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新型储能虚拟电厂浅析

随着“3060”双碳目标的持续推进，可再生能源的开发得到前所未有的重视，新能源发电大规模布局，储能作为新型电力系统转型中的重要配置，在政策扶持、技术验证、商业模式等方面都日趋成熟。

自2021年7月15日起，国家发改委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中首次明确了储能作为碳达峰、碳中和的关键支撑技术，明确了储能的发展目标与重点任务，结合20年多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策，新型储能成为目前解决能源变革的重要手段，即将迈入高速增长期。

目前虚拟电厂建设处于探索阶段，各省的虚拟电厂政策主要围绕需求响应、储能与新能源整合。如上海、浙江等省份要求到2025年，需求侧响应能力达到最大负荷的5%；广东和天津则在推动虚拟电厂参与电力系统调节、储能、碳达峰等方面采取措施；山西发布了专项政策，细分“负荷类”和“源网荷储一体化”虚拟电厂，规范运营与并网。

虚拟电厂作为新型储能商业模式之一，在破解清洁能源消纳难题、绿色能源转型方面发挥重要作用，能够提升能源服务，实现对分布式能源的负荷预测、响应分配、实时协调控制和储能安全健康充放电管理，参与电力交易市场和需求响应。

1、什么是虚拟电厂？

所谓虚拟电厂(VirtualPowerPlant,简称VPP)，是一种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、电动汽车等分布式能源资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。

通俗来说，虚拟电厂就是虚拟化的发电厂，它并不具备实体发电厂（如火力发电厂）本身，而是一种管理模式或者说是一套系统，通过配套的技术把分散在不同空间的小型太阳能、风能等新能源发电装置、储能电池和各类可控制（调节）的用电设备（负荷）整合集成，协调控制，对外等效形成一个可控电源，辅助电力系统运行，并可参与电力市场交易，同时优化资源利用，维护区域内、甚至跨区域的用电稳定与用电安全。

既可以有计划地消纳电力系统的电力，又可以向电力系统反向输出电力，更灵活高效的进行“削峰填谷”等作业，并获得可观的经济收益。

2、虚拟电厂产生的背景

虚拟电厂是聚合用电侧的分布式发电、储能和其他可控负荷的一种新型电力市场主体，将发电侧与用电侧关系从“源随荷动”变为“源荷互动”，当电力供给紧张时用户可主动减小用电负荷，当电力供给过剩时可主动增大用电负荷，使电力用户具备“源-荷”双重身份。

虚拟电厂具有缓解电力供需矛盾、促进新能源消纳、服务用户开展多元化用能服务三大主要作用。国内对于虚拟电厂的示范始于2015年，目前以邀约型为主。虚拟电厂是需求侧响应的延伸，是用户侧概念，无法孤岛运行。我国虚拟电厂处于概念验证和试点阶段，目前多地试点进行顺利：冀北、上海、江苏、广东、山东、浙江等地均有VPP示范项目落地实施。

我国电力系统主要是以火力发电为主，水电、风电、光伏发电、核电等发电形式作为补充的一个系统。在”双碳”目标驱动下、我国大力推动能源绿色转型,构建以新能源为主体的新型电力系统，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，集中式与分布式电力结构并举，在确保能源电力安全前提下，满足经济社会发展电力需求。相比传统电力系统，新型电力系统将更加清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动。

围绕电力的产生和消耗，大体可分为发电侧、电网侧和用电侧。电网对运行安全有着严格要求，而电网安全的首要目标就是保证发用电的实时平衡，需要发电侧的不断调节去拟合负荷曲线。但是，新能源发电严重依赖于自然资源（光照强度、风力强度），具有随机性、间歇性和波动性的特点，对负荷的支撑能力不足。

若规模化直接并入电网发电，将会对电网造成巨大冲击，威胁电力系统安全以及供电的稳定性。另外，由于小型分布式新能源发电设施、储能设施、可控制用电设备、电动汽车等的持续发展普及，在用电侧，很多电力用户也从单一的消费者转变为混合形态的产销者，并且各类激增的大功率用电设备用电。因而，新的发用电势态下，“虚拟电厂”应运而生。

3、虚拟电厂业务

那么，虚拟电厂具体可以做哪些事情呢？

归纳来说，主要体现在以下三个方面：

1、注源

为电网注入新的电力来源。让更多的小型分布式新能源电源有组织地接入系统平台，统一协调管理，形成合力，相对可控，实现并入电网运行。

2、控流

控制调节用电侧电力流向及流量。尽可能多地接入可调节用电负荷，使其有纪律地按计划用电，并提升能效管理，实现最大程度的以不影响生产生活用电为前提，综合考虑外部电网供电情况、内部自发电情况、各类用电成本、电网需求侧管控等因素，科学合理最具经济性地安排用电计划。

3、电力储备

储存电力，即储能。储能是实现上述两个方面的关键支撑。正如小溪汇入大河、大河注入大海，分散在各地的小型新能源电力也