我国虚拟电厂现状及转型

1、 虚拟电厂可以有效分配资源，改善我国电力高能耗现状

2020 年是“十四五”能源规划编制之年，大力发展虚拟电厂并进一步推动能源革命是我国电力行业的主要发展方向之一。虚拟电厂（VPP，Visual Power Plant）通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等 DER 的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂用途较广，既可作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷；既可快速响应指令配合保障系统稳定并获得经济补偿，也可等同于电厂参与容量、电量、辅助服务等各类电力市场获得经济收益。可以有效解决我国电力行业电力紧张、能耗偏高的现状。

虚拟电厂主要分为虚拟电厂及电力需求响应两种，我国两种形式皆有布局。虚拟电厂主要于 21 世纪初期于德国、英国、西班牙、法国、丹麦等欧洲国家兴起，同期美国也推行与虚拟电厂意义类似的“电力需求响应（DR，Demand Response）”，目前我国对于虚拟电厂的建造形式为对于美国及欧洲先进经验兼容并包，同时发展虚拟电厂及电力需求响应，二者目前在我国统称为“虚拟电厂”。虚拟电厂发展至今，其理论和实践在发达国家已较为成熟。我国国内在“十三五 ”期间，江苏、上海、河北、广东等地也相继开展电力需求响应和虚拟电厂试点。

虚拟电厂概念及实践在发达国家已经成熟。根据全国能源信息平台数据显示，当前美国以可调负荷为主，规模已超 3000 千瓦，占尖峰负荷的 4%以上；以德国为代表的欧洲国家则以分布式电源为主，德国一家公司整合了 9516 个发用电单元，总容量 817 万千瓦，提供了全德二次调频服务的 10%市场份额；日本以用户侧储能和分布式电源为主，计划至 2030 年将提供超过 2500 万千瓦供电量；澳大利亚则以用户侧储能为主，特斯拉公司在南澳建成了号称世界上最大的以电池组为支撑的虚拟电厂。

虚拟电厂资源可分为可调负荷、分布式电源及储能虚拟电厂的基础资源包括可调（可中断）负荷、分布式电源及储能。三类资源在实践中大多数情况下会彼此相互关联，自用型分布式能源和储能在可调负荷中应用较广泛，基于三类基础资源可以发展出微网、局域能源互联网等形态，成为虚拟电厂或电力需求响应系统下的控制单元之一。虚拟电厂按照主体资源的不同，可以分为需求侧资源型、供给侧资源型和混合资源型三种。需求侧资源型虚拟电厂以可调负荷以及用户侧储能、自用型分布式电源等资源为主。供给侧资源型以公用型分布式发电、电网侧和发电侧储能等资源为主。混合资源型由分布式发电、储能和可调负荷等资源共同组成，通过能量管理系统的优化控制，实现能源利用的最大化和供用电整体效益的最大化。

2、可调负荷电源应用于工业、建筑及交通等重点领域

可调负荷电源的重点领域主要包括工业、建筑和交通等，质量并重。其中工业按照用电连续性可以分为连续性工业负荷和非连续性负荷工业，连续性工业负荷需要长时间连续供电，若断电则可能发生风险，非连续性工业负荷则对供电持续性需求较小；建筑行业中空调负荷为核心；交通行业中则可分为岸电、公共交通和私家电动车等。三种应用场景中，按照供电质量分类，非连续性负荷工业对负荷电源的需求较苛刻，电动交通、建筑空调要求次之。随着我国工业、建筑及交通领域的逐步发展以及随技术上电力调节、聚合技术的发展带来的成本下降影响，根据中电国际政策研究室预测数据显示，我国目前可调负荷资源经济开发量保守在 5000 万千瓦以上。同时，5G 通信及物联网技术的快速发展使得负荷的互联感知和可测可控成为现实。

2. 分布式电源主要满足升效降本，提升可靠性的需求

分布式电源可以提升安全性，我国目前主要以分布式光伏电源为主。根据 GB/T 33593-2017 定义，分布式电源指的是接入 35 千伏及以下电压等级电网、位于用户附近，在 35 千伏及以下电压等级就地消纳为主的电源。主要为满足电力系统及客户的相关需求，在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组，以达到节省费用，提升电力可靠性及连续性的目的。当前我国对分布式电源（发电）的界定和统计还处在不够严谨的状态。据全国能源信息平台初步统计，截至 2018 年底，我国分布式电源装机约为 6000 万千瓦，其中，分布式光伏约 5000 万千瓦，分布式天然气发电约为 300 万千瓦，分散式风电约为 400 万千瓦。

3、 虚拟电厂目前正处于邀约型向市场型转型阶段

虚拟电厂随基础资源的快速发展而发展，针对外部条件不同，按照国家电投中电国际政研室分类，其发展阶段可以分为邀约型、市场型及虚拟电厂三个阶段。

在邀约型阶段中，市场参与度较低，主要由政府机构或国家机关参与进行激励与拉动，是我国目前主要所处位置；

市场型阶段中，市场主要产生于电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后，资源聚合商为主体，以类似于实体电厂的模式，分别参与这些市场获得收益，增强虚拟电厂的统一协调控制能力。

在虚拟电厂阶段中，中电国际政研室将其称之为跨空间自主调度型虚拟电厂，其中既包含可调负荷、储能和分布式能源等基础资源，也包含由这些基础资源整合而成的微网、局域能源互联网。