一、什么是虚拟电厂
分布式资源的聚合与优化
虚拟电厂（virtual power plant，简称VPP）是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、充电桩等分布式能源的聚合和协调优化，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。虚拟电厂并不是真实存在的电厂，而是一种智能电网技术，应用分布式电力管理系统参与电网运行调度，实现“源-荷-网”聚合优化。
结构——可调节性是资源层的核心
资源层的调节能力和质量决定虚拟电厂完成调度指令的能力，工商业储能作为调节资源之一，是虚拟电厂大发展的重要前提条件。
源：目前接入资源以分布式光伏为代表，自身不具备调节能力，可和工商业负荷视为整体，构成一个可调节负荷。
荷：可调节负荷各有自身能力限制，工业负荷往往受生产计划强制约，且响应速度慢；空调负荷在时间维度不可平移，基本没有填谷能力，且受用户体验和天气等因素限制，可调节范围有限；充电桩作为直接面向C端的负荷，其调节能力不可预测性较强。
储：可调节能力、响应速度和可靠性都较好的调节资源，同时具备削峰和填谷能力，虚拟电厂进行高频次大幅度响应的资源。
二、为什么需要虚拟电厂
风光快速增加带来的填谷需求
风光装机快速增长，加剧电力系统不可控性。截至2023上半年，我国风电装机389.21GW，太阳能装机470.67GW，风光合计占总装机的31.76%。其中，2023年上半年我国风电新增装机22.99GW，对比22年同期新增12.94GW，同比增加77.67% ；太阳能新增装机78.42GW，对比22年同期新增30.88GW，同比增加153.95%，风、光均加速增长。新能源出力主要受来风、来光影响，人为干预作用小。因此，当新能源出力与负荷用电特性不吻合时，便存在新能源电力消纳问题，处理不当会引发电力系统安全事故，且造成投资的浪费。
充电桩等新型负荷使得负荷侧复杂程度提升
充电桩保有量随新能源汽车快速提升，改变配电网形态。截至2023上半年，我国公共充电桩保有量为214.86万台，同比增加40.63%。2023上半年，新能源汽车销量同比增加44.13%，保持快速增长，可以预见未来随新能源汽车销量继续快速提升，充电桩保有量将持续增加。充电桩的大量增加将对配电网产生冲击，相比于常规交流充电桩，快充直流桩由于功率更大、充电时间更短，产生冲击更大。
充电桩加剧居民生活用电负荷峰值提升。充电桩对配电网的影响主要包括：
（1）充电桩用电高峰同样是居民原有用电高峰，会导致原有负荷峰值继续提升，产生时间短、量级高的尖峰负荷；
（2）按尖峰负荷配置变压器容量，导致其余时间资源闲置；
（3）充电负荷波动带来网络损耗等。
因此，充电桩的发展导致了削峰填谷需求的增加，但同时充电桩和新能源汽车本身是良好的可调节负荷，如能通过虚拟电厂进行聚合和优化，是降低充电成本和降低电网投资的双赢之选。
需求侧响应能力力争达到至大负荷的3%-5%
需求侧响应能力建设目标明确。十四五前，虚拟电厂停留在个别地区、项目试点阶段，一是新能源装机占比不高，电力系统对灵活性资源需求不强；二是缺乏量化目标。2022年，《“十四五”现代能源体系规划》提出，力争到2025年，电力需求侧响应能力达到至大负荷的3%～5%，其中华东、华中、南方等地区达到至大负荷的5%左右。
虚拟电厂政策密集发布，成为新型电力系统建设的重要一环，政策力度有望持续加大。7月11日，深化改革委员会第二次会议召开，审议通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》。会议强调，要健全适应新型电力系统的体制机制，推动加强电力技术创新、市场机制创新、商业模式创新。虚拟电厂作为促进新能源消纳的重要环节和电力商业模式创新的重要形式，后续政策支持力度有望持续加大。
三、虚拟电厂商业模式
需求侧响应
需求侧响应是以经济激励为主的措施，鼓励具有负荷调节能力的用户在预定时段主动调减（增加）虚拟电厂的出力和用电负荷，缓解电力供需矛盾。虚拟电厂参与共分为两步，其一为每年年初自愿申报参与需求响应，其二为省调度中心对申报成功的虚拟电厂进行阶段响应邀约（一般为迎峰度夏、度冬时期），虚拟电厂应邀后可提供需求响应资源（原则上1天不多于2次、每次不超过2小时）。
调峰辅助服务
调峰服务指在电网调峰能力不足时段调整自身用电曲线达到缓解电网负荷高峰资源不足的效果。目前我国华北、华中、上海、山东、浙江和甘肃等地已颁布相关法规对虚拟电厂参与调峰市场进行了准入、报价与出清和结算方式等方面的规定。
调频辅助服务
调频服务主要包括一次调频和二次调频，目前仅江苏和浙江两省明确了虚拟电厂可分别作为第三方独立主体、综合能源服务商的身份参与调频辅助服务市场。
电力现货市场
虚拟电厂可根据当地电力现货市场相关规定在日前聚合计算并申报自身出力和调节能力，并根据日前现货市场中标情况和调度指令实时调减（增加）分布式资源的出力和负荷，从而以电力现货市场结算规则获得收益。
四、发展现状与未来
发展现状
虚拟电厂市场正处于快速发展阶段。近年来，国家和地方政府密集发布了一系列支持虚拟电厂发展的政策，推动了虚拟电厂的规范化、规模化、市场化建设。
未来展望
随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断进步，虚拟电厂将实现更高效、智能的能源管理和优化。未来，虚拟电厂将在能源转型和电力市场改革的背景下发挥更加重要的作用，为新型电力系统的建设贡献力量。同时，随着市场规模的持续扩大和技术的不断创新，虚拟电厂的商业模式将更加多元化，形成多领域、多层次的盈利模式。
总的来说，虚拟电厂作为新型电力协调管理系统，具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。未来，随着技术的不断成熟和政策的不断完善，虚拟电厂将在能源管理和优化方面发挥更加重要的作用。
德诺科技连续5年通过电力需求侧管理服务机构能力评定，且在2022年成果换证，获得一级能力评定证书。德诺科技将继续以客户的需求为出发点，以自主研发的骐骥电力载波系列软硬件产品为核心，以优质的产品交付能力、运维服务能力为支撑，积极开展智慧能源管理服务业务，参与虚拟电厂建设与发展。
