隨著碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略深入實(shí)施，新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，電力系統(tǒng)向源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元互動(dòng)發(fā)展。虛擬電廠作為主要載體形式，能夠科學(xué)聚合需求側(cè)資源，基于市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)，發(fā)揮多向協(xié)同、靈活互動(dòng)優(yōu)勢(shì)，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)。

當(dāng)前，我國(guó)虛擬電廠仍處于發(fā)展探索階段。一方面，亟待建設(shè)智慧、精準(zhǔn)、靈活的先進(jìn)控制技術(shù)，發(fā)揮技術(shù)驅(qū)動(dòng)作用，推動(dòng)虛擬電廠規(guī)?；f(xié)同化、智能化運(yùn)行；另一方面，亟須健全相適配的電力市場(chǎng)機(jī)制，發(fā)揮市場(chǎng)價(jià)格牽引作用，促進(jìn)虛擬電廠提供多元化調(diào)節(jié)運(yùn)行支撐。通過先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)市場(chǎng)的雙輪驅(qū)動(dòng)，保障虛擬電廠高效運(yùn)營(yíng)。

發(fā)揮虛擬電廠聚合優(yōu)勢(shì)

挖掘資源重組價(jià)值潛力

高效整合分散資源，多元化參與市場(chǎng)，激發(fā)市場(chǎng)活力。以滿足電力供應(yīng)保障和調(diào)節(jié)能力提升為原則，結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦，以分布式電源、傳統(tǒng)或新型柔性負(fù)荷、儲(chǔ)能、充電樁等為聚合對(duì)象，構(gòu)建互動(dòng)型虛擬電廠，動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)、優(yōu)化不同類型靈活資源，推動(dòng)市場(chǎng)主體多元化，激發(fā)市場(chǎng)活力。

靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境，規(guī)?；瘏⑴c市場(chǎng)，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變電力市場(chǎng)環(huán)境，通過虛擬電廠聚合代理市場(chǎng)交易，規(guī)避需求側(cè)資源數(shù)量眾多、布局分散、裝機(jī)容量小等不足，減少市場(chǎng)參與的復(fù)雜度與風(fēng)險(xiǎn)，提升交易合理性和策略盈利性。發(fā)揮虛擬電廠體量?jī)?yōu)勢(shì)，基于資源互聯(lián)與廣泛感知，形成規(guī)模化調(diào)節(jié)能力，緩解電力調(diào)度和交易機(jī)構(gòu)對(duì)分散資源協(xié)調(diào)管理壓力，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。

自給自治平衡運(yùn)行，協(xié)同化參與市場(chǎng)，緩解系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力。虛擬電廠統(tǒng)籌內(nèi)部資源協(xié)同互補(bǔ)，通過儲(chǔ)能靈活充放電、用戶調(diào)整用能時(shí)空習(xí)性等，形成穩(wěn)定性更高、魯棒性更強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力。依托智慧調(diào)度控制系統(tǒng)，強(qiáng)化資源優(yōu)化調(diào)度和快速響應(yīng)能力，主動(dòng)調(diào)節(jié)柔性可控負(fù)荷，平滑用電曲線，匹配發(fā)電曲線，自給自治平衡運(yùn)行，提高需求側(cè)協(xié)同和市場(chǎng)參與能力，增加運(yùn)營(yíng)收益，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

建立科學(xué)多元市場(chǎng)機(jī)制

優(yōu)化虛擬電廠市場(chǎng)環(huán)境

豐富交易模式，拓寬虛擬電廠參與市場(chǎng)收益渠道。鼓勵(lì)虛擬電廠靈活參與多元電力市場(chǎng)交易，明確其獨(dú)立主體地位。在聚合容量、調(diào)節(jié)能力、響應(yīng)性能等方面，規(guī)范虛擬電廠參與電力中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨、需求響應(yīng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的準(zhǔn)入條件，完善交易機(jī)制，推動(dòng)虛擬電廠在多元市場(chǎng)中獲得收益。建立基于凈負(fù)荷分時(shí)段曲線的中長(zhǎng)期交易機(jī)制，推進(jìn)“報(bào)量報(bào)價(jià)”全電量參與現(xiàn)貨交易。通過分時(shí)價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)主體提升出力預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)及電價(jià)預(yù)測(cè)能力，加強(qiáng)交易策略制定水平，積極主動(dòng)參與需求側(cè)響應(yīng)，削峰填谷。支持含分布式電源的虛擬電廠參與綠電綠證交易，優(yōu)先實(shí)施年度、多年度長(zhǎng)期協(xié)議交易，擴(kuò)大虛擬電廠收益來源。完善輔助服務(wù)交易機(jī)制體系，細(xì)化虛擬電廠參與調(diào)峰、調(diào)頻、備用交易機(jī)制，適時(shí)推動(dòng)參與爬坡、無功、黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)，探索虛擬電廠參與省間和區(qū)域輔助服務(wù)交易模式。構(gòu)建基于響應(yīng)容量、響應(yīng)速率、響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、調(diào)節(jié)精度等分類的輔助服務(wù)競(jìng)價(jià)方式，差異化設(shè)置競(jìng)價(jià)限值和補(bǔ)償機(jī)制，充分發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)能力，獲得優(yōu)先響應(yīng)地位。

