1。虛擬電廠簡介
單粒砂子、水泥、石粒的物理性質並不明顯，但它們聚合後會顯示一定的物理特性，按照一定的比例組合後，會產生另外一種物理效能
元素特性：單個需求側資源顆粒度小，無法很好地把控其資源特性
集體特性：將需求側資源按照一定比例聚合成具有某種性質的聚合體
形態結構：虛擬電廠（virtual power plant，VPP）透過先進資訊通訊技術，將大量分散的分散式電源、儲能、可控負荷、電動汽車等能源資源以電為中心相聚合，作為一個特殊電廠為電力系統提供調峰、調頻、備用等輔助服務，並參與電力市場交易
功能特點：虛擬電廠構成要素多元，組合方式靈活，其平臺化的特徵便於對各類“源網荷儲”能源主體進行聚合，具有較強的包容性和可拓展性，可以靈活匹配當前存量能源系統“源網荷儲”一體化執行的發展需求
2。虛擬電廠負荷要求
負荷控制方式：虛擬電廠接入的負荷必須為直控負荷。虛擬電廠中的可調節負荷資源，應具備控制終端，並支援與邊緣閘道器或集中器的雙向通訊，上傳終端裝置資訊，並接收系統下發的控制指令，根據指令對負荷進行自動控制
負荷響應速度：可調節負荷主要可以分為四類：可塑負荷（Shape）、彈性負荷（Shift）、可削負荷（Shed）、快速負荷（Shimmy）。其中快速負荷通常為毫秒級、秒級或分鐘級響應時間，響應速度較快，是參與虛擬電廠輔助服務交易的主要負荷型別；彈性負荷和可削負荷響應速度一般為日級到分鐘級，可以參與虛擬電廠調峰服務，可塑負荷由於響應時間較長，一般不作為虛擬電廠的負荷資源
3。虛擬電廠的“發電因子”
a。工業負荷
工業生產領域中具備可調節能力的生產、輔助、辦公生活等用電負荷
b。建築樓宇負荷
建築樓宇中的集中式空調、分散式空調、電鍋爐等用電負荷
c。客戶側儲能負荷
蓄熱式電採暖、冰蓄冷、電池儲能、電感電容儲能等儲能裝置
d。電動汽車負荷
透過對電動汽車充電樁功率、時間的調控和對V2G（車網互動）充電樁充放電方式及功率大小控制，成為可調節的充放電裝置。現階段重點引入各類專用充電站
e。分散式電源
主要包括分散式光伏（園區光伏、屋頂光伏等）、小型風機等分散式電源裝置
f。農業負荷
農業生產過程中的提灌水泵、自動烘乾式制肥機、智慧飼料粉碎機、沼氣製備輔熱裝置、農產品自動電烘乾爐等裝置負荷
i。居民負荷
居民分散式空調、電熱水器等便於調節控制與負荷聚合、且短時調節對居民生活影響較小的負荷
4。虛擬電廠定位
發電側 – 新能源發電、交易的最佳化
用電側 – 多能聯動、電動汽車充放電管理、需求響應
5。虛擬電廠業務流程
6。虛擬電廠技術流程
7。虛擬電廠特性引數
就虛擬電廠而言， “ 電廠 ” 是指其應能夠如常規電廠一般向電力市場提供產品，可以是電能量也可以是輔助服務； “ 虛擬 ” 是指其非傳統實體化的機組，而是透過聚合散佈的分散式資源，依託先進的通訊和控制技術實現電廠的外特性，這裡所說的外特性即一定程度的可控性。 虛擬電廠外特性引數是指虛擬電廠參與電網排程需要提供相應的引數
虛擬電廠以電源的形式參與市場交易，其外部引數等同於傳統電廠。在虛擬電廠的構建過程中，可以將其內部資源的具體引數整合為虛擬電廠外部引數
8。虛擬電廠建設模式
當前我國虛擬電廠建設尚處於示範期，投資主體主要為電網企業和部分發電企業，隨著虛擬電廠技術的廣泛應用和電力市場化程度的增加，技術廠商、第三方服務商都將可能成為投資主體。尤其在成熟的電力市場中，競爭環境將變得激烈，使用者服務質量將是影響虛擬電廠發展的主要因素。因此，不論是傳統能源電力企業、資訊通訊裝置企業（ICT）還是網際網路企業都可以成為投資主體，開展虛擬電廠建設
