国外的典型虚拟电厂，德国Next Kraftwerke公司的项目，实现了对4000多个分布式发电设备的管理，也包括一部分可调节负荷，2019年底已经实现对跨5个国家7000多个分布式能源和可调负荷的管理，总规模接近300万千瓦。

2009年成立的Next Kraftwerke公司员工总数不超过200人，销售收入4亿欧元左右，交易电量140GWh，业绩非常突出。

主要通过几方面获得效益：

? 一是光伏、风电等边际成本较低的电源，参与市场化交易获利，

? 二是生物质、燃机等调节性能较好的电源，参与调频获利，

? 三是调节分布式电源和可控负荷，利用峰谷差在电力市场获利。

这样的案例，对于资源协调和聚集能力，要求是非常高的。源网荷储资源的特征，如何与电力市场的商务模式衔接，怎么及时响应，高效控制，都是很大的课题。

是个大趋势，是个好东西，但是能不能推广，还是要看几方面。