据储能界了解到，8月24日—26日，2024碳中和能源高峰论坛暨第四届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛在深圳正式举办。在8月24日下午进行的虚拟电厂专场论坛上，东南大学电气工程学院电力经济技术研究所所长高赐威做了题为《虚拟电厂的理论框架和标准体系》的主题报告演讲。
东南大学电气工程学院电力经济技术研究所所长高赐威
以下内容根据大会发言整理，仅供参考。
我今天的报告是虚拟电厂的理论框架和标准体系。我本人是一直在做虚拟电厂，2017年开始做虚拟电厂，结合上海、广州、深圳、国网中能等委托虚拟电厂的研究，获得了一些奖项。另外一个是这几年一直在做有关于虚拟电厂的标准化工作，今年有两项国家标准刚刚获得发布，应该在明年开始实施，这两项标准，一项是虚拟电厂管理规范，一个是虚拟电厂资源配置和评估规范，另外还有两项行标，第一项可能报批了，第二项目前在编制过程当中，我们这标准做了两年下来，后来发现可能术语最重要，大家都说不清楚虚拟电厂是什么，最好有一个统一的认识，要不然同一个名词大家不知道是什么意思。
虚拟电厂发展的背景与环境，还有国家层面的一些政策支持，这些都不讲了。另外还有国内这几年发展非常迅速，我们这边坐的人这么多，我相信大家对此都有比较多的认知。
我就讲一点干货，有关于虚拟电厂理论框架，到底什么叫虚拟电厂。它分成几个方面，一个是基本概念、理论基础、技术模型、模式与功能和应用场景。为什么还要讲基本概念，因为它不清楚，前面最开始的专家提到了虚拟电厂它到底是什么，好像概念不统一，但是我们既然做标准，我就希望它能统一，但这个统一并不是说我是做标准的，我做了国家标准，你们必须听我的，我不是这个意思，我也没有这个能力，我希望我说的东西你们听了觉得有道理，你认同我的说法，这个才是有意义的，因为做标准应该说是打开门做标准，大家一起来讨论什么是合理的。
很多概念，这些概念里面都说它是专门做聚合的，是基于先进的通信技术把这些分布式资源能够形成它的效果。这些有各种的这种，我估计还可以再表述更多的定义出来，虚拟电厂到底是什么东西。其实聚合是一个很神奇的词，所有人讲虚拟电厂都会说聚合，但我就问你什么叫聚合？你干了什么叫聚合？似乎没有人说得清楚什么叫聚合。
这是国标里面的，今年发布的两项国标里面的标准，当时分开做的，做的标准定义也不一样，最后国标委说你这个不行，统一批发布的标准定义不一样怎么行呢，就统一成这样了，虚拟电厂是通过先进的信息通信技术、智能计量以及优化控制技术，将分布式电源、分布式储能，可调节负荷等分布式资源进行集成，构成能响应电网需求、参与电力市场运行或接受电网调度的系统。听下来是不是无比正确，但是依然不能解决我们对于虚拟电厂概念或者定义的需求，我们后面还会讲到它。因为今天前面的第一个吴专家提到了，他说这个东西跟负荷聚合商什么关系，需求响应什么关系？源网荷储一体化是什么关系，全都有交叉，到底是什么关系？还有是虚拟电厂的资源是什么？资源就是我们的定义，也是国标里面的定义，包括能向外提输出电能量或提供电功率调节能力的分布式设备或者系统，所以你看到没有，它讲的是对外内输出电能量或者是提供电功率调节能力的，这是关键的字眼。这是对于资源的定义。
我们说虚拟电厂到底是什么？我用这张图来解释一下，上面这些是不是虚拟电厂的资源，我记得曾经有专家问我，我们的虚拟电厂为什么要聚合光伏，它不可调，我又不能去指望调光伏，气光不能作为虚拟电厂的主要功能，这不合适，我为什么要聚合它。我说你可能对虚拟电厂的认知有点问题，什么叫虚拟电厂？虚拟电厂首先是个电厂，要不然你为什么叫它电厂？虚拟只是一个定语，形容它的，名词来讲它应该是电厂。
电厂怎么来定义？我们常规电厂怎么定义？常规电厂就是说你要么能够发出电能量，要么能够提供辅助服务，它的功能是这样的。比如我们的企业是干什么的，你说你生产电视机的，我不管你采用什么样的技术手段，你是电视机厂。生产汽车的，我不管你是什么技术手段，你是电视机厂或者是汽车厂，根据产品定义这家企业的。如果叫虚拟电厂，你应该能够对外承担的是输出电厂能干的事，这些资源它能干什么，比如说像这些可调的储能、电动汽车充电等等，这些都是提供灵活性，功率平衡能力的，所以它提供的是灵活性。那边分布式光伏，分散式风电提供电能量，因为我不能指望它给你提供灵活性。中间小型的燃机也是分布式电源，它能提供灵活性，也能提供电能量，所以共同作用形成了虚拟电厂。
