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我国虚拟电厂的技术特性与运营建议

我国正在深化能源绿色低碳转型，加快推进新型电力系统建设。虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成元素之一，越来越受到社会各界关注。目前，多个省市已开启虚拟电厂试点建设及运营，并出台配套政策文件，但虚拟电厂在我国处于发展初期，其概念内涵、技术特性、运营模式等尚缺乏统一规范和标准，造成有部分传媒界、金融界、学术界等领域的关注者对虚拟电厂存在不同程度的误读，出现一些概念被泛化使用、炒作的现象。因此，有必要对虚拟电厂的内涵与定位、技术要求及特征、商业运营道路等进行分析和思考，提出我国虚拟电厂如何健康、科学发展的相关建议。

一、虚拟电厂的内涵与定位

1、从虚拟电厂的名称看

某物体的虚拟物，通常是指虽然从组成和结构上与该物体的实物有较大差异，但与实物在主要外部特性上相近或相同。常规燃煤、燃气、水力等电厂具有较优秀的调峰、调频、调压和爬坡能力，可为电力系统提供转动惯量，出力能够在分钟级较精准控制，能够接受并快速响应电力调度中心下达的调度指令。较好的实时响应能力使常规电厂在用户负荷或新能源出力突然波动、电力系统出现异常或故障后能够按照调度指令快速进行调节，支撑系统安全稳定运行。所以，从虚拟电厂的名称看，其在电力系统中的电气表现、发挥的作用应与常规电厂类似。

2、从能源转型的背景看

近年来，我国常规电源比重持续下降，以风能、太阳能为代表的新能源比重不断上升。由于新能源较高的波动性和随机性，电力保供和新能源消纳所需的灵活性调节资源日趋紧张，电力平衡的方式亟需由“源随荷动”转变为“源网荷储协同互动”，虚拟电厂正是在这一背景下愈发受到重视。一方面，常规电源比重下降使电力系统保持安全稳定运行所需的调节资源必须由新的主体提供；另一方面，虚拟电厂通过先进的信息技术和控制技术的应用，高效整合分散的个体资源，能够在电力市场中提高自身及所聚合资源的收益，同时能提升电力系统运行的可靠性和经济性。因此，虚拟电厂的发展既是“形势所迫”，也是其基于自身收益的主动要求，其所虚拟的显然并非新能源电站，而是常规电厂，其关键不在于是否能够发电，而在于向电力系统提供近似常规电厂的调节能力。虚拟电厂并非实体电厂，自然无法完全具备常规电厂的调节性能，但作为电厂至少应当具备基本的调峰、调频、调压能力，并能够按照调度指令运行。

3、与负荷聚合商的区别

目前，部分省市试点建设的虚拟电厂所聚合的主要是可调节负荷，仅具备一定的调峰能力，不具备调频、调压能力，且负荷控制的精度较差，不能实时响应调度指令，只支持日前或提前数小时安排负荷曲线计划，实质属于负荷聚合商，与常规电厂所能提供的调节能力差距较大。虚拟电厂的调节性能应与常规电厂对标，其负荷/出力控制精度应达到一定水平，且具备调频和调压能力。社会各界应统一认识，明确区分虚拟电厂与负荷聚合商，避免虚拟电厂概念的泛化使用。

4、聚合什么样的资源

电力系统中的调节资源可分为电力调度直接管控的资源与难以管控的资源两大类。纳入调度管辖范围的集中式电源、抽蓄、独立储能等是调度直接管控资源，可以接受实时调度指令进行调节，在灵活高效使用方面基本不存在问题。用户负荷、用户侧小型储能、分布式电源、电动汽车等是调度难以管控的资源，通常不接受调度指令，其调节潜力尚未充分挖掘。新型电力系统中源网荷储协同互动的关键，正是将调度难以管控的资源通过信息通信、聚合控制等技术及市场机制建设等方面的努力，转换为调度可管控资源，从而更充分、灵活、高效地运用其调节能力。在形式上，负荷聚合商即为这一转换的初级表现，更高级的表现包括虚拟电厂、并网型微电网等。因此，虚拟电厂应着重于聚合调度难以管控的资源，至少不应聚合已有的调度对象。部分地区将独立储能、集中式新能源，甚至有一定规模的常规电源都纳入虚拟电厂的可聚合资源是不妥的。

5、虚拟电厂概念的涵义

基于上述讨论，我们可以给虚拟电厂一个不十分严谨的定义：虚拟电厂是将电力系统中原本难以调度管控的实体资源聚合，运用先进的信息通信和聚合控制等技术，优化整合为具有近似常规电厂的调节能力、可直接调度的虚拟聚合体，参与电力市场并获取调节收益，同时提升电力系统运行的可靠性和经济性。所聚合的实体资源是其物理基础，对收益的追求是其运营的驱动力，信息通信和聚合控制等先进技术是其调节性能实现的关键与价值创造的核心。

二、虚拟电厂的技术要求和特性

1、作为调度对象的要求

虚拟电厂作为调度对象，其聚合管理平台应满足接入调度技术支持系统的条件，具备对整个聚合体及主要聚合资源实时运行可观、可测、可控的能力，并满足数据信息交换、网络安全防护等方面的要求。

作为调度对象，虚拟电厂响应调度指令进行调节的速度应满足要求，即自调度指令下达至虚拟电厂开始进行与指令相同方向调节的时间需在一定限值内。常规电厂可以做到接近实时响应，虚拟电厂初期可适当放宽，但至少应