虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）是一种通过先进的信息通信技术（ICT）和智能算法，将分散的分布式能源资源（如光伏、风电、储能、电动汽车、可调节负荷等）聚合起来，形成一个可统一调度、协同运行的“虚拟化”电力系统。它不依赖实体电厂，却能像传统电厂一样参与电力市场交易和电网调度。

核心原理与构成

1. 资源整合 

分布式电源：屋顶光伏、小型风电、生物质发电等。  

储能系统：电池储能、电动汽车（V2G模式）、蓄冷/热装置。  

可调节负荷：工厂生产线、商业空调、智能家居等（通过需求响应调节用电时段）。  

数据中枢：物联网（IoT）设备实时采集数据，云计算平台进行优化调度。

2. 运作模式 

集中式控制：通过中央控制系统动态调整资源出力或用电需求。  

市场参与：参与电力现货市场、辅助服务市场（如调频、备用容量），或响应电网削峰填谷需求。  

收益分配：根据资源贡献度，向用户返还电费折扣或分成收益。

关键技术

1. 物联网（IoT） 

实时监测每个分布式设备的运行状态（如储能SOC、光伏出力曲线）。 

例如：特斯拉Powerwall家用电池可通过云端接入虚拟电厂。

2. 大数据与AI算法

预测未来24小时的可再生能源出力、负荷需求及电价波动。  

动态优化调度策略，最大化整体收益（如选择在电价峰值时段放电）。

3. 区块链 

确保绿电交易溯源透明，解决分布式资源“信任问题”。  

典型案例：澳大利亚Power Ledger项目实现点对点（P2P）绿电交易。

典型应用场景

1. 削峰填谷 

在夏季用电高峰时，降低商业楼宇空调负荷或释放储能电量，缓解电网压力。  

案例：2021年江苏虚拟电厂在迎峰度夏期间削减负荷200万千瓦，相当于少建2座百万千瓦电厂。

2. 绿电消纳 

聚合分布式光伏，将碎片化发电资源打包成稳定出力，解决“弃光弃风”问题。  

案例：德国Next Kraftwerke公司管理超1万套分布式资源，总容量达9.6GW。

3. 电力市场套利 

预测电价波动，指导储能系统在低价时段充电、高价时段放电。  

案例：特斯拉Autobidder平台在澳大利亚Hornsdale储能项目中年套利收益超5000万澳元。

中国发展现状与挑战

1. 政策支持 

2022年国家发改委明确将虚拟电厂纳入电力市场主体，北京、上海、深圳等地已开展试点。  

深圳虚拟电厂管理中心接入资源超150万千瓦，等效减少燃煤电厂投资20亿元。

2. 技术瓶颈 

分布式资源协议不统一（如不同品牌储能设备的通信接口差异）。  

用户参与意愿低（需解决隐私担忧和收益分配公平性）。

3. 商业前景 

据国家电网预测，到2030年，我国虚拟电厂可调负荷资源将超1亿千瓦，市场规模达千亿元级别。

为什么说它是能源革命的关键？

1. 零边际成本资源整合：无需新建电厂，仅通过数字化手段挖掘现有资源潜力。

2. 破解“鸭子曲线”难题：通过灵活调节，平抑光伏/风电的间歇性对电网的冲击。 

3. 激活用户侧资源：让普通家庭和企业从“被动用电者”变为“主动参与者”，推动能源民主化。

总结

虚拟电厂本质是能源系统的“路由器”，通过数字化技术将碎片化资源转化为稳定可控的“虚拟机组”。随着新能源占比提升和电力市场化改革深化，它将成为构建新型电力系统的核心基础设施之一。

来源：蜗行电力圈