1.虛擬電廠的基本概念

虛擬電廠的定義

虛擬電廠（Virtual Power Plant，VPP）是一種通過信息技術和智能控制手段，將分布式能源資源（DERs），如分布式發(fā)電設備、儲能系統(tǒng)、可控負荷等，聚合起來并作為一個整體參與電力市場和電網運行的解決方案。

虛擬電廠的作用

（1）優(yōu)化電力資源配置：通過智能調度技術，虛擬電場能夠根據(jù)實時需求和市場價格優(yōu)化電力生產和消費，提高電力系統(tǒng)的運行效率

（2）增強電網穩(wěn)定性：提供調頻、備用等輔助服務，幫助電網應對突發(fā)情況，確保電力供應的穩(wěn)定性和可靠性。

（3）促進清潔能源消納：整合間歇性可再生能源，并通過儲能和需求響應平衡供需，減少棄風棄電現(xiàn)象。

（4）降低用戶成本：為用戶提供參與需求響應的機會，通過經濟激勵措施鼓勵用戶調整用電行為，從而降低用電成本。

（5）支持電力市場發(fā)展：作為靈活的市場主體，虛擬電廠可以參與電能量市場、輔助服務市場、需求響應市場等，推動電力市場化改革和智能電網建設。

虛擬電廠的特點

（1）不需要大規(guī)模的新建物理基礎設施，而是通過軟件和技術手段實現(xiàn)資源整合。

（2）可以靈活調度多種類型的分布式能源，形成統(tǒng)一的調度和管理，提高能源利用效率和電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）多主體協(xié)作，虛擬電廠涉及眾多利益關聯(lián)方，包括：發(fā)電企業(yè)、電力用戶、分布式能源持有者。

（4）可直接參與市場交易，虛擬電廠聚合商可以作為獨立主體參與到市場交易中。

2.整體架構與設計方案

虛擬電廠的架構

（1）設備層:通過邊緣-云計算協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)可調負荷、充電儲能系統(tǒng)、分布式光伏等分布式資源在聚合層面的聚合感知和優(yōu)化協(xié)同;

（2）接入層:采用 Modbus、MQTT、HTTPS等通信協(xié)議，將收集上來的關鍵數(shù)據(jù)信息上傳到數(shù)據(jù)層。以先進的通信技術和物聯(lián)網技術作為支撐，實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸效率，建設泛在、低延時的感知“神經網絡"和安全、可靠的協(xié)同管控體系;

（3）數(shù)據(jù)層:在數(shù)據(jù)層進行數(shù)據(jù)的清洗、篩選處理，為邊緣計算提供良好的數(shù)據(jù)支撐，同時還要進行數(shù)據(jù)隔離，維護數(shù)據(jù)和虛擬電廠平臺系統(tǒng)的安全;

（4）公共層:打通同電力交易系統(tǒng)、電網調控系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)光儲充EMS能管系統(tǒng)的接口，實現(xiàn)信息高效互通;

（5）應用層:應用層包括數(shù)據(jù)中心、用戶中心、物聯(lián)中心、客戶管理、合同管理、中長期市場交易、現(xiàn)貨市場交易、清算結算管理、聚合資源管理、運行監(jiān)控預測、響應交易管理、調度控制管理、邊緣調度管理、模型管理、算法管理等模塊，實現(xiàn)能鏈虛擬電廠平臺的核心功能:

（6）展示層:展示層采用 WEB 端、大屏端、APP端/小程序等形式進行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)信息的可視化展示。

虛擬電廠的設計方案

根據(jù)用戶需求建設集采集，調度，分析為一體的虛擬電廠平臺。有別于之前的能耗采集平臺和需求響應平臺，該系統(tǒng)不局限于單一資源形式的數(shù)據(jù)采集與需求響應，而是要建設實現(xiàn)商業(yè)、居民、工業(yè)、光伏、充電樁、分布式能源等多種靈活性資源快速接入，利用電源側的多能互補和負荷側的靈活互動，對電網提供電能或調峰、調頻、可再生能源消納等多種輔助服務。

