近年來，以油氣為代表的傳統化石能源系統正在向以可再生能源為代表的現代能源系統轉型，這個過程中產生了一些新問題。在此背景下，“虛擬電廠”的概念應運而生。什么是虛擬電廠、能發揮哪些作用?它目前處于什么發展階段，前景如何?

當前，在能源緊缺、環境惡化的嚴峻形勢下，全球能源正處在以油氣為代表的傳統化石能源系統向以可再生能源為代表的現代能源系統轉型的關鍵期。同時，由于分布式可再生能源、可控負荷、儲能設施以及電動汽車等的快速發展，電力用戶也將由單一的消費者轉變為混合型的產銷者。

但是，具有產銷一體特性的電力用戶具有地理位置分散、隨機性波動性強的特點，且兼有弱可觀性和可控性，如何實現與電網的友好互動?在這個大背景下，“虛擬電廠”的概念應運而生。

虛擬電廠，是聚合優化“源—網—荷”清潔低碳發展的新一代智能控制技術和互動商業模式。這種技術模式無需對電網進行改造，就能充分利用分布式資源，實現電源側的多能互補和負荷側的靈活互動，給電網提供電能和輔助服務，可為破解清潔能源消納的世界性難題和低碳能源轉型提供前瞻性的技術解決方案。

虛擬電廠相當于一個區域性的源網荷集中管理模式

虛擬電廠可看作是在傳統電網物理架構上，利用先進的調控技術、計量技術、通信技術把分布式發電、分布式儲能設施、可控負荷等不同類型分布式資源進行整合協同開展優化運行控制和市場交易的載體，實現電源側的多能互補和負荷側的靈活互動，對電網提供電能或調峰、調頻、備用等輔助服務。其核心在于“聚合”和“通信”。

“虛擬電廠”這一術語最早出現于1997年。它不是傳統意義上的實體發電廠，而是相當于一個區域性的源網荷集中管理模式。

1997以來，虛擬電廠受到北美、歐洲多個國家的廣泛關注。各國的項目不同、應用場景不同，因此對虛擬電廠的研究側重點也不一樣：歐洲各國主要考慮實現分布式發電的可靠并網、智能互動和參與電力市場，打造持續穩定發展的商業模式;北美地區的虛擬電廠主要基于需求響應發展而來，兼顧可再生能源的利用，希望通過自動需求響應和能效管理來提高綜合能源的利用效率，因此可控負荷占據主要成分。

虛擬電廠可在破解清潔能源消納、綠色能源轉型方面發揮重要作用

虛擬電廠的特點符合新一代電力系統“智能互動和開放共享”的發展需求和方向，因此在破解清潔能源消納難題、綠色能源轉型方面可以發揮重要作用。

首先，可緩解分布式發電的負面效應，提高電網運行穩定性。虛擬電廠對大電網來說是一個可視化的自組織，既可通過組合多種分布式資源進行發電，實現電力生產;又可通過調節可控負荷，采用分時電價、可中斷電價及用戶時段儲能等措施，實現節能儲備。虛擬電廠的協調控制優化大大減小了以往分布式資源并網對大電網造成的沖擊，降低了分布式資源增長帶來的調度難度，使配電管理更趨于合理有序，提高了系統運行的穩定性。

其次，可高效利用和促進分布式能源發電。近年來，我國分布式光伏、分散式風電等分布式能源增長很快，其大規模、高比例接入給電力系統的平衡和電網安全運行帶來一系列挑戰。如果這些分布式發電以虛擬電廠的形式參與大電網的運行，通過內部的組合優化，可消除其波動對電網的影響，實現高效利用。同時，虛擬電廠可以使分布式能源從電力市場中獲取最大的經濟效益，縮短成本回收周期，吸引和擴大此類投資，促進分布式能源的發展。

再次，可以以市場手段促進發電資源的優化配置。虛擬電廠最具吸引力的功能就在于能夠聚合多種類型的分布式資源參與電力市場運行。虛擬電廠充當分布式資源與電力調度機構、與電力市場之間的中介，代表分布式資源所有者執行市場出清結果，實現能源交易。從其他市場參與者的角度來看，虛擬電廠表現為傳統的可調度發電廠。由于擁有多樣化的發電資源，虛擬電廠既可以參與主能量市場，也可以參與輔助服務市場，參與多種電力市場的運營模式及其調度框架，對發電資源的廣泛優化配置起到積極的促進作用。

虛擬電廠具有協調控制、交易運營、智能計量、信息通信等關鍵技術，應用前景十分廣闊

早期所謂“虛擬電廠”實際上應稱為“能效電廠”。它主要通過在用電需求方安裝一些提高用電效能的設備，來產生與建設實際電廠一樣的效果，因為需求的減少等于電網對于其他部分供應的增加。

總的來說，虛擬電廠的關鍵技術包括協調控制技術、交易運營技術、智能計量技術、信息通信技術。

近幾年來，我國對虛擬電廠的關注度不斷上升。針對清潔能源消納的大規模虛擬電廠“源網荷智能電網”系統在江蘇投運;上海黃埔區商業建筑虛擬電廠也正在建設中。尤其值得一提的是，隨著2018年3月國家電網有限公司主導發起的虛擬電廠《架構與功能要求》和《用例》這兩項首批國際電工委員會標準的獲批立項，虛擬電廠正在得到越來越多的關注。

目前，虛擬電廠尚處于起步階段，但因其符合中國電力發展的需求與方向，在政府、企業、用戶等各方的共同努力下，將擁有越來越廣闊的應用前景。

(作者單位：中國電科院)