a。電網企業
電網公司是當前虛擬電廠的主要建設者和推動者，因此可考慮採取電網公司全部投資並運營的方式。其優點是其可根據實際情況對適合改造建設的能源資源考察後進行分批次投資建設並運營，充分發揮削峰填谷作用
b。發電企業
當前我國大多數發電企業在風電、光伏等新能源領域均有業務佈局，也都開始重視虛擬電廠發展。發電企業對電源系統的整合最佳化有著天然優勢，在虛擬電廠建設中是必不可少的參與主體
c。資訊通訊裝置企業
此類企業擁有成熟的資訊通訊裝置及系統平臺技術，掌握虛擬電廠的核心技術，隨著市場開放程度擴大，也將成為虛擬電廠建設的主要參與主體
d。網際網路企業
相對於傳統能源企業，網際網路企業對於使用者習慣的瞭解及挖掘已形成較為成熟的模式方法，在未來充分競爭的電力市場中，利用此類優勢，網際網路企業也可成為虛擬電廠領域的新興投資主體
9。虛擬電廠運營
虛擬電廠可作為大使用者直接參與電力交易，從而透過較低的購電價格獲取購售電價差額利潤。在更加開放的電力市場中，虛擬電廠作為資源聚合商，以售電商角色參與電力市場競爭，根據自身最佳化算法制定自己的售電價格，獲得更大的利潤。
虛擬電廠與新能源企業對接，為區域內的新能源機組出力提供精準預測及發電管理等服務，與區域內使用者對接，提供用能最佳化及代理市場交易等服務，與電網排程、交易部門對接，參與需求響應、輔助服務，為大電網提供電力電量平衡
10。虛擬電廠盈利模式
虛擬電廠運營商面向內部使用者開展售電業務，獲得電費收益；面向外部市場，虛擬電廠運營商可出售內部剩餘電力參與電能量市場，獲得市場交易收益，還可參與輔助服務市場和需求響應市場，獲得相應收益和補貼
11。虛擬電廠參與輔助服務技術要求
12。虛擬電廠應用案例-冀北虛擬電廠
冀北虛擬電廠綜合示範工程，可調資源覆蓋張家口、秦皇島、承德等五地市，可參與電網調峰、調頻、電力市場交易等，此專案將冀北地區廣域分散的可調資源連線，實現了裝置資料和互動資訊的計算、儲存，集成了能源執行管理、交易、服務功能，打造了“源網荷儲售服”一體化的能源網際網路環境下的商業新模式。2019年已完成一期示範工程試點建設，參與華北調峰輔助服務市場，其中儲能設施、熱泵等作為主要調節資源，空調、工商業負荷響應作為補充，其餘資源作為可觀測資源接入
此專案突破了地域限制，實現了對使用者用能行為的秒級實時感知和智慧聚合最佳化，實時柔性響應電力系統執行指令。冀北地區清潔能源資源豐富，透過虛擬電廠聚合各型別分散式資源，實時跟蹤電網調峰需求及排程指令，有效拉昇電網低谷負荷，實現“荷隨風動、荷隨源動”，緩解由於調峰困難引起的棄風限電，也是對電網原有火電等調峰資源的有益補充和擴充套件
a。經濟效益
12月12日，13日參與調峰市場後的7075元和9444元收益；初期可聚合1萬千瓦可調資源， 預計調峰收益40 萬元/ 月
若10%空調負荷透過虛擬電廠進行削峰響應， 可節約電源投資30億元
b。環境效益
初期預計在低谷期可提升負荷3。5萬千瓦，預計2020年冀北“煤改電”最大負荷將達200萬千瓦，如將冬季蓄熱電採暖負荷透過虛擬電廠進行需求響應， 可增發清潔能源7。2 億千瓦時，減少63。65萬噸碳排
c。相關方效益
提高火電機組負荷率，提升系統執行安全性。以4萬千瓦可調資源為例， 可提高火電機組負荷率0。1%
降低調峰市場出清價格及費用，如20萬千瓦可調負荷參與市場，市場出清價格將由120 元/ 兆瓦時降至100 元/ 兆瓦時，降低發電企業分攤費用