能源互联网中虚拟电厂的运行模式及启示

魏向向，杨德昌，叶斌

(1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市 100083；2.国网安徽省电力公司经济技术研究院，合肥市 230000)

能源互联网中虚拟电厂的运行模式及启示

魏向向1，杨德昌1，叶斌2

(1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市 100083；2.国网安徽省电力公司经济技术研究院，合肥市 230000)

全球能源互联网方兴未艾，虚拟电厂(virtual power plant, VPP)的建设不仅是全球能源互联网建设中的重要组成部分，也是我国解决资源短缺、环境污染的重要手段，为此，理解和掌握虚拟电厂的关键技术和运行原理具有重要意义。该文旨在分析虚拟电厂的运行模式，可为虚拟电厂在我国的建设提供理论和实践经验。首先，基于现有文献对虚拟电厂的表述，明确了虚拟电厂概念、典型特征，并依据功能不同，将虚拟电厂分为商业型虚拟电厂(commercial virtual power plant , CVPP)和技术型虚拟电厂(technical virtual power plant , TVPP)两大类。其次，从物理结构、信息模型、市场角色等方面详细阐述了能源互联网和虚拟电厂之间的关系。再次，归纳了德国虚拟电厂中典型示范工程的运行原理及运行状况。最后，基于我国当前配电系统的发展水平和电力体制改革的相关政策，展望了虚拟电厂技术在我国的应用前景，并对有待解决的关键问题提出建议，为虚拟电厂的构建者和决策者提供理论依据。

可再生能源；虚拟电厂；能源互联网；电力体制改革

0 引 言

随着化石能源的减少，气候变化加剧，一场新的能源革命已悄然兴起。可再生能源代替传统化石能源势不可挡，其中，因分布式电源(distributed energy resources，DERs)具有经济性好、可靠强、灵活度高、环保性强等特点而成为研究热点。然而，尽管DERs 优点诸多，但依然存在诸多棘手问题，比如：位置分散、难以实现大规模储能、发电随机性大和稳定性低等，在一定程度上限制了其上网运行能力[1]。2015年国务院颁发的40号文件明确指出：“互联网+”可在很大程度上将互联网的创新成果与经济社会各领域实现融合，以期推动技术进步，提升效率和变革组织结构，增加实体经济的创新能力和生产能力，广泛形成以互联网为基础设施和创新要素的发展新形态。其中，大力推进“互联网+智慧能源”是保障我国能源安全战略、加快生态文明建设的必然要求，也是促进我国能源消费革命变革的必然选择。构建能源互联网不但是一种集能源生产、消费以及政策体制的重要变革手段，而且还会对人类社会生活方式产生一次根本性革命。基于已有的能源生产消费方式和能源体制不是真正的建设能源互联网，能源互联网就是要通过根本性的技术革命，强有力地推动能源的生产、消费、体制变革和结构调整[2-3]。

建立可以统一协调控制的虚拟电厂(virtual power plant, VPP)是实现能源互联网的重要手段，其本质是把分散在四处、与不同层级的电网相连的新能源电站和储能等设备集合起来进行集中控制调度并完成市场运营[4]。目前，VPP技术在欧美发达国家有着较为成熟的发展，而我国由于能源体制中发电、输配电、用电三方的相对独立，国内尚未形成相关成熟的VPP成套解决技术，VPP基本处于前期研究阶段[5]。借助VPP先进的通讯技术、智能量测技术、数据处理技术等，不但可以实现发电侧和用电侧的实时信息传递，打破发电、输电和用电三方相对独立的局面，还可以智能控制发电侧的行为，当新能源大规模接入电网时，电网可以安全高效地运行。

1 VPP的基本概念、典型特征及分类

1.1 基本概念

VPP的概念的出现已有10余年之久，然而直至目前，国内外仍未对VPP这一概念进行权威或官方的定义。已有的国内外文献中，均是以不同的项目背景对VPP进行定义[6-9]。文献[6]中VPP被定义为基于互联网通信技术，通过整合不同发电机组而形成的企业。文献[7]基于欧盟VPP的实体项目，VPP被定义为是整合各类分布式能源并表征其参数，并能够包括分布式能源输出的网络影响。文献[8]通过整合现有文献和项目，VPP被定义为通过结合分布式发电机组(distributed generation，DG)、可控负荷(dispatchable load，DL)和分布式储能设施(distributed energy storage，DES)，利用相关的调控技术以及通信技术实现对各类DER进行调控的载体。文献[9]中提到VPP在一个安全的联网系统中，依靠软件系统，实现电力需求方和储能方的优化调度。