好，回到刚才那个专家问我的问题，我为什么要聚合分布式光伏，因为分布式光伏提供电能量，为什么我现在不愿意把分布式光伏聚合到虚拟电厂来呢？因为我们另外还有一句话，有什么样的市场就有什么样的市场主体。你聚合了分布式光伏，你能获利吗，目前只采用需求响应的方式获利，你要分布式光伏干什么呢，都没有把你当电厂看。需求响应本质上是把你当负荷看，我没有把你当做电厂看，所以两者共同我们形成了普遍意义上的虚拟电厂，有没有说电源性的虚拟电厂，比如说不可调度、输出电功率的，就是我们把分布式光伏、分布式风电放在一块，那叫什么？我们不能否认集中式的光伏电站是个电厂，分布式光伏聚合到一起，我们认为它是个电厂也没有问题吧，提供电能量，它不可调度，可以，这是一种极端情况。另外一个，可调节负荷，只把负荷进行聚合的，负荷型虚拟电厂，可调度、消耗电功率，这个叫电厂是打个问号，因为我们讲可调度的负荷也能够提供系统的平衡能力，提供辅助服务，也是可以的，要不要叫虚拟电厂，这个是值得商榷的。
我们再一下虚拟电厂的模型。我们一直在讲虚拟电厂，有没有人告诉我虚拟电厂的发电模型是什么？你的输出到底是什么？还有问过我一个问题，说高老师我不知道虚拟电厂的容量怎么算？容量是它的最大的规律呢，还是规律的调节量呢？我知道了，为什么？他没搞清楚这个发电模型到底是什么，因为这两种发电模型现在都在用，所以你说的虚拟电厂和我说的不一样，你就告诉我你的虚拟电厂的输出是什么。我们看看目前的虚拟电厂的发电量的调整模型，就是当我的虚拟电厂当中具备调节能力的时候，我相当于假想在这个虚拟电厂里面，在这边我好想装了一台发电机组在那儿，我假想，因为它可以调节，可以上下调节我的功率，如果我对外是个负荷的话，我上下调节功率相当于我在内部装了个发动机。我不用电网给我提供电能量，我自己给我提供电能量，不就相当于把我的负荷降下来了，所以那个叫虚拟电厂，他认为我装了一个分布式的发电机组。
这个是绝对量模型，绝对量模型就是把所有的发电机组储能和负荷功率进行总加，输出什么功率就是什么功率，一个是叫调整量模型，跟那个不一样，调整量模型就是需求响应模型，需求响应能够降低负荷量，我们认为是虚拟电厂的功率的输出量。另外一种就是我们讲的绝对量模型，就是把所有的功率进行总加，那个量叫做绝对量模型，进行总加以后，举个例子，比如常规电厂里面有没有储能？现在很多常规电厂喜欢装储能，提高它的调频性能。还有常规电厂里面有厂用电，厂用电加上本体的发电机储能加在一起，就是它对外的输出功率，所以你也可以说它是个虚拟电厂，它是聚合出来的。但是它是功率总加出来，它不是调整量的概念，所以我们有两个模型，一个叫调整量模型，一个叫绝对量模型，这是我对它的定义。
理论基础，有哪些理论跟它相关，比如分布式能源理论，智能电网理论，能源管理系统EMS理论，还有需求响应理论，跟虚拟电厂都有关系。我们再讲讲，经常有人有这个问题，说需求响应和虚拟电厂是什么关系？我说虚拟电厂和调度之间就是调度直调的概念，就是你是我下属电厂。需求响应是什么关系？需求响应是你的虚拟电厂系统跟你下属资源之间的关系，不是调度跟下属负荷之间的关系，是虚拟电厂平台跟下属资源的关系，应该是这样吧，在调度的眼中你不是一个负荷。
还有是有关于市场机制的理论，涉及到虚拟电厂在电力市场，我有一个说法，我一直是这么认为的，我认为没有电力市场就不可能有虚拟电厂生存的空间，因为目前的电力调度体制当中是没有它的空间的，我不会排它进入调度序列的，我只有把它当成一个需求响应资源进行需求响应的，我不会把它当作一个电厂概念。所以当时有人在做一个虚拟电厂的市场准入的时候还问我，他说我们领导讲了虚拟电厂现在能力不够，所以你要让它准入，说要给它一些优惠的政策或者是调节能力，包括你的可靠性之类的，可以降低一点标准，可以让它进入到虚拟电厂行列。我说你千万别这样，你这样干的话，就有理由说我不会调度它的，只要能够有别的办法，我都不会调用它。你就是按照你常规的标准来要求虚拟电厂，没有必要给它有特殊的政策，这是什么原因呢？因为我们电力系统在进行运行调度的时候，本身这是个技术问题，你不可能说我因为这个原因，某种原因我就对某些市场主体采用一些特殊的这种技术上放松要求的，你技术上出现问题谁来负责，最后的结果就是我不要用它了。
我后面还会有关于虚拟电厂本质上它是一个数据公司，它是对大量数据的一个分析或者说研究的一个内容，通过数据分析和优化算法提升这个系统的有效性或者运行效率和可靠性，还有系统集成理论，系统集成关注不同的技术和系统的协同工作，因为它下属大量的工业控制系统。
