虚拟电厂是一种通过信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车等多种分布式资源聚合和协同优化的协调管理系统。通过虚拟电厂，可提升电力保供和新能源就地消纳能力，助力构建新型电力系统。
虚拟电厂是什么？
虚拟电厂的核心在于聚合与通信。分布式电源、分布式储能、可控负荷、充电桩等不同类型的分布式资源就像是“沙”，通过虚拟电厂，可实现“聚沙成塔”。
虚拟电厂具备传统电厂的功能，能够实现精准的自动响应，机组特性曲线也可模拟常规发电机组，但与传统电厂仍存在较大区别。
01形式不同
传统电厂指具有传统物理生产流程的集中式大型电厂。虚拟电厂不具有实体存在的电厂形式，相当于一个电力“智能管家”，由多种分布式能源聚合而成，等同于独立的电厂在运营。
02电能量流动方向不同
传统电厂能量流动是单向的，即电厂→输电网→配电网→用户。而虚拟电厂能量流动是双向的，也就是说虚拟电厂市场主体可以与电力市场实现实时互动。
03负荷特征不同
传统电厂的负荷通常是静态可预测的，而虚拟电厂的负荷端是动态可调整的，在高峰时段可缓解尖峰负荷。
04生产与消费的关系不同
传统电厂的电力生产须遵循负荷端的波动变化，并通过调度集中统一调控。虚拟电厂参与主体的负荷端可根据电力生产相应调整。
05调度目标不同
传统电厂的分配比较单一，调度目标也是追求单一利益最大化。虚拟电厂内部涉及不同主体间的利益分配问题，需要在保障各主体利益的前提下追求整体利益最大化，调度目标也向利益均衡分配转变。
虚拟电厂本身不直接发电，而是把零散电力负荷聚合起来，对外等效形成一个发电厂。它打破了传统电力系统中发电厂之间、发电侧和用电侧之间的物理界限。
虚拟电厂可实现削峰填谷，有助于提升电网的安全稳定运行。它既可作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳，配合系统填谷；既可快速响应指令，配合保障系统稳定并获得经济补偿，也可等同于电厂，参与容量、电量、辅助服务等各类电力市场，获得经济收益。
虚拟电厂的作用与发展
6月5日，山东电力交易中心上线与现货价格联动的虚拟电厂灵活调节类零售套餐。
近年来，我国虚拟电厂建设开始步入战略发展阶段。2021年以来，国家层面的能源规划、低碳转型、碳达峰行动方案和新型储能指导意见等政策中，都明确支持虚拟电厂参与调节电力系统、电力辅助服务和现货市场交易等。
近日，国家发展改革委、国家能源局、国家数据局联合发布《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》（以下简称《行动方案》）。《行动方案》提出，结合电力保供、新能源发展等需求，利用当地源荷储资源，建设一批虚拟电厂。建立健全虚拟电厂技术标准体系，完善虚拟电厂的市场准入、安全运行标准和交易规则，常态化参与系统调节，提升电力保供和新能源就地消纳能力。
推进虚拟电厂建设，不仅有利于将需求侧的分散资源聚拢利用、整合协同，与电网进行灵活、精准互动响应，缓解电力供需矛盾，还能节省传统电厂和电网的投资，并让参与响应的用户获取一定激励。
虚拟电厂不仅能挖掘需求侧的负荷潜力，还能从电源侧提高新能源的利用效率。当前，新能源建设加快推进，随着新能源装机占比不断提高，其间歇性、随机性、波动性特点使得电力系统调节更加困难。虚拟电厂可平抑新能源发电的波动，补足新能源发电“靠天吃饭”的短板，提升安全保供能力。
上海实践
8月7日，国网上海市电力公司成功完成了迎峰度夏期间全市最大规模的虚拟电厂快速削峰能力验证，创下调控能力新高峰，最大响应负荷突破历史记录，达到70.43万千瓦。这一安全低碳、柔性智慧的电力系统调节方式有效缓解了持续高温下上海电网供电压力。
8月8日，2024虚拟电厂（上海）高峰论坛在上海举办。
近年来上海虚拟电厂发展迅速，自2019年上海电网启动虚拟电厂运营体系以来，目前已接入超过1600户用户资源，可调资源申报量超过97万千瓦，并持续增长。为稳步提高虚拟电厂的调控能力，自2023年以来，国网上海电力积极引导潜在客户参与虚拟电厂调控，建立点对点专项沟通渠道，定期组织开展虚拟电厂沟通交流会，了解市场诉求，推动编制与虚拟电厂相关的方案、规范。未来，上海虚拟电厂调控能力预计将达到地区最高负荷5%。
通过将分散的可调控用电设备、储能装置以及分布式新能源等资源整合起来，虚拟电厂成为了一个灵活的能源调控网络，能有效平抑电网波动，保障电网安全稳定的重要价值和经济效益日益凸显。据测算，在上海实施同等效果的削峰填谷，虚拟电厂的投资仅为源侧机组投资的20%~30%。
为提升虚拟电厂实际削峰和填谷能力，国网上海电力推进上海市虚拟电厂运管平台数字化改造。该平台已实现与电力交易、调度、运营商平台数据的贯通，做到虚拟电厂全生命周期管理、全交易流程贯通、全调用过程可视、全执行效果评估，具备一体化管理调控功能。通过该平台，国网上海电力可协助虚拟电厂运营商管理维护虚拟电厂资源，全流程跟踪指导虚拟电厂调控负荷过程。
浙江实践
8月5日晚，浙江组织了今夏首次虚拟电厂参与电网的移峰错峰，最大响应负荷132.3万千瓦。当晚，浙江哲丰储能电站以虚拟电厂的形式，将1.4万千瓦的负荷平移至夜间23点至第二天早上8点的用电低谷时段，相当于3.5万个家庭每小时的平均用电量。根据尖峰谷电价的价差以及地方政府的相关补贴，此次调节能为该电站带来约11900元的收益。
同日，衢州市公交集团利用充电管理平台，结合充电桩分布、车辆停放、不同车型所需电量、充满电时间及次日班次等因素，将原来的尖峰、高峰时段充电，调整到平峰时段、低谷时段充电，当晚调整负荷1900千瓦，帮助电网移峰错峰。
浙江衢州供电公司整合了电动汽车、储能、分布式光伏等电力资源进行移峰错峰。通过这些虚拟电厂的共享互济和优化配置，促进电力供需平衡。
在近年来的陆续探索中，截至目前，国网浙江省电力有限公司已服务89个第三方独立主体包括虚拟电厂、负荷聚合商在交易平台完成注册。第三方独立主体参与电力辅助服务81天，累计参与交易主体个数74个，交易电量2751.9万千瓦时，涉及二级用户29360户，最大单日响应负荷43.12万千瓦。
2024年，浙江将深化技术和市场机制创新，推动虚拟电厂资源聚合规模持续壮大，力争实现其规模达400万千瓦。
据规划，到“十四五”末，通过需求响应、辅助服务、电力市场等多元化途径，虚拟电厂将成为支撑浙江电力系统安全稳定、清洁低碳、经济高效运行的有效载体，进而提升电力供应保障能力和新能源消纳水平。