综上，本文将VPP定义为：通过整合各类DG和DL，利用先进的通信技术、协调控制技术，结合数据分析算法、优化预测算法，实现对发售电侧的协调优化运行，达到社会效益与经济效益的最大化。从广义上来说，不但可以将发电侧的不同类型分布式发电单元聚合在一起，也能将储能侧、需求侧可控的负荷有机地结合在一起。从狭义来说，VPP是不同类别，不同数量的电源聚合体。在电网运行过程中，电网运行调度中心不直接控制这些发电机组或储能装置，而是通过控制VPP的控制中心实现，该中心以一个整体的形式参与电网的运行和调度[10-11]。

1.2 典型特征

(1)VPP生产的电能具有环保性、可再生性和高效性。VPP通过利用新型可再生能源和节能调控技术，大大降低了对环境的影响。VPP通过建立运行机制，实现传统能源与新能源之间的互补协同调度，辅助电网的优化运行，以最大程度地抑制新能源电力的随机波动性，提高新能源的利用率[12]。

(2)VPP具有地域分布上的分散性与运行调度上的协同性。虚拟发电厂通过控制中心对分布在不同区域发电机组进行集中管理，可实现有效整合区域内各种形态和特性的电源及用电负荷，对区域内的发电和用电单元实施经济高效的控制[13]。

(3)VPP角色的多样性。VPP不但可以作为代理人集合大量的发展分布式和可再生能源发电进行统一的管理和市场交易，还可以扮演售电商的角色，设计灵活的售电套餐[14]。

(4)VPP具有广泛的互动性。VPP通过整合发电侧管理、需求侧响应、储能管理、中央调度、电力交易，参与电力产业链所有环节并与各个环节的市场参与者形成互动[15]。

(5)VPP可实现预测功率和管理控制的智能化。VPP可综合气象数据、预报信息，并对影响用电需求的因素进行深入分析，实现对发电侧的输出功率预测和用电侧的用电功率预测[16]。

1.3 分 类

VPP可提供多样的管理和辅助服务[17]。按VPP在市场中的角色不同，可将VPP分为商业型虚拟电厂(commercial virtual power plant，CVPP)和技术型虚拟电厂(technical virtual power plant，TVPP)[18]，其运行的基本框架如图1所示。图中：DSO为配电系统运营机构(distribution system operator)，TSO为输电系统运营机构(transmission system operator)。下文将基于这2类VPP，详细描述其运行原理。

图1 VPP运行的基本框架Fig.1 Basic framework of VPP operation

(1) CVPP分布在电能批发市场，能够平衡电力批发市场的交易组合，通过出价和要价的方式为TSO提供服务[19]。DER向CVPP递交运行参数、测量数据、边际成本等信息，控制中心整合输入数据并创建唯一的配置文件，表示了所有DER的联合容量。分析市场提供的信息后，CVPP将优化潜在收益，制定最优的发电计划，并与传统发电厂一起参与电力市场竞标。一旦竞标获得市场的授权，CVPP则与电力交易所和远期市场签订合同，并向TVPP提交DER发电计划和运行成本等相关信息。

(2) TVPP 分布在系统管理侧，主要为所在地区的DSO和TSO 提供平衡服务和其他配套服务[20]。包含运行参数、发电计划、市场竞价、边际成本在内的DER输入信息是由CVPP提供的。而TVPP则通过整合CVPP提供的参数信息，按照一定的计算规则，计算得到本地系统中各DER做出的贡献，最终形成了TVPP的运行成本和运行特性。TSO对评估技术型虚拟电厂和传统发电厂的成本以及运行特性，一旦TVPP得到技术确认，TVPP的发电计划将获得系统认可，随后便控制各DER实行分配的发电计划。

2 VPP与能源互联网的关系

能源互联网是基于先进的通讯和互联网技术，对于以电能和电力系统为基础的能源互联网，将电能生产端、使用侧、能源交易市场以及能源传输配送网络通过智能的监测和控制手段有效地结合在一起，实现电能与其他能源的灵活转化和互补，优化生产和使用效率，并同时通过创新商业模式促进产业链的经济效益最大化[21]。虚拟电厂则是集合不同类型分布式能源并对其实行统一调度和智能控制来模仿传统大型发电厂的功能[22]，同时还是参与电网运行和电力市场的功能单位，如果再和需求侧负荷管理结合起来，则其不仅具备协调和确保新能源上网的功能，同时还可提高能源利用效率。虚拟电厂与能源互联网的关系如图2所示。

