虚拟电厂是一种新型电力系统，可对大规模新能源电力进行高效利用，是电力行业未来极具潜力的发展方向。什么是虚拟电厂？如何构建虚拟电厂技术体系？商业模式如何落地？

什么是电力现货市场？

要理解什么叫做“虚拟电厂”，咱们先来理解一下什么是电力的现货市场。咱们都知道，现在电作为咱们老百姓日常生活中的必需品，一般一年下来，价格都是比较固定的，价格通常也主要是由电力公司决定的。但是，其实电力和所有的商品一样，不同的地区，不同的公司生产的电力，价格其实也是不一样的。这就好比在一个超市里，同样是卖鸡蛋，不同的摊位卖的鸡蛋，因为不同产地、不同特点，价格也不一样。这次，咱们国家能源局提出的电力现货市场，想要传达的意思是后面要推动电力市场越来越信息透明、提高电力的整体使用效率，把电力市场朝着像咱们的超市那样的思维去建设，即卖家可以越来越自由竞争，而买家则可以根据自己的需求，拥有在电力购买方面的选择。

什么是虚拟电厂？

那什么又是“虚拟电厂”呢？咱们继续理解，征求意见稿提出，要建设成这样的一个电力“超市”，就要推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易。作为电力市场的一个新兴主体，“虚拟电厂”是建设电力新兴市场过程中的重要角色之一。早在1997年，就有经济学家提出虚拟电厂的相关概念，虽然这个电厂既没有电，也没有厂，但能够将分散的分布式电源、储能、电动汽车、城市楼宇等多种可调节资源有机结合，减少高峰期用电和增加电力弹性，像常规电厂一样参与电网运行。

咱们还是以超市卖鸡蛋为例，单纯在超市卖鸡蛋，人们只有到了超市才能去不同摊位挑选鸡蛋，鸡蛋售卖商也只有到超市摆摊才能让消费者看到有哪些鸡蛋可以挑选。而发展“虚拟电厂”，有点类似于建设一个虚拟平台，不仅提供一个平台，让所有可以产电的主体都能聚集到这个市场上来，同时也像电商平台给商家和买家提供基础服务一样，为电力交易提供所需要的基础建设设施，比如电力交易计算、电力交易工具。这样的平台建设起来的话，就好比建成了一个电力交易的网络平台，从电力交易的各个层面提供一个综合平台，让电力交易更加科学高效、信息更加透明，那么长期就会形成一个根据市场供需自动调节的电力市场交易系统。

四大核心，构建虚拟电厂技术体系

在有关虚拟电厂的书籍或文章中，都将虚拟电厂的关键技术总结为计量技术、通信技术、智能调度决策技术和信息安全防护技术等。这些技术无疑是虚拟电厂得以推广应用的前提，但这些技术是针对市场建设者或相关科研院所提出的，实际上计量技术、通信技术和信息安全防护技术并非虚拟电厂的运营商们研究的范畴。运营商们只要根据相关标准要求采购设备或技术应用即可。

因此，我们根据规模化用户侧资源参与电网互动调节的应用需求，将一般的社会化虚拟电厂运营商所需要的关键技术总结为四个方面：

1、资源动态聚合技术。虚拟电厂参与电网的每一次调节互动，都需要根据调节的目的和性能指标要求等对所聚合的资源进行选择，并计算需要参与的资源数量。由于聚合的资源状态（如发电、储能荷电状态、负荷或运行成本）都处于实时变化之中，因此虚拟电厂的每一次聚合都是动态的。当虚拟电厂在市场中的任务完成后，在下一项任务的计划阶段又必须重新聚合。这一切决策有赖于可调节潜力分析、负荷预测、动态调节能力等算力支持，如果没有高效的算法模型支撑是不可能完成的。

2、灵活市场交易技术。在未来的电力市场中，虚拟电厂可以同时参与现货交易、需求响应和辅助服务等各类电力交易品种。而每参加一项交易，必然影响到另一项交易的交付。同时，在参与电网调节交易的同时，也要考虑资源所有者的正常生产和商业活动安排。因此虚拟电厂参与每一项交易，都需要在综合上述因素的基础上，以最大收益为目标函数，通过算法求解交易的数量和价格。

3、高效协同控制技术。虚拟电厂的可调节资源数量规模大、分布分散，且大多涉及用户的生产生活安全，因此虚拟电厂的调节控制强调平台与资源主体的协同控制，在技术上通常采用“云边”协同的物联体系架构，由平台评估虚拟电厂内部分布式源、用电负荷、分布式储能等各类资源情况，制定多能互济、优化运行策略，下发到边缘网关，由边缘网关实现相关资源系统调节、调控。