構建集商業(yè)建筑、工業(yè)、充電樁、儲能等多種綜合資源的虛擬電廠平臺，通過信息化手段和網絡技術，實現(xiàn)資源數(shù)據(jù)采集和調度控制。針對電網削峰、填谷、調頻等不同場景要求，綜合調度可用資源，完成電網調度任務。平臺接入資源終端采用聯(lián)研院邊緣網關作為采集、傳輸、控制設備，并使用規(guī)定協(xié)議完成與服務端的數(shù)據(jù)通訊。

3.項目建設方案

聚合控制網關

 平臺功能-負荷核定

平臺功能-負荷上報 

平臺功能-負荷分配

平臺功能-聚合申報

平臺功能-出清核算

平臺功能-聚合預覽

平臺功能-分攤管理

平臺功能-調峰告警

4.平臺建設內容

混合型虛擬電廠的建設需要滿足多元異構資源的接入，構建智能調控平臺實現(xiàn)資源優(yōu)化調度，參與電力市場多品種交易，實現(xiàn)多場景下市場化交易和商業(yè)運營。

可調資源管理

虛擬電廠準入備案申請頁面、可調資源信息建模工作臺、居間企業(yè)檔案維護管理頁面、零售套餐配置與管理頁面、代理合同簽約與管理頁面、虛擬電廠運營統(tǒng)計分析看板。

代理合約管理

虛擬電廠合同套餐編制頁面、合同套餐審核審批頁面、合同套餐上線簽訂頁面、合約執(zhí)行跟蹤與管理頁面。

資源聚合

分布式資源調節(jié)能力挖掘頁面、資源聚合優(yōu)化計算頁面、資源物理特性表征模型頁面、協(xié)同優(yōu)化調控驗證頁面。

協(xié)同計劃管理

市場數(shù)據(jù)集成與預測模型構建頁面、負荷分析與峰谷價格聯(lián)動頁面、功率與出力預測分析頁面、日前協(xié)同計劃方案編制頁面。

市場交易申報

虛擬電廠全品類交易功能頁面、電力市場數(shù)據(jù)交換頁面、多時序交易預案編制頁面、交易預案評估審核與報出頁面。

協(xié)同響應互動

多層協(xié)同互動監(jiān)視頁面、中標結果與經濟調控計算頁面、調控指令跟蹤與資源狀態(tài)管理頁面、分級分時優(yōu)化組合與緊急調控頁面。

用戶分攤結算

可調能力計量與費用結算頁面、調節(jié)里程計算與考核頁面、結算憑據(jù)生成與管理頁面、全流程分攤結算管理頁面。

物聯(lián)通訊管理

設備自動化接入與協(xié)議管理頁面、資源狀態(tài)實時感知與告警頁面、物聯(lián)設備全生命周期管理頁面、邊緣 - 云端協(xié)同管理頁面。

平臺基礎管理

組織機構與用戶管理頁面、角色權限與菜單管理頁面、系統(tǒng)編碼與流程配置頁面、系統(tǒng)運行日志管理頁面。

代理售電

市場化交易管理頁面、客戶全生命周期管理頁面、購售電合同跟蹤頁面、偏差考核處理頁面。

5.平臺建設意義

建設虛擬電廠平臺的意義重大，它不僅能優(yōu)化能源資源配置、提升電網穩(wěn)定性、整合分散資源、優(yōu)化供需平衡、提升調峰調頻能力、推動可再生能源消納與 “雙碳" 目標實現(xiàn)，更能構建數(shù)字孿生電網、推動能源行業(yè)的數(shù)字化與智能化轉型。

虛擬電廠平臺通過技術創(chuàng)新與模式創(chuàng)新，將分散的能源資源轉化為可調控的 “虛擬電源"，既是應對能源轉型挑戰(zhàn)的關鍵手段，也是構建新型電力系統(tǒng)的核心支撐。其意義不僅在于提升能源效率與電網穩(wěn)定性，更在于推動整個能源生態(tài)向低碳、智能、互動的方向演進，為 “雙碳" 目標與能源革命奠定基礎。