图2 VPP在能源互联网中的重要地位Fig.2 Significance of VPP in energy internet

由图2(a)可知：虚拟电厂利用先进的计量技术收集负荷与电厂运行状态参数，利用数据管理系统实现投资组合的优化和需求侧管理与响应，也可优化新能源热电厂与储能电动汽车。根据图2(b)可知：VPP能与能源互联网的参与者进行互动，比如：电力市场、电网公司的运营及发用电侧等。因此，VPP是能源互联的重要组成部分，是建设能源互联网的重要切入点。

在能源互联网中，智能计量系统采集到的大量能源数据，需依靠虚拟电厂强大的“大脑”进行分析处理，这里所说的“大脑”指的是集中式的能效数据管理平台，如图3所示。

图3 能源数据管理系统Fig.3 Energy data management system

从功能上来说，能源互联网可对DERs进行整合、优化，实现协调控制，当VPP作为电网的交易代理者、电厂运营商时，也可参与电力市场的运营，整合优化能源资源，通过协调发电端与用电端，实现效益的最大化。VPP运营商参与电力市场运营形式如图4所示。

图4 VPP运行商参与的运营模块Fig.4 Participating operation module of VPP operator

从图4可知，VPP的通信方式均为双向通信，通过利用双向通信技术，实现与发电侧、电力需求侧、电力交易市场和电网调节市场的相互对接，使得虚拟电厂运营商可通过整合、优化、调度、决策来自各层面的数据信息，参与电力市场交易，提高虚拟电厂的统一协调控制能力，实现社会效益和经济效益的最优化。

在发电侧，VPP通过制定发电计划，节约发电成本，减少电能浪费，对于新能源发电，让其参与上网竞价，提高能源的利用率，同时，还可以让发电的管理更加科学、有序。

在交易侧，VPP通过智能融合实时市场数据信息，优化能源投资组合方式，对即将进行的交易数据进行监测和管理，最终使电力交易侧合理有序地运行。

在售电侧，通过先进的量测技术，实时反馈用户侧的电能需求信息，实现对用户侧用电特性的分析，根据用户用电量的大小，系统自动对用户及负荷进行分类，为制定发电计划提供依据和参考。

在用电侧，VPP可实时监控用户用电状况，对于配备有新能源发电的用户，智能调整和优化用户的用电方式，减少电能浪费，同时，还可以核对用电账单信息，让用户用上放心电、舒心电。

在电网侧，VPP可实现电网实时监测，管理负荷信息，使得电网得以持续高效稳定地运行，并在电网故障时，进行分析判断，最大限度地降低损失。

因此，VPP可以实现在发电、交易、售电、用电、电网运行五个环节上形成一个如图5所示的有机整体。

图5 VPP形成的有机整体Fig.5 Forming organic whole of VPP

能源互联可理解为借助通讯技术与智能管理技术，将电力网、燃料网等能源节点通过信息网互联起来，以实现能量的双向流动和对等交换，VPP与能源互联网的关系如图6所示。

图6 能源互联网与VPPFig.6 Energy internet and VPP

从图6可知，基于强大的通信网系统，根据反馈的热力网状态信息，VPP不但可以制定合理的产热计划，优化资源配置，实现热力网和燃料网的协调优化运行，而且可以优化热电耦合联合优化运行；对于交通网，通过反馈的电动车行驶停泊信息流，VPP为交通网制定充电站运行计划。因此，在能源互联网的框架内，VPP能够将燃料网、交通网、电力网、热力网实现互通互联，达到能源利用效益最大化。另外，在信息网与电力网组成的系统中，该系统与用户之间的交易关系如图6所示，该交易以VPP为核心，通过对各DER运行状态参数进行计量，利用VPP的能量数据管理系统，实现对发、售电侧的协调控制，其中，对用户负荷的控制可通过VPP直接发出电价控制策略，也可通过电力市场，借助第三方能源服务商和投资商实现。

综上可知，VPP兼具发电、交易、售电、用电和电网的功能，是连接智能电网和智能电力市场的纽带，是安全高效地利用分布式能源的重要工具，是能源互联网的一个重要功能模块，将是实现能源互联的前提和基础。

3 VPP的典型应用

VPP概念自提出以来，很快被用于实际项目，目前欧美各国的VPP建设已经取得了很大进步和世界范围内巨大影响。其中，德国的绿色能源计划在所有欧美国家里是最激进的，在下决心放弃核电后，德国政府计划到2020年，基于可再生能源提供的电力占到全部电能需求的三分之一，到2050年，这一比例提高至80%。目前德国在建设VPP方面经验丰富，并建设了一批示范性项目，因此，本文以VPP在德国的运营为例，重点分析VFCPP项目、ProVPