2022年1月29日，国家发展改革委、国家能源局发布的《十四五现代能源体系规划》中提出：实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技示范项目，其中虚拟电厂是新型电力系统技术中的打开CPEM了解更多重要组成部分。
2022年07月06日，市监局等16部门发布《国家标准化发展纲要》，提出加强新型电力系统标准建设，虚拟电厂是其中重要一环。
什么是虚拟电厂，它与新型电力系统有什么关系？
一、什么是虚拟电厂
虚拟电厂是一套能源管理系统。
虚拟指的是它不以实体存在，而是通过先进的通信技术和软件系统将电力系统中的分布式电源、分布式储能、可控负荷、电动汽车等分布式资源聚合起来，优化成为可协同运行的整体，统一进行管理和调度。
电厂指的是从外部看，它以一个整体输出或消纳电能，帮助缓解新型电力系统中新能源消纳和电力供需不平衡问题，参与电力交易市场和辅助服务市场，实现与实体电厂同等的效用。
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二、新型电力系统与虚拟电厂
（一）为什么要构建新型电力系统
实现碳达峰、碳中和是中国可持续发展的必然选择，而要实现双碳目标就必须从源头上降低化石能源消费总量。
降低化石能源的消耗总量的主要途径是电能替代和清洁替代，即在终端能源消费环节实施以电能代替化石能源的直接消费，在电能的生产环节以可再生能源替代化石能源。
截至2019年底，我国电能占终端能源消费比重为26%，高于世界平均水平17%。2022年3月9日，国家发改委、工信部、财政部等十部门近日联合发布的《关于进一步推进电能替代的指导意见》（以下简称新版《意见》）明确提出，到2025年，电能占终端能源消费的比重达到30%左右。
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在电能的生产环节，近年来我国发电量结构中火电的占比逐年降低，风电、太阳能等可再生能源的发电占比逐年提升。
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然而，可再生能源接入电力系统比例的大幅提升带来了新的问题，由于风电和光伏等新能源在出力特性上具有随机性、间歇性、周期性、波动性的特点，高比例新能源接入电力系统，使得发电侧的电能产出无法控制。同时，由于新能源汽车等高功率负荷的高速增长，也使得用电侧负荷变得难以预估。电源侧和负荷侧双重不确定造成难以实现电能生产量和需求量的严格匹配，对电力系统的稳定性构成严重威胁。
2021年10月，中共中央、国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出：构建以新能源为主体的新型电力系统，提高电网对高比例可再生能源的消纳和调控能力。
因此， 构建新型电力系统是实现双碳目标的重要手段，以新能源为主体是新型电力系统的主要特征，对高比例可再生能源的消纳和调控是新型电力系统的核心能力。
（二）新型电力系统下的分布式资源
我国新能源资源中心与电力负荷中心呈逆向分布，风光新能源基地集中在西部和北部，而负荷中心则集中在东部。若完全依靠远程输电方式将西部北部新能源基地的电能输送给东部负荷中心的使用，将增加电能传输损耗和输电线路建设成本。
我国可再生能源资源分布示意图（图片来源于网络，侵删）
我国电力负荷中心示意图（图片来源于网络，侵删）
因此，新型电力系统的发电侧除了要大力建设集中式大型风光电基地，还应当靠近负荷中心建设分布式新能源发电系统，因地制宜构建可再生能源多能互补、多元迭代发展的格局。
2022年5月14日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展实施方案》明确： 在新能源开发和利用方面要坚持分布式和集中式并举。 加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设；加大力度支持农民利用自有建筑屋顶建设户用光伏，积极推进乡村分散式风电开发；要在具备条件的工业企业、工业园区加快发展分布式光伏和分散式风电等新能源项目，积极推进工业绿色微电网、源网荷储一体化、新能源直供电等模式创新。
根据国家能源局数据，截至 2021年底，我国光伏累计并网容量达到30599万千瓦，其中分布式光伏10751万千瓦，占比 35.1%。2021年度我国新增的5300万千瓦光伏并网容量中，分布式光伏约2900万千瓦，占全部新增光伏发电装机的55%，历史上首次突破50%，分布式光伏增长趋势明显。
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随着分布式新能源并网容量的迅速提升，各类分布式储能系统也被大量配置于分布式新能源发电侧、配电网侧、用户侧和微电网，用于提升新能源消纳比例、保障供电稳定性、提升电能质量、峰谷套利等。与此同时，近年来在国家一系列政策助力下，我国新能源汽车数量也大幅增长。这 些数量庞大的分布式新能源、分布式储能系统、电动汽车共同构成了新型电力系统下的分布式资源。
然而，现阶段大量的分布式资源由于单体规模较小，无法独立满足电网的调度需求，发挥最大效益。
（三）虚拟电厂对于新型电力系统的意义
从内部看，虚拟电厂通过通信技术和软件系统将分布式发电、分布式储能、可控负荷、电动汽车等资源聚合，与集控系统、管理平台配合进行协同控制、协同优化，实现数据分析、运行策略调整，形成一个具有与电厂相同功能的聚合主体。
从外部看，虚拟电厂通过聚合分布式资源，整体上形成了较大规模的服务能力，可以参与电力市场交易和电力辅助服务市场获得收益。分布式资源作为聚合主体的组成部分，也能够获得属于自己贡献部分的收益。
虚拟电厂通过聚合原本分散的分布式资源，使之成为能够利用的宝贵电网资产，降低了集中式电厂的建设投资。同时，分布式资源经由虚拟电厂参与电力交易和辅助服务市场获得相应收益，降低了项目投资回报周期，促进社会参与分布式资源的投资建设，从而推动以新能源为主体的新型电力系统的构建。
三、虚拟电厂的类型
山西省能源局于2022年6月21日印发《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，该方案为国内首个省级虚拟电厂实施方案，《方案》按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同，将虚拟电厂分为两类：
（一）负荷类虚拟电厂
指虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户（包括电动汽车、可调节负荷、可中断负荷等），作为一个整体（呈现为负荷状态）组建成虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应调节服务。
（二）源网荷储一体化虚拟电厂
指列入源网荷储一体化试点项目，建成后新能源、用户及配套储能项目通过虚拟电厂一体化聚合，作为独立市场主体参与电力市场，原则上不占用系统调峰能力，具备自主调峰、调节能力，并可以为公共电网提供调节服务。
四、发展虚拟电厂的要素
（一）资源要素
发展虚拟电厂，必须具备分布式新能源电源、分布式储能系统、可控负荷等三种资源。
分布式新能源 电源指靠近用电负荷配置的发电功率较小的分布式光伏、分散式风力发电等新能源发电装置。例如工商业屋顶光伏、农村屋顶光伏、渔排水面光伏等；
分布式储能 包括锂电池储能、液流电池储能、飞轮储能等；
可控负荷 包括电动汽车、空调、通风设备、风扇、压缩机、水泵等。
（二）市场要素
2022年1月25日，南方区域各电力交易机构联合编制印发《南方区域绿色电力交易规则（试行）》提出： 适时引入分布式新能源、电动汽车、储能等市场主体参与绿色电力交易 。
2022年5月23日，北京电力交易中心印发《北京电力交易中心绿色电力交易实施细则》提出： 分布式新能源可通过聚合方式参与绿色电力交易 。
2022年7月23日，南方区域电力市场启动试运行，覆盖范围包括广东、广西、云南、贵州、海南等五省区，涵盖电力中长期、现货、辅助服务交易，按照同一个交易规则和技术标准运行，南方区域电力市场启动试运行后， 辅助服务市场的品种与补偿机制将进一步完善 。
2022年5月20日，国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台参与电力现货市场， 获得平均度电0.274元的收益，成为我国首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例 。
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随着新型电力系统下分布式资源的逐步丰富，以及电力交易市场和辅助服务市场的逐步成熟，虚拟电厂的发展要素亦日趋完善，将迎来极大发展。中金公司指出，伴随VPP的渗透以及多元盈利途径的探索，预计我国虚拟电厂2030年有望触达1320亿元潜在市场空间。
五、光储充检一体化充电站与虚拟电厂
随着新能源汽车数量的快速增长，加快城市快速充电基础设施建设的必要性凸显，时代星云提出光储充检一体化充电站解决方案助力城市快速基础设施建设。
时代星云光储充检一体化充电站集光伏发电、液冷储能、快速充电、电池检测等四大功能于一体，并通过能量管理系统协同电网形成智能微网，具备虚拟电厂的分布式新能源电源、分布式储能、可控负荷资源等分布式资源要素及协同管理能力，类似一个小型的虚拟电厂。
随着电力交易主体、交易类型、价格体系政策的进一步清晰，将推动虚拟电厂商业模式的加速形成，光储充检一体化充电站可快速聚合参与电力交易市场和辅助服务市场，获得更大效益。
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福建时代星云科技有限公司是以锂电池储能业务为核心的高新技术企业。公司深耕于锂电储能领域，为客户提供提供光储充检一体化充电站、工商业储能、大型电力储能、户用储能等多种储能解决方案。
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