解读国家电网PPT：基于新型电力系统的虚拟电厂介绍

虚拟电厂到底是什么：先厘清身份与工具的关系

材料对虚拟电厂给出了狭义和广义两层定义。狭义上，负荷聚合商通过虚拟电厂技术，把用户侧水泥、钢铁、冶炼、煤矿、铁合金等资源聚合起来，也可以将用户侧储能纳入，这些大工业装置听命于负荷调度中心，以一个整体的形式参与到电网的运行和调度中。广义上，聚合范围不限于负荷侧，还能与火电机组、分布式新能源、用电侧可控负荷、各类储能、需求响应技术结合，将发电和用电两端的个体和单元组成一个虚拟整体。

材料用一句话厘清了几个概念的关系：负荷聚合商是身份、虚拟电厂是平台技术、源网荷储协同是目标、实现多方共赢是效果。这四层关系把谁在做、用什么做、做什么、图什么讲清楚了。虚拟电厂与直购电、容改需、综合能源以及省内需求侧响应有着本质区别，其核心在于通过参与电力辅助调节，将辅助服务费用从火电侧转移到用户侧。

为什么要建：负荷侧的痛点和市场的缺口

材料从用户、电力用户、市场组织机构、虚拟电厂运营商四个角色分别梳理了痛点。用户侧的问题是技术与能力不足，规模小、分散的分布式资源无法参与电能量与辅助服务市场，投资回报率低；电力用户则面临监测能力不足、负荷侧资源摸排不到位、参与意愿低、调节灵活性差等问题。市场组织机构面对的是分布式能源点数量庞大且分散、无法监测评估出力情况、市场活跃度低等困难。虚拟电厂运营商自身也存在交易复盘困难、风险防控手段单一、缺少技术认定标准和统一接入服务机构等短板。

对应的解决途径围绕聚合与调节能力、调节能力模型、智慧采集设备和技术、技术认证标准体系等展开。建设模式上，材料明确虚拟电厂作为新型电力负荷管理系统的子系统或子模块同步建设和推广，同时孵化虚拟电厂运维业务，建设配套应用，配置属地化运维团队。成效方面，用户可增加市场运营收益、促进清洁能源消纳，电网可保障运行、降低建设成本，运营商则获得精确的负荷调控能力和更高的投资回报率。

怎么建：两级定位、内外双闭环与总体架构

虚拟电厂的关键技术定位概括为“对内协调、对外统一”。对外，作为一个整体参与大用户电力直接交易、跨省跨区交易、合同电量转让交易、现货交易、辅助服务交易、需求响应等；对内，以电力市场配置电力资源运行为驱动，通过协调、优化和控制由分布式电源、储能、可控负荷等柔性负荷聚合而成的分布式能源集群。

材料用“嵌套闭环”来描述这套体系：对内构建完整系统闭环，通过储能调节、源荷互动及柔性负荷响应，实现安全用电和可再生能源最大化消纳；对外与大电网交互，在电网电力供应的同时作为大电网的调节响应，提供电力辅助服务支撑。总体架构上，鄂州虚拟电厂在省级虚拟电厂管理系统基础上统筹管理区域内各类虚拟电厂，对外采用云云对接方式接入第三方虚拟电厂系统，对内采用云边对接方式接入电动汽车、储能、光伏等自有资源，以统一的市场主体方式参与湖北省需求响应、辅助服务市场。

系统怎么搭：从云端平台到终端资源的四层架构

虚拟电厂系统架构分为应用场景、云端平台、边缘计算物联感知、终端资源四层。应用场景覆盖源网荷储全链监控、虚拟电厂聚合调控、电力市场辅助交易、碳迹追踪绿电追溯、综合能效运行优化、电网需求侧响应六个方向。云端平台承载能源预测、资源聚合管理、市场交易管理和全碳管理四大功能模块，包括数值天气预测、电价走势预测、储能资源建模、电能量市场交易、辅助服务交易、碳交易、碳足迹、碳资产等具体功能。

边缘计算物联感知层通过边缘网关、能源控制器、电表、环境监测设备、摄像头等设备，下达控制指令、上传传感数据。终端资源层则接入可控电力负荷、充电桩/电动汽车、储能/冷热电、微网系统、自备发电厂、分布式光伏、分散式风电等。技术架构上，平台总体采用“云平台+微服务”架构，按照微应用、微服务、交互服务、大数据计算、运行监控、数据存储、数据传输7个领域开展设计。功能架构共规划七大部分：虚拟电厂管理、资源管理、基线管理、调度申报出清、能力校核、监测、执行监测。

