第44卷第6期综合智慧能源Vol.44 No.62022年6月Integrated Intelligent EnergyJun.2022D0I:10.3969/1.issn.2097-0706.2022.06.003虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述Overview on the characteristics,connotation and development status of virtual powerplants in China钟永洁，纪陵，李请霞，蒋衍君，吴世伟，王紫东ZHONG Yongjie,JI Ling,LI Jingxia,JIANG Yanjun,WU Shiwei,WANG Zidong(国电南京自动化股份有限公司.南京211153)(Guodian Nanjing Automation Company Limited,Nanjing 211153.China)摘要：在国家“3060”战略推动下，虚拟电厂成为开展新型电力系统建设、解决能源变苹的重要手段，是实现“双碳”目标的一个重要发展方向，为新能源电力的安全高效利用开辟了一条新的路径。首先，对虚拟电厂的内涵概念进行阐述，并在此基础上分析了我国虚拟电厂产生的客观大背景，结合目前我国虚拟电厂的外部政策环境剖析了当前虚拟电厂的主流业务板块：然后，简要介绍了国内外已经开展的虚拟电厂应用案例，进而归纳出虚拟电厂当前和未来快速发展所必须的可控资源、关键技术、市场机制等支撑要素：其次，对虚拟电厂的3个发展阶段进一步阐述，并对我国虚拟电厂发展中的现实问题进行了概况分析；最后，在完成对虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述的基础上对虚拟电厂在未来的发展进行了展望。关键词：虚拟电厂：碳中和：需求响应：能源互联网：可控资源：新型电力系统：综合能源：储能中图分类号：TK01:TM73文献标志码：A文章编号：2097-0706(2022)06-0025-12Abstract:To achieve the "30.60"goal,virtual power plants have been taken as an important measure to construct a newpower system and complete energy transformation.It is also the development direction for the safe and efficient utilization ofnew energy.The connotation and overall characteristics of virtual power plants are introduced.And against the backdrop ofthe status quo in China,the main business segments of a virtual power plant and its political environment are expounded.Given the existing cases home and abroad,the supponting elements including controllable resources,key technologies andmarket mechanism for the rapid development of virtual power plants are summarized.Then,the problems in the promotionof virtual power plants in China are summarized based on the three development phases.Based on the understanding on theconnotation and basic characteristics,it is believed that virtual power plants are promising in integrated application withdigitalization,intelligentization,cloud sharing,artificial intelligence,big data,Intemet of Things and other technologies.system;integrated energy;energy stomge0引言型期，市场主体将从单一化向多元化转变，电力输送将从传统的“发、输、配、用”向新型的“源、网、荷、在碳中和、碳达峰背景和目标的驱动下，我国储”转变.]。尤其是碳达峰、碳中和目标确立大力推动能源绿色转型，以坚强智能电网为枢纽平后，分布式能源和分布式储能的加人，让原有的电台，以源、网、荷、储互动与多能互补集成为支力系统变得更加复杂4四。与此同时，新能源装撑3.刃，集中式发电与分布式发电结构并举3]，机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力构建以新能源为主体的更加清洁低碳、安全可控、系统灵活调节能力提出了越来越高的要求，传统灵活高效、智能友好、开放互动的新型电力“源随荷动”的运行模式亟须向“源荷互动”转变s.61。随着碳中和、碳达峰目标的持续推进，可然而，我国电力行业正处于新老电力系统的转再生能源、分布式发电的开发得到前所未有的重视，新能源发电大规模布局逐渐成为新业收稿日期：2022-03-11；修回日期：2022-06-01态26.60。挖掘负荷侧的灵活性资源和调节潜基金项目：中国华电集团科技项目(CHDKJ21-01-107)力，成为提升电力系统调节能力和保障电力供应的(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net综合智慧能源第44卷1虚拟电厂概念特征新型电力系统的发展成为未来趋势，在新的发电、输电、配电、用电新势态下，“虚拟电厂”应运而1.1虚拟电厂概念生，虚拟电厂是当前国家开展新型电力系统建设，虚拟电厂其实不是一个新概念或新事物，它的实现碳达峰、碳中和目标的一个重要建设方提出已有20余年。21世纪初在德国、英国、法国、荷向，2]，虚拟电厂在破解清洁能源消纳难题、绿兰等欧洲国家兴起，并已拥有多个成熟的示范项色能源转型方面将发挥重要作用，它能够提升能源目，其主要关注分布式能源的可靠并网，同时构筑服务，实现对分布式能源的响应分配、灵活潜力挖掘、多元负荷预测、实时协调控制，参与电力交易市虚拟电厂发展受到越来越多的关注和重视，且在日场和需求响应229]。虚拟电厂作为新型电力系前邀约阶段开展了一定程度上的示范实践，缘由是统转型中的重要配置，在政策扶持、技术验证、商业我国电力系统和政策市场在发生变化，逐渐满足了模式等方面都日趋成熟4，.刃。可以预见，虚拟电虚拟电厂诞生、发展的基础土壤环境..别厂将成为未来解决能源变革问题的重要手段，即将虚拟电厂顾名思义就是虚拟化的电厂，其结构示意如图1所示。它不是一个真实的物理电厂，但目前，国内外学者在虚拟电厂的结构特征、运起到了电厂的作用：发出电能，参与能量市场：通过行机制、优化调度、发展应用等方面已经有了一些调节功率来参与辅助服务市场调峰、调频等4,31。基础性研究。文献[2]闸述了虚拟电厂的基础概念虚拟电厂内部通过信息技术将发电、用电、储能等与实现架构，并从电动汽车、综合能源、可再生能源资源进行梳理聚合，与外部集控系统、管理平台配3个视角介绍了虚拟电厂优化调度相关的关键技合进行协同控制、协同优化，实现数据分析、运行策术。文献[5]分析了虚拟电厂在协调控制、优化调略调整s2.3)。虚拟电厂对外进行能量传输，根据度，参与电力市场交易3个方面的研究现状。文献市场变化需求进行碳市场、电力市场交易。因此，[10]建立了基于多代理系统的虚拟电厂控制架构，可以将虚拟电厂理解为一种能发挥电厂作用的某并提出了多虚拟电厂参与电力市场时的双层协调种“黑匣子”，它不需要新建一个电厂，但是对外既运行机制。文献[22]从聚合、经济、运营3个维度研可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电究了虚拟电厂协调优化机理，并对虚拟电厂未来发厂”接收系统的电力。“黑匣子”包含分布式电源、多展进行了合理展望。文献[24]提出了一个数据挖元储能设施、电动汽车、可控负荷等资源3.s函掘驱动的基于激励需求响应方案来模拟虚拟电厂但只有这些资源还不足以使之成为有效的能源系及其参与者之间的电力交易，方案通过提供激励来统，虚拟电厂还需要一套技术和系统来将它们智能诱导消费者减少负荷并使分布式能源资源得到最的聚合起来。大利用。文献[29]对上海电力市场现状进行了研究，并以虚拟电厂为主体建立了其运营市场体系。文献[38]根据虚拟电厂的组成单元特征构建虚拟号电厂源、荷、储多元备用容量体系。综合以上分析，已有研究相对缺乏从不同视角对虚拟电厂基础特征内涵的深度剖析及其发展现状的综合概述研究，亟须进一步开展相关方面研究分析。基于此，文中接下来将对虚拟电厂的基础内涵、概念、特征开展简要的阐述，并对我国虚拟电厂图1虚拟电厂结构示意产生、发展背景及外部政策环境的支撑情况进行分Fig.I Schematic structure of a virtual power plant析。进一步介绍当前虚拟电厂的主流业务板块，并虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软结合虚拟电厂应用案例进行分析，进而概括出虚拟件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、微电厂发展中所必需的几个支撑要素。闸述虚拟电网、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调协同厂的3个发展阶段，并对我国虚拟电厂发展中的现优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运实问题进行了概况分析。最后对虚拟电厂在未来的发展进行合理展望。分布式能源管理系统将分散安装的清洁能源、可控(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net