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(shù)，這些“沙”被聚攏利用、整合協(xié)同，形成巨大的“寶藏”。
主要功能
虛擬電廠（virtual power plant,VPP）通過優(yōu)化運行控制與市場交易，實現(xiàn)電源側(cè)多能互補與負荷側(cè)靈活互動，為電網(wǎng)提供電能、調(diào)峰、調(diào)頻、備用等服務。根據(jù)聚合的分布式資源的種類，虛擬電廠可分為電源型、儲能型、負荷型及混合型。
虛擬電廠通過聚合用戶側(cè)可控負荷，提升新能源并網(wǎng)承受能力；將分布式新能源聚合成一個實體，解決分布式新能源接入成本高和無序并網(wǎng)的問題，提高分布式新能源的接納能力；通過聚集分布式電源、儲能設備和可控負荷，實現(xiàn)冷、熱、電整體能源供應效益最大化，促進清潔能源消納和綠色能源轉(zhuǎn)型。
從1.0到3.0
虛擬電廠的概念于1997年被提出以來，其研究和實施主要集中在歐洲、北美及日本。這個階段虛擬電廠的建設，仍然屬于傳統(tǒng)能源電力領域，可以稱為“虛擬電廠1.0”。
如今，虛擬電廠的實現(xiàn)廣泛應用了大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算等信息與智能技術(shù)，是能源電力領域迅速實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典型應用。其中大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能技術(shù)使得虛擬電廠獲得了前所未有的智能化資源識別、場景—資源適配、廣域調(diào)度能力；移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得分布式資源的規(guī)模化聚合問題得以解決。這一階段的虛擬電廠，可以定義為“虛擬電廠2.0”。
區(qū)塊鏈技術(shù)將會實現(xiàn)分布式電源出力的精確核查、點對點新型能源電力交易的撮合等革命性應用，是實現(xiàn)“虛擬電廠3.0”的技術(shù)基石。
“冀北方案”
國網(wǎng)冀北電力有限公司聚焦在綠色低碳冬奧、清潔能源消納、智慧能源服務等應用場景，打造冀北全域虛擬電廠示范工程，涵蓋張家口、承德、秦皇島、唐山、廊坊五地市，對冀北電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務，并為客戶和分布式能源等市場主體提供參與電力市場交易的途徑。
示范工程圍繞“一個平臺”+“兩張網(wǎng)絡”+“多方應用”展開。“一個平臺”為虛擬電廠智能管控平臺；“兩張網(wǎng)絡”包括以智能配電網(wǎng)為核心的多能流網(wǎng)絡與感知層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層架構(gòu)為核心的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)絡；“多方應用”對內(nèi)與營銷部、電網(wǎng)調(diào)度、交易中心對接，對外鼓勵能源生產(chǎn)/供應企業(yè)、工商業(yè)/居民用戶等多方參與，與全社會共享發(fā)展成果。
2018年3月，由國網(wǎng)冀北電力主導的IEC標準虛擬電廠《用例》提案獲批正式立項，這是國家電網(wǎng)有限公司在虛擬電廠國際標準編制領域的里程碑突破。國網(wǎng)冀北電力將通過主導虛擬電廠國際標準，推動相關(guān)科研和技術(shù)的發(fā)展，探索在促進清潔消納等技術(shù)領域的冀北方案。
上海·806個電廠
4月28日下午，上海閔行區(qū)的5輛電動汽車同時降低了充電功率；徐匯區(qū)酒店將空調(diào)溫度調(diào)高了兩度；居民家中新風系統(tǒng)自動關(guān)閉；黃浦區(qū)樓宇調(diào)整了電梯運行時段和臺數(shù)；寶山區(qū)企業(yè)電工再次查看了已經(jīng)按照事先約定策略自動關(guān)停的設備……
五一期間，國網(wǎng)上海市電力公司開展了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)場景下虛擬電廠全域綜合響應，商業(yè)建筑虛擬電廠、智能有序充電用戶、工業(yè)自動響應、儲能、綜合能源云平臺、分布式用能、冰蓄冷等多種類型客戶共同參與，通過對自身能源的合理分配，從單純的使用電能變成了一個個微型“虛擬電廠”。
國網(wǎng)上海電力此次全域綜合需求響應于4月28日下午13點開展了6個特定區(qū)域局部精準削峰響應試點，平均減低區(qū)域負載15.06%。于5月2日凌晨3點～6點的電網(wǎng)負備用時段開展了規(guī)模化填谷響應，單次最大提升負荷34.03萬千瓦，響應時段平均填谷負荷31.21萬千瓦，填谷負荷量占夜間電網(wǎng)低谷負荷總量的3.35%。806個用電客戶變身為一個個可以參與“削峰填谷”的虛擬電廠。
【專訪】
趙建立 國網(wǎng)上海市電力公司客服中心，高級工程師，主要從事智能用電新技術(shù)研究及需求側(cè)管理等領域工作。
《亮報》：虛擬電廠讓用電客戶變身成為一個個“電廠”，保障電網(wǎng)供需平衡。請問，虛擬電廠的用電客戶都有哪些要求？
趙建立：用電客戶要成為虛擬電廠或被虛擬電廠所聚合，取決于3個前提條件：一是其自身資源稟賦的可調(diào)控性，可以受控地發(fā)電、降低負荷、提升負荷或?qū)崿F(xiàn)電力的有序充放；二是其自身資源的受調(diào)控性，用電客戶有參與意愿、自身資源具備完善的通信設施可以被聚合；三是其自身資源聚合的經(jīng)濟可行性，可以在合理的實施成本下實現(xiàn)資源聚合，形成規(guī)模化可調(diào)控能力。
《亮報》：隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的不斷推進，虛擬電廠的前景將會如何？
趙建立：虛擬電廠發(fā)展到今天，其概念內(nèi)涵有了很大的擴展，隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的不斷推進，更是極大地推動了虛擬電廠的發(fā)展，并逐步走向?qū)嵱没?/p>
我們知道，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層構(gòu)成。感知層對用電客戶設備或系統(tǒng)的全息感知能力，使得更多的分布式資源具備可調(diào)控能力，虛擬電廠的客戶群體得到實質(zhì)性擴展。網(wǎng)絡層的泛在連接能力，使得用戶資源更易于被聚合，從而實現(xiàn)可調(diào)控資源的規(guī)模化。平臺層的信息高效處理能力，使得虛擬電廠的資源協(xié)同整合與優(yōu)化運行控制問題得到解決。應用層豐富化、共享型的應用場景，使得用電客戶參與意愿更強、參與機會更多、參與收益更高。可以預期，虛擬電廠的發(fā)展前景十分廣闊，并將于近期獲得突破性成果。
本版內(nèi)容來源于國網(wǎng)冀北電力有限公司、國網(wǎng)上海市電力公司，王宣元、劉蓁、金雍奧、趙建立、邵毅敏、嚴石對本文有貢獻。