参与哪些市场：六个品种与准入的硬性门槛

虚拟电厂参与互动的市场品种包括电网调峰、顶峰保供、容量备用、虚拟转动惯量、电网调频和现货交易六类。调峰和顶峰保供的资源都是工业产生负荷、电动汽车、办公楼宇及储能，目标是提升电网调峰能力和削减尖峰负荷；容量备用的资源是电动汽车、储能、精准负荷控制、办公楼宇，目标是解决大功率失去后备用不足；虚拟转动惯量针对局部断面、设备过载问题；电网调频的资源是储能、电动汽车等，目标是提升频率调节能力；现货交易则通过价格预测实现市场博弈套利，帮助用户实现用电成本最小。

准入门槛方面，材料给出了明确的量化要求。电力用户负荷侧资源应为省级智慧能源综合服务平台可调节负荷资源库中的电力用户，初期调节容量不低于20MW，且不低于最大用电负荷的10%，后期视虚拟电厂发展情况滚动修正。响应时长上，具备按照调节容量要求持续参与响应不小于2小时的能力。调节响应能力方面，调节速率不低于（调节容量*3%）/分钟、且不低于0.6兆瓦/分钟；响应时间要求虚拟电厂调节出力与指令调节方向一致，可在120秒内跨出调节死区；调节精度以每15分钟为一个时段计算偏差率，

。

实战检验：某水泥厂一天怎么挣到1.88万元

材料给出了一个完整的水泥企业调节案例。基准负荷核定过程中，将生料磨和旋窑的生产时间调整到10：00-16：00之外运行，同时停一台水泥磨，10天基准核定完成后恢复正常生产。正式参与调节时，当天10：00-16：00期间将两台水泥磨、一台生料磨和一台旋窑尽力满负荷生产，使总负荷保持12MW。基准负荷平均5.1MW，实际负荷12MW，两者之间的负荷空间全部是补贴量，平均约6.9MW。

陕西某水泥厂在8月17日调节过程中，10：00-16：00期间总共参与可调电量37.5625兆瓦时，即37562.5度电。按照每度电补贴0.5元计算，一天可获得华东和三北电网补贴18781.25元。结合各省新能源量，企业一年平均可参与调节天数为130天，以此计算，1年可为用户创造利益约244.2万元。同时获得约4868吨/年二氧化碳排放当量的碳指标。该聚合商2023年截止目前累计消纳新能源电量197970310.04千瓦时，代理参与企业674家，包括陕煤集团、中国石油、陕西有色、盐湖海纳、陕汽集团等，涉及水泥、充电桩、矿产、工业园区、钢铁、铁合金等行业。

材料第57页集中给出了虚拟电厂的准入门槛和运行考核指标。初期调节容量不低于20MW且不低于最大用电负荷的10%，两项条件同时满足。持续响应时长不小于2小时，调节速率不低于调节容量×3%/分钟且不低于0.6兆瓦/分钟。 调节精度以每15分钟为一个时段计算偏差率，

。负荷类虚拟电厂偏差率不超过±15%，一体化虚拟电厂不超过±10%，后者要求更严格。这些指标构成了虚拟电厂参与市场的基础门槛。

该水泥厂案例中，基准负荷平均5.1MW，调节时段实际负荷保持在12MW，两者之间的负荷空间为可调补贴量，平均约6.9MW。8月17日当天10：00-16：00期间参与可调电量37562.5千瓦时。 按照每度电补贴0.5元计算，单日获得华东和三北电网补贴18781.25元。企业一年平均可参与调节130天，年收益约244.2万元。同时获得约4868吨/年二氧化碳排放当量的碳指标。该案例的参与方式是在基准核定阶段调整生产时间、停一台水泥磨，正式调节时满负荷生产保持12MW总负荷。

材料显示，2023年截止目前，该聚合商累计消纳新能源电量197970310.04千瓦时，代理参与企业674家。代理企业包括陕煤集团、中国石油、陕西有色、盐湖海纳、陕汽集团等，涉及水泥、充电桩、矿产、工业园区、钢铁、铁合金等行业。 从行业分布看，聚合商代理的企业以高耗能工业为主，涵盖水泥、钢铁、铁合金、矿产等传统高载能行业，也包括充电桩、工业园区等新兴负荷类型。该聚合商在参与市场的同时，改变了用户用能习惯，将保电网安全的意识引导至用户日常排产中。