2023年中央经济工作会议强调，“广泛应用数智技术、绿色技术，加快传统产业转型升级”。虚拟电厂依托“能源+互联网”技术，实现分布式资源聚沙成塔、协同互补，已成为国家电网有限公司在“双碳”目标和新型电力系统建设背景下，夯实能源供应安全、加快打造绿色低碳产业链供应链的重要技术。
虚拟电厂成为加快构建新型电力系统的重要手段
国家能源局发布的《2024年能源工作指导意见》提出，探索推广虚拟电厂、新能源可靠替代、先进煤电、新型储能多元化应用等新技术。公司聚焦国家战略需求和能源转型发展需要，将数字化配电网、新型储能调节控制、车网互动、源网荷储数碳互动等应用场景建设作为今年的工作重点。
据《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》预测，到2025年和2030年，我国虚拟电厂参与平抑的用电量将分别达到37太瓦时和51太瓦时。海量用户侧分布式资源依托虚拟电厂技术实现跨域聚合，整体参与电网的多类型业务和多场景支撑，成为加快构建新型电力系统的重要手段和关键举措。
我国用户侧分布式源荷储资源呈快速增长态势。以兼具电源和负荷双重属性的新能源汽车资源为例，截至今年6月底，全国新能源汽车保有量达2472万辆，占汽车总量的7.18%。虚拟电厂聚合用户侧海量分散资源，使其从无序变得有序，参与电力市场和电网运行，实现用户主体收益和电网承载能力的双重提升。
“双碳”背景下，分布式新能源发展迅速，截至2023年年底，我国分布式光伏发电累计并网装机容量已突破2.5亿千瓦，占光伏发电总装机的41.8%。但分布式新能源发电出力具有不稳定性，可依托虚拟电厂通过先进的自动响应控制技术，深入挖掘各类聚合资源时空响应特性，充分释放源荷储异质资源的调节潜力，最大程度提升分布式新能源电量消纳能力。
为应对新能源规模化开发带来的电力电量时空供需协同问题，电网运行方式正由传统的源随荷动向源网荷储互动转变。虚拟电厂聚合多元资源参与电网调峰调频等辅助服务，可提升系统灵活调节能力，减轻电力平衡压力，推动打造气候弹性强、安全韧性强、调节柔性强、保障能力强的新型电力系统。
在能源大数据建设的背景下，虚拟电厂调控运营过程中采集和产生的运行数据，可用于支撑系统内外数字化服务场景扩充和服务水平提升。推动虚拟电厂运营数据与碳排放、金融、交通、气象等领域业务的深度融合，可培育全社会在节能减碳运行、安全可靠信贷、道路交通优化、极端天气应对等方面的数字化全流程响应能力。
转型发展中虚拟电厂技术面临新挑战
在着力培育新质生产力、促进能源产业转型升级的时代背景下，电网中的电源构成、电网形态、负荷特性持续发生深刻变革，虚拟电厂技术的发展也面临着新挑战。
资源种类持续丰富，调节特性复杂多变。随着电网形态深刻变革和深化配电网发展需求，用户侧新型储能、新能源汽车充电设施、分布式新能源等灵活资源创新发展。然而这些单一资源调控颗粒度较小，一些资源存在双向潮流特性，运行特性受环境和设备影响度高，目前对动态不同资源的协同互济响应研究不足。
交易机制尚未健全，赢利能力仍需提升。现阶段我国电力交易机制尚处于建设初期。随着电力辅助服务、碳交易、绿证交易等业务和品类增加，需建立多样化资源市场准入、出清、结算标准，研究设计适宜的交易品种和交易规则；同时健全多时间尺度和多层次电力市场，创新新型电力系统商业模式和交易机制，依托市场规则实现虚拟电厂的管理和良性运营。
集群调控研究不足，区域互济有待激发。单个虚拟电厂主体在参与电网运行过程中，存在业务种类受限、响应精度不足、易受偏差考核等问题。若能将多个虚拟电厂主体灵活聚合，作为集群整体接受电网调度指令、参与电力市场运营业务，将能更充分地发挥集群中各虚拟电厂资源的时空特性差异，形成密切的互补关系。虚拟电厂主体能实现更精准的指令响应和更丰厚的收益获取，电力系统能实现海量分散资源跨区域协同互济，提升电网安全稳定运行能力。
多维度发力推动虚拟电厂技术深入发展
随着虚拟电厂日益成为保障能源安全、推动电力绿色供应、服务碳达峰碳中和的重要支撑力量，在发展新质生产力的新形势新要求下，建议从以下三个维度重点发力，推动虚拟电厂建设：
开展虚拟电厂集群化调控运行探索。统筹电网网架结构、运行状态和业务类型，制定多虚拟电厂聚合规则，研究面向各层级虚拟电厂集群的市场准入门槛，构建电网调度指令波动时虚拟电厂集群动态调整机制，科学指导多虚拟电厂聚合，助力提升电力系统灵活性。
推进电网对虚拟电厂资源的管控能力。构建虚拟电厂调控运营平台，与电网侧新型电力负荷管理系统对接，开展对用户侧聚合资源的全接入、全监测、全管理、全方位服务，进而实现电网对多元对象的可观可测、可控可调，引导虚拟电厂上下游产业规范发展。
探索多类型电力市场交易机制完善。积极开展虚拟电厂参与现货交易、电能量市场、辅助服务市场及容量市场等常规电力市场交易组件迭代，并开展虚拟电厂中分布式光伏绿电交易、独立储能参与电力市场交易、虚拟电厂参与碳交易、现货交易量价分解、竞价边界规划等关键技术攻关，推动虚拟电厂业务可持续发展。
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