4、通信承载优化技术。虚拟电厂技术平台上接电网调度和交易中心，下接各类可调节资源的工业控制系统。一方面要满足各种异构资源系统对于电网调节秒级，甚至毫秒级的响应要求；另一方面要满足虚拟电厂通过公网与电网内部系统的通信安全要求。因此在满足基础物联和通信技术外，更需要基于“云管边端”灵活的物联体系架构，持续优化系统通信承载技术，提升虚拟电厂的性能参数，以获得更高的响应收益和系统安全防护能力。

从上述虚拟电厂关键技术可以看出，虚拟电厂核心技术的本质是运营商基于对自己所聚合资源充分了解的基础上，运用模型算法获得相关调控和交易决策的能力。因此可以说虚拟电厂运营商的企业是算法驱动的公司，算力是虚拟电厂技术的真正内涵。

一体两面，打造虚拟电厂技术平台

虚拟电厂技术平台作为运营商实现其商业运营的载体，除了支撑可调节资源的运行调控，还要支撑虚拟电厂的商业运作，因此其包括虚拟电厂运营管理和可调节资源运行调控“一体两面”的双重应用。

虚拟电厂运行调控平台。通过先进的能源物联、通信、控制等技术聚合分布式能源、可调负荷、用户侧储能、充换电站等不同类型的可调节资源，依托智能AI算法实现资源动态聚合和智能交易，并根据电网调节互动要求，实现相关资源系统从毫秒级、秒级、分钟级和小时级别等多时空尺度的各类调节、调控产品交付。

虚拟电厂运营管理平台。作为虚拟电厂运营商实现各类资源主体管理和商业变现的平台。一方面对接电力交易中心，组织资源主体参与各类电力市场交易，并完成相关结算和利益分配；另一方面依托平台所积累的技术、产品和数据资源，对接各细分资源聚合商、售电公司、配售公司、投融资机构等产业链上各环节生态，为其提供个性化、定制化的产品、产品组合或场景化应用，实现“互联网+虚拟电厂”商业创新。

化“虚”为实，商业模式如何落地？

现阶段，虚拟电厂的商业模式主要有两种。一是建设软件系统平台。即开发相应软件，在电力系统内搭建虚拟电厂云平台，通过物联网技术和分布式能源控制技术，链接用电侧消费端（居民、工商业）、储能设备、发电侧可再生能源等。二是聚合用户资源参与电网需求侧响应，通过削峰填谷获得服务收入。

虚拟电厂发展初期，运营商的核心业务是开发客户资源。这一时期，用户侧与发电侧资源对虚拟电厂了解不多，参与意愿不强，需要通过上门拜访等方式“跑马圈地”，努力争取客户资源，尽快“做大”占据行业头部位置，这对于获取后续竞争优势至关重要。行业进入成熟期后，虚拟电厂开始与电力市场实现对接，运营商的核心业务转变为打造运营实力，努力做强做优，成为行业屈指可数的平台企业。

近年来，我国华南、华北、华东、华中地区均有典型虚拟电厂项目落地，但总体上都处于试点阶段。这些试点项目各自有哪些特点？华能浙江虚拟电厂与这些试点项目有哪些相似或不同之处？

上海黄浦区试点的商业建筑虚拟电厂项目实现了对负荷资源的监测，但尚未实现对负荷资源的在线自动控制。南方电网深圳供电局研究的区域虚拟电厂项目尚未实现调度系统接入，也未完成实时调度闭环控制。冀北虚拟电厂项目拓展了虚拟电厂参与辅助服务的形式及方式，但尚未实现对可控资源的调控及交易功能。

华能浙江虚拟电厂实现了调度系统接入，完成了实时调度闭环控制，实现了可调负荷等分布式资源的实时控制，并具备了参与现货市场交易的功能，是目前突破较大的试点项目。

从技术层面讲，虚拟电厂平台虽是虚拟电厂的中心，但分布式资源才是虚拟电厂真正的落脚点，但现阶段，我国虚拟电厂还存在着分布式资源接入难度高的问题，您认为为何会出现这一问题，又该如何解决？

现阶段国内虚拟电厂总体上缺乏对分布式资源精准控制、便捷接入、边缘计算等技术的研究与实践。另外，各地虚拟电厂管控平台等系统的接口标准和通信协议不统一，增加了分布式资源接入难度，提高了虚拟电厂建设成本。

我们应更多地关注虚拟电厂平台建设以外的关键技术，补齐上下游关键技术短板；聚焦分布式资源的精细化评估、建模和控制等，以多目标优化的形式，实现虚拟电厂效益、安全性、稳定性以及客户用能的综合优化；建立统一的虚拟电厂标准体系、接口规范和运行规则，完善虚拟电厂数据、网络安全研究，为规模化虚拟电厂的发展提供底层支持；加大直控型虚拟电厂的研发力度，推动多种形式的储能等优质资源接入虚拟电厂并提供快速响应能力；加快数字基础设施建设，研发标准化、轻量化虚拟电厂终端，为中小型分布式资源的接入提供便利。

文章来源： 锂电百科，中国华能，燕子飞涨