需求侧存在海量“沉睡”资源，亟待唤醒调动。“灵活性匮乏”将成为电力系统安全经济运行的长期核心挑战。
——国网冀北电力有限公司虚拟电厂攻关团队技术骨干王泽森
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为助力快速实现“双碳”目标和新型电力系统建设，加强“双碳”目标下的智能配电网技术研发布局，北极星电力网于2023年5月18-19日在武汉举办以“享数字变革成果 迎绿色低碳未来”为主题的第三届智能配电网建设研讨会。
会上，来自国网冀北电力有限公司虚拟电厂攻关团队的技术骨干王泽森谈到，2018年3月，国网冀北电力有限公司虚拟电厂攻关团队带头人王宣元，作为 IEC标准工作组发起人，提交的虚拟电厂《架构与功能要求》和《用例》提案获批立项，明确了虚拟电厂的概念定义，并成为IEC在虚拟电厂领域立项的首批国际标准。2019年王宣元牵头的冀北虚拟电厂示范工程落地运行，成为我国首个以市场化方式运营的虚拟电厂工程。2022年11月IEC《虚拟电厂：用例》国际标准获批发布。
从供给侧来看，新能源快速发展已成共识，但是从需求侧来看，需求侧存在海量“沉睡”资源，亟待唤醒调动。“灵活性匮乏”将成为电力系统安全经济运行的长期核心挑战。
随着新能源占比逐年提高，在新能源出力大，用电负荷低谷时段，存在弃电问题；在新能源出力不足，负荷峰值时段，可能导致供电保障困难；新能源随机波动的特性成为电网调节的重大挑战。
负荷侧多种灵活性资源数量众多，单体容量小，但总量巨大，具有聚沙成塔的潜力。然后目前大量负荷侧可灵活性资源并未纳入电力系统可调控范围。
虚拟电厂是聚合优化“网源荷储”清洁发展的新一代智能控制技术和互动商业模式。在传统电网物理架构上，依托互联网和现代信息通讯技术，聚合分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类资源,进行协同优化运行控制和市场交易,实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动、储能侧的柔性调用,对电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。
他表示，虚拟电厂重点在于四个关键词：1.连接，把所有的可调节资源通过互联网和现代信息通讯技术联结在一起。
2.聚合，将分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类资源聚合起来。
3.调控，通过智能管控平台进行协同优化运行控制，实现聚合资源的柔性调用。
4.交易，通过市场化的手段，让聚合资源主动的为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。
据他介绍，虚拟电厂应用模式可分成三个阶段：
第一个阶段是邀约型，通过政府补贴政策，以需求响应的方式对可调节用户或聚合商进行邀约，配合响应电网的调峰需求。
第二个阶段是市场型，根据明确得电力交易、辅助服务市场规则等政策，让可调节用户或聚合商参与电网调节服务，从而获得收益。
第三个阶段是自助型，在成熟的市场环境和长期商业运营条件下，可聚合资源种类增多，总量增大。通过市场和顶层机制的建设，让虚拟电厂自主响应电网调节需求。
王泽森介绍冀北虚拟电厂依据工业物联网思路从“运管边端”四个维度建设，并结合电网相关安全运行标准，建立安全运行体系。用户通过智能终端将信息传到边缘智能网关，通过4G/5G等通讯网络上报到虚拟电厂平台，由平台完成与调度、交易部门的信息上报与指令下发。
目前冀北公司研发了基于公有云和边缘协同的虚拟电厂智能管控平台，建立调度、交易、营销与用户侧的数据交互接口，实现虚拟电厂持续在线响应电网AGC调控指令。
从市场化运营业务协同角度分为四个阶段，冀北虚拟电厂智能运营管控平台为虚拟电厂运营商提供了分布式资源聚合优化、市场交易、友好协同互动业务支持。系统包括运营监控、终端app控制以及系统支撑等功能组成，按照不同的角色划分，不同的角色可以访问不同的功能应用。分布式资源商通过终端APP与平台的通信互动，实现虚拟电厂与分布式资源的互动响应。
最后，他介绍了目前冀北虚拟电厂工程的运行情况。冀北电网辖区在秦皇岛、廊坊和张家口三地，共接11类的可调负荷，总容量358MW。在后夜风电大发、电网低谷调峰困难时段，调动资源迅速拉升低谷用电负荷，最大调节电力达到20.4万干瓦。
对于实际运营情况，他表示，冀北虚拟电厂全程参与了华北(京津唐)调峰辅助服务市场出清，纳入了电网调度计划和AGC闭环调控。截至2021年4月，已在线连续提供调峰服务超过3200小时，累计增发新能源电量3412万千瓦时，虚拟电厂运营商和用户收益624.2万元。目前，冀北虚拟电厂平台上有3家运营商，冀北综合能源公司、恒实科技、国电投中央研究院。
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