这个是它的调整量模型，那个是虚拟电厂的等效的处理，调整量的等效处理。虚拟电厂是一个电厂，它向系统提供电能量或者服务的，所以你不要强调它的特殊性，你应该强调它的普适性，你应该强调它电厂那一面，而不应该强调它特殊的那一面。虚拟电厂应该是传统电厂的竞争者，应该与常规电厂是同台竞价的，虚拟电厂能够实施需求响应，但是以负荷聚合商的身份，需求响应是共侧无法满足需求系统不得已而为之，而虚拟电厂是直接参与发电厂的竞争，常态化的运营。这是虚拟电厂的管理模式它的功能，一种集中管理模式，对下述资源可以进行集中调控，它的功能就包括发电机负荷运行，参与市场招投标，市场风险感觉，制定发电计划，满足负荷功能需求，实施运行控制，这是聚合的功能，否则聚合这个名词你不知道它在干什么。另外一个是分散式管理模式，下属资源实时向虚拟电厂平台提供我的能力，它只是做一个能力的专发者，聚合以后进行专发，完了以后它可能收取的是一个管理费。
还有一个是虚拟电厂的支撑技术，包括虚拟电厂优化构建技术，用户侧的资源配置优化技术，面向虚拟电厂运行的优化决策和控制技术，前面这两个对应的是资源配置、控制终端和系统平台，最后我们得到虚拟电厂性能、成本和收益的最优。
应用场景简单说一下，一个是虚拟电厂把不可控的风电光伏和可控的燃气机组、生物质发电等资源进行整合，形成一个统一整体，在市场当中形成更好的收益和市场准入、可靠性等等提高它的性能。第二是能量形成的套利，我具备这样的能力，因为我具有灵活性，在这个时段和那个时段，我可以选择价格高的时候发电，价格低的时候不发电或者少发电。还有我具备功率平衡能力，我就参与辅助服务，包括备用和调频等等。
标准体系，我们从2021年的时候开始进行策划，就是中电联标标准化管理中心我们组建了标准工作组。2022年1月份第一次会议，我们通过了虚拟电厂标准体系建设工作方案，2022年8月份又第二次会议进行标准分工。2024年的4月份，今年的上半年，在我们学校，是我们来主办，我们得到一个认知，标准制定得差不多了，我们最后说虚拟电厂缺乏基础性的标准，要把刚才说的问题说清楚。
这是目前的虚拟电厂的标准体系，第三版应该有一定的更新，里面有部分的已经有立项甚至是发布的。这里第一个第二个已经发布了，其他的已经立项了，能源的都属于行业标准，T/CEC是团体标准，只是目前在制定过程当中。我们上次的会议讲了，这些新的标准不用再立了，把根本标准立出来。
还有是虚拟电厂的思考和启示。第一个是虚拟电厂发展很快，但是目前来看应用场景还是很单一的，我们特别希望现在正式运行的现货市场，常态化运行的省份能够有更多更好的应用或者是示范。第三个是虚拟电厂亟待市场化的加持，没有市场，虚拟电厂不能常态化运行，而且目前缺乏明确的市场准入，市场监测和接入标准。
从商业模式来看，我觉得虚拟电厂的本质上它就是一个聚沙成塔的过程，虚拟电厂对内进行能源管理，对外输出产品或者服务，两者都具有显著的经济价值，所以有人讲说源网荷储一体化，或者智能微电网是在干什么，你可能更多的是在做内部的能源管理，你有没有向外部提供能源服务，有没有向外部提供电能量或者辅助服务，如果你向外部提供电能量或者辅助服务，我就承认你是电厂，你如果只是在做对内部进行管理，我当然不承认你是电厂了。
另外还有一句话是虚拟电厂是什么？有什么样的市场机制就有什么样的虚拟电厂的商业模式与它相对应，目前主要体现在需求响应上。展望，虚拟电厂是能源领域的滴滴平台，它都是匹配配需的关键载体，微小的资源接触步道批发市场。对于虚拟电厂来讲，它自身不必拥有资源，但是提供资源变现的能力。就跟滴滴平台是一样的，滴滴平台可以自己没有汽车，虚拟电厂是售电公司的天然延展，为什么呢？因为两头是一样的，常规的售电公司是在批发市场中把电买来，卖给用电用户。虚拟电厂跟它刚好相反，零售用户那边把资源聚合气量卖到批发市场去。第三个虚拟电厂的关键在于数据，核心竞争力在于资源的数据、市场数据的分析和处理，核心业务在于市场中的供需匹配和风险把控，这是虚拟电厂干的，所以虚拟电厂有时候给我们的感觉更像软件公司，专门做数据分析。
这是个很大的产业，坐到这里的人都一直从事这个领域的工作，希望大家都有非常好的一个发展的空间和未来。我的报告就到这里。
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