随着碳达峰碳中和战略深入实施，新型电力系统加快建设，电力系统向源网荷储多元互动发展。虚拟电厂作为主要载体形式，能够科学聚合需求侧资源，基于市场价格信号，发挥多向协同、灵活互动优势，为新型电力系统建设提供新技术、新模式、新业态。
当前，我国虚拟电厂仍处于发展探索阶段。一方面，亟待建设智慧、精准、灵活的先进控制技术，发挥技术驱动作用，推动虚拟电厂规模化、协同化、智能化运行；另一方面，亟须健全相适配的电力市场机制，发挥市场价格牵引作用，促进虚拟电厂提供多元化调节运行支撑。通过先进技术和先进市场的双轮驱动，保障虚拟电厂高效运营。
发挥虚拟电厂聚合优势
挖掘资源重组价值潜力
高效整合分散资源，多元化参与市场，激发市场活力。以满足电力供应保障和调节能力提升为原则，结合当地资源禀赋，以分布式电源、传统或新型柔性负荷、储能、充电桩等为聚合对象，构建互动型虚拟电厂，动态协调、优化不同类型灵活资源，推动市场主体多元化，激发市场活力。
灵活应对复杂环境，规模化参与市场，提升系统运行效率。应对复杂多变电力市场环境，通过虚拟电厂聚合代理市场交易，规避需求侧资源数量众多、布局分散、装机容量小等不足，减少市场参与的复杂度与风险，提升交易合理性和策略盈利性。发挥虚拟电厂体量优势，基于资源互联与广泛感知，形成规模化调节能力，缓解电力调度和交易机构对分散资源协调管理压力，提升系统运行效率。
自给自治平衡运行，协同化参与市场，缓解系统调节压力。虚拟电厂统筹内部资源协同互补，通过储能灵活充放电、用户调整用能时空习性等，形成稳定性更高、鲁棒性更强的调节能力。依托智慧调度控制系统，强化资源优化调度和快速响应能力，主动调节柔性可控负荷，平滑用电曲线，匹配发电曲线，自给自治平衡运行，提高需求侧协同和市场参与能力，增加运营收益，保障电力系统安全稳定运行。
建立科学多元市场机制
优化虚拟电厂市场环境
丰富交易模式，拓宽虚拟电厂参与市场收益渠道。鼓励虚拟电厂灵活参与多元电力市场交易，明确其独立主体地位。在聚合容量、调节能力、响应性能等方面，规范虚拟电厂参与电力中长期、现货、需求响应和辅助服务市场的准入条件，完善交易机制，推动虚拟电厂在多元市场中获得收益。建立基于净负荷分时段曲线的中长期交易机制，推进“报量报价”全电量参与现货交易。通过分时价格信号引导主体提升出力预测、负荷预测及电价预测能力，加强交易策略制定水平，积极主动参与需求侧响应，削峰填谷。支持含分布式电源的虚拟电厂参与绿电绿证交易，优先实施年度、多年度长期协议交易，扩大虚拟电厂收益来源。完善辅助服务交易机制体系，细化虚拟电厂参与调峰、调频、备用交易机制，适时推动参与爬坡、无功、黑启动等辅助服务，探索虚拟电厂参与省间和区域辅助服务交易模式。构建基于响应容量、响应速率、响应时长、调节精度等分类的辅助服务竞价方式，差异化设置竞价限值和补偿机制，充分发挥灵活调节能力，获得优先响应地位。
完善虚拟电厂价格机制，创新结算方式。通过市场化方式，拉大峰谷价差，形成需求响应价格。探索基于虚拟电厂响应规模的容量电价机制，结合电源结构、负荷曲线形态等系统特性，科学核算虚拟电厂容量价值。坚持虚拟电厂与各类市场主体同权同责，平等接受交易电量约束和市场偏差考核，共同承担运行等相关分摊费用。明确虚拟电厂发电状态与受电状态的市场报价、交易出清、结算电价和计量机制，根据净负荷曲线分时段形成量价结算信息。推进虚拟电厂内部资源“风险分摊、收益共享”机制，综合评估不同类型聚合资源的规模容量、调节性能、响应效果和价值贡献，合理转化为经济价值，激发内部资源互动潜力，提升聚合积极性。
运用先进智能技术
支撑虚拟电厂高效运营
推进人工智能在虚拟电厂运用。人工智能推动虚拟电厂智能调度与运行优化。结合大数据技术，通过聚类分析和特征工程捕捉数据实时波动趋势，应用长短期记忆网络和循环神经网络等机器学习模型，实现短期和超短期电力负荷高精度预测。构建日前、日内、实时多时间尺度的协调优化模型，结合混合整数非线性规划、滚动优化和遗传算法等方法，开展全局协调规划与局部动态调整，引入分布式计算和边缘计算技术，实现分布式能源、可调负荷等聚合资源的优化控制与智能调度。
人工智能助力虚拟电厂智能分析与智慧交易。通过多模态数据融合、主成分分析、关联规则等技术，高效处理多源异构数据，提取关键信息并挖掘潜在规律。采用Transformer等高级机器学习模型，结合贝叶斯优化动态调节超参数，建立自适应智能混合模型，精准预测多尺度市场价格。基于多智能体深度强化学习与非合作博弈模型，引入启发式优化算法与自适应迭代机制，优化电能量、需求响应、辅助服务等多元市场交易策略。
人工智能赋能虚拟电厂全流程管理与智能化升级。探索大模型与小模型协同应用，融合人工智能、虚拟现实和数字孪生等先进技术，推动大语言模型与知识图谱的深度结合，构建虚拟电厂智能知识管理与运营决策管理体系，支撑资源聚合、灵活调节、协调控制，辅助开展故障诊断、远程集控与智慧运维，全面提升虚拟电厂规划、建设和运营全流程管理能力。
建设虚拟电厂智慧联合控制系统。开展适应虚拟电厂的“云大物移智链边”先进技术研究，研发智慧聚合协同控制系统，开展全流程智能化交易决策和自动化精准调控，实现虚拟电厂分布式资源的“可观、可测、可调、可控”。虚拟电厂智慧控制系统按照市场化环境下电网友好运行和经济效益最优统筹目标，基于高精度功率预测、负荷预测、资源聚合管理、可调资源优化调度、发用电计划管理，进入策略优化控制器，开展电力市场交易模拟，生成资源聚合最优运行策略，经电力交易中心和调度机构安全校核后，由平台一体化协调分配控制器，智能分配指令至各类聚合资源。一方面，实现指令跟踪、最大化消纳、功率平滑、电压支撑等功能，提高能源输出稳定性，为电网运行提供安全可靠支撑；另一方面，发挥聚合资源整体参与电力市场的议价能力和规模经济效应，提高聚合商运营效率和收益水平。
【作者单位：中能智新科技产业发展有限公司（电力规划设计总院双碳技术研发中心）】