完善虛擬電廠價(jià)格機(jī)制，創(chuàng)新結(jié)算方式。通過市場(chǎng)化方式，拉大峰谷價(jià)差，形成需求響應(yīng)價(jià)格。探索基于虛擬電廠響應(yīng)規(guī)模的容量電價(jià)機(jī)制，結(jié)合電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷曲線形態(tài)等系統(tǒng)特性，科學(xué)核算虛擬電廠容量?jī)r(jià)值。堅(jiān)持虛擬電廠與各類市場(chǎng)主體同權(quán)同責(zé)，平等接受交易電量約束和市場(chǎng)偏差考核，共同承擔(dān)運(yùn)行等相關(guān)分?jǐn)傎M(fèi)用。明確虛擬電廠發(fā)電狀態(tài)與受電狀態(tài)的市場(chǎng)報(bào)價(jià)、交易出清、結(jié)算電價(jià)和計(jì)量機(jī)制，根據(jù)凈負(fù)荷曲線分時(shí)段形成量?jī)r(jià)結(jié)算信息。推進(jìn)虛擬電廠內(nèi)部資源“風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?、收益共享”機(jī)制，綜合評(píng)估不同類型聚合資源的規(guī)模容量、調(diào)節(jié)性能、響應(yīng)效果和價(jià)值貢獻(xiàn)，合理轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值，激發(fā)內(nèi)部資源互動(dòng)潛力，提升聚合積極性。

運(yùn)用先進(jìn)智能技術(shù)

支撐虛擬電廠高效運(yùn)營(yíng)

推進(jìn)人工智能在虛擬電廠運(yùn)用。人工智能推動(dòng)虛擬電廠智能調(diào)度與運(yùn)行優(yōu)化。結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過聚類分析和特征工程捕捉數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)波動(dòng)趨勢(shì)，應(yīng)用長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)短期和超短期電力負(fù)荷高精度預(yù)測(cè)。構(gòu)建日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)多時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，結(jié)合混合整數(shù)非線性規(guī)劃、滾動(dòng)優(yōu)化和遺傳算法等方法，開展全局協(xié)調(diào)規(guī)劃與局部動(dòng)態(tài)調(diào)整，引入分布式計(jì)算和邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式能源、可調(diào)負(fù)荷等聚合資源的優(yōu)化控制與智能調(diào)度。

人工智能助力虛擬電廠智能分析與智慧交易。通過多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、主成分分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則等技術(shù)，高效處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵信息并挖掘潛在規(guī)律。采用Transformer等高級(jí)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，結(jié)合貝葉斯優(yōu)化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)超參數(shù)，建立自適應(yīng)智能混合模型，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)多尺度市場(chǎng)價(jià)格?；诙嘀悄荏w深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)與非合作博弈模型，引入啟發(fā)式優(yōu)化算法與自適應(yīng)迭代機(jī)制，優(yōu)化電能量、需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等多元市場(chǎng)交易策略。

人工智能賦能虛擬電廠全流程管理與智能化升級(jí)。探索大模型與小模型協(xié)同應(yīng)用，融合人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)大語(yǔ)言模型與知識(shí)圖譜的深度結(jié)合，構(gòu)建虛擬電廠智能知識(shí)管理與運(yùn)營(yíng)決策管理體系，支撐資源聚合、靈活調(diào)節(jié)、協(xié)調(diào)控制，輔助開展故障診斷、遠(yuǎn)程集控與智慧運(yùn)維，全面提升虛擬電廠規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)全流程管理能力。

建設(shè)虛擬電廠智慧聯(lián)合控制系統(tǒng)。開展適應(yīng)虛擬電廠的“云大物移智鏈邊”先進(jìn)技術(shù)研究，研發(fā)智慧聚合協(xié)同控制系統(tǒng)，開展全流程智能化交易決策和自動(dòng)化精準(zhǔn)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠分布式資源的“可觀、可測(cè)、可調(diào)、可控”。虛擬電廠智慧控制系統(tǒng)按照市場(chǎng)化環(huán)境下電網(wǎng)友好運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)統(tǒng)籌目標(biāo)，基于高精度功率預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、資源聚合管理、可調(diào)資源優(yōu)化調(diào)度、發(fā)用電計(jì)劃管理，進(jìn)入策略優(yōu)化控制器，開展電力市場(chǎng)交易模擬，生成資源聚合最優(yōu)運(yùn)行策略，經(jīng)電力交易中心和調(diào)度機(jī)構(gòu)安全校核后，由平臺(tái)一體化協(xié)調(diào)分配控制器，智能分配指令至各類聚合資源。一方面，實(shí)現(xiàn)指令跟蹤、最大化消納、功率平滑、電壓支撐等功能，提高能源輸出穩(wěn)定性，為電網(wǎng)運(yùn)行提供安全可靠支撐；另一方面，發(fā)揮聚合資源整體參與電力市場(chǎng)的議價(jià)能力和規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，提高聚合商運(yùn)營(yíng)效率和收益水平。

【作者：周云 李超英 林宏宇 鄭瑞錦 李晴，單位：中能智新科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司（電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院雙碳技術(shù)研發(fā)中心）】