1

概念

虛擬電廠是基于現代信息通信、控制與計量技術的平臺系統，將分散在用戶側或聚合商的充電樁、儲能、空調、分布式光伏等分布式資源聚合起來，參與電網運行的“電廠”。聚合，是虛擬電廠的關鍵能力之一，也是其商業模式邏輯的本質。

2

虛擬電廠，能否支撐泛在電力物聯網重新起飛？

      自2016年2月以來,我國開始逐步推動能源互聯網建設,并先后在全國開展試點,建設效果未能滿足預期。缺乏配套的商業模式使得各方資本在實際投資過程中缺乏積極性。

      2018年3月，由國網冀北電力制定的IEC標準虛擬電廠《用例》提案獲批正式立項，這是國家電網在虛擬電廠guojibiaozhun編制領域的里程碑突破。國網冀北電力將通過制定虛擬電廠guojibiaozhun，推動相關科研和技術的發展，探索在促進清潔消納等技術領域的冀北方案。

      2019年1月,國家電網公司進一步提出“三型兩網”發展戰略目標,旨在建立智能電網與泛在電力物聯網有機聯合的國際能源互聯網企業。泛在電力物聯網建設背景強調建設各級電網協調發展、狀態感知、信息處理的堅強智能電網和泛在電力物聯網,發揮電網在能源匯集、傳輸、轉換中的樞紐作用,促進清潔低碳發展,促進供需對接,提高系統靈活性。

      虛擬電廠的核心在于聚合與通信。分布式電源、分布式儲能、可控負荷、充電樁等不同類型的分布式資源就像是“沙”，通過虛擬電廠技術，這些“沙”被聚攏利用、整合協同，形成巨大的“寶藏”。

      一般而言，虛擬電廠為新型電力系統提供平衡服務，而非簡單的電能量，其本質是一種市場化管理模式，可通過價格進行電力供需風險管理。虛擬電廠作為一種利用市場激勵規則,通過優化、協調和控制等手段,聚合分布式能源參與電力市場與電力系統運行的運營模式,將是促進分布式能源與大電網友好協調優化,促進電力系統清潔化的有效途徑之一。

      以上內容節選自微信公眾號：數智銳角《深圳經驗，趟出了一條電力物聯網大道》，作者buer。

3

虛擬電廠激活儲能資源，聚合充電樁

      深圳一個辦公區的地下停車場，幾十根充電樁正在為新能源汽車充電。下午兩點，深圳的用電高峰來臨。這些充電樁收到后臺虛擬電廠的指令，下調充電功率，實現錯峰充電。

       在深圳，有1.8萬根充電樁接入虛擬電廠管理中心，可以隨時響應電網的調度進行調峰，并獲得相應的收益，其中的部分收益終也會讓利給車主。

       某能源數字化公司創始人首席執行官王陽：我們只需要調度一把充電槍，就會給正在使用它充電的車主彈一個對話框，詢問在這個時間點愿不愿意接受降低功率，你的充電時長會增加30分鐘，但是每度電可以打5折。

       在深圳虛擬電廠管理中心，充電樁等電力負荷側資源通過“5G+邊緣計算”等技術聚合起來加以控制，相當于一個“云端電廠”，可以快速調度深圳海量的新能源汽車充電需求。

       深圳虛擬電廠管理中心總經理程韌俐：今年深圳的電動汽車已經達到83萬輛，到2025年我們預測是5000萬千瓦時的電池電量，這對深圳確實是很大的資源。虛擬電廠的建設成本是傳統電廠的1/10左右。

       在浙江海寧的一個快充站，中午一點正好是當地用電的低谷期，這里每度電的價格降到0.6元。大量的新能源營運車輛排隊充電，這個充電站也接入當地的虛擬電廠平臺，在中午光伏發電量較大的時候，消納清潔能源，為電網填谷。

       某能源數字化公司創始人 首席執行官 王陽：虛擬電廠系統可以去調動這些電動車“削峰填谷”。虛擬電廠不生產電，是電的“搬運工”。用比特管理瓦特，可以實現電力在AI（人工智能）指導和算法指導下的自然流動。

       除了充電樁資源以外，儲能項目也是虛擬電廠的重要資源。在接入虛擬電廠之后，儲能項目如何實現盈利收回投資，又會產生哪些新的業態和商業模式？

       總臺央視記者 平凡：在深圳的寶清儲能電站，有從大巴車和小轎車上拆卸下來的磷酸鐵鋰電池，這也是電池的梯次利用項目。整個項目就像一個能夠容納1200萬度的“超級充電寶”，未來也可應用在虛擬電廠的場景當中。在電網用電高峰時，為電網提供調峰服務。

       這套系統由80臺大巴和76臺小轎車報廢拆卸的12.2萬個電池單體連接而成，剩余使用壽命約5年。電池轉化效率可以達到新儲能電池的90%以上，已經可以滿足接入虛擬電廠調度的要求。       

       在安徽合肥，當地的虛擬電廠正式接入25座換電站，參與輔助調峰。用電高峰時，可提供1.3萬千瓦的負荷資源，相當于2000多戶居民的用電負荷，同時也能為企業帶來一定收益。虛擬電廠在安徽正式進入商業化運營階段。此外，在上海，換電站正在試點成為儲能設施實現充放電，接入虛擬電廠，增加電池的使用效率。

       某換電運營企業聯合創始人 張建平：讓電池和換電站、電網互動，到達高峰期時，通知換電站暫時停止供電。如果還需要電，換電站進行反向供給。

       在浙江，大量的光伏設備生產企業投資建設儲能設備接入虛擬電廠，用電低谷時充電，高峰時放電。一方面利用電的峰谷價差回收投資節約生產成本，一方面利用虛擬電廠參與電力調峰獲得額外收益。

       某光伏企業儲能業務總監 仇龍江：從目前的運營情況來看，基本上5年左右就能回收投資成本。

       某光伏企業科技儲能中心主任 王綏軍：如果能夠把虛擬電廠需求側響應部分的收益落實，工商業或者是負荷側的儲能就會迎來非?？焖俚陌l展階段。

4

AcrelEMS企業微電網能效管理系統

①　配電監控

      AcrelEMS對企業高低壓變配電系統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控制，監測企業微電網主要回路的電能質量并進行治理，對故障及時處理并發出告警信息，提高企業供電可靠性。

圖2 配電監控

②　光伏發電監控

      監測企業分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發電效率分析、發電量及收益統計以及光伏發電功率控制。

圖3 光伏發電監控

③　儲能管理

      監測儲能系統（EMS）、電池管理系統(BMS)和儲能變流器(PCS)運行模式、控制策略，監測電池電流、溫度、SOC/SOH，檢測直流系統絕緣狀況，并根據企業峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統的充放電策略，控制儲能系統充放電，實現削峰填谷，降低企業用電成本。

圖4 儲能系統監控

④　功率預測

      系統基于歷史負荷數據，結合天氣因素、企業生產計劃等，預測企業下個周期的功率需求和光伏發電功率曲線，為企業提前安排能源計劃、申報需求響應提供數據支持。

圖5 發電功率預測

⑤　能耗分析

      采集企業電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統計，計算單位面積或單位產品的能耗數據以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業碳排放，為企業制定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

圖6 能耗分析功能

⑥　照明控制

      智能照明控制功能可以根據企業情況實現定時控制、光照感應控制、場景控制、調光控制等，并結合紅外傳感器、超聲波傳感器，實現人來燈亮、人走燈滅，并可以根據系統的控制策略實現集中控制，為企業節約照明能耗。

圖7 照明控制功能

⑦　充電樁管理 

      監測企業充電樁的運行狀態，提供充電樁收費管理和狀態監測功能，并根據企業負荷率變化和需求側管理平臺指令調節充電樁功率，有序用電，并響應上級平臺的功率需求。

圖8 充電樁管理

⑧　需求響應

      根據企業負荷波動數據，再結合上級平臺的調度指令，決定以何種方式參與電網需求響應，平臺可通過給儲能系統下發控制策略，調整充發電時間。平臺在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，并且可以根據企業可控負荷數據制定需求響應控制策略，實現一鍵響應。

5

企業微電網能效管理系統硬件設備

      安科瑞具備能源互聯網“云-邊-端”的產品生態系統，終端設備包括智能網關、高低壓配電綜合保護和監測產品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、分項計量、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為企業微電網能效系統提供一站式服務能力。

6

結束語

      從能源互聯網概念提出，到泛在電力物聯網興盛一時，再到虛擬電廠走向火爆，能源領域亟需更進一步的數智化發展。如今，隨著新型電力系統建設推進，虛擬電廠作為一種新業態、新市場主體，其商業模式會隨著新型電力系統建設、電力市場發展以及信息通信、控制、計量技術的進步，而不斷發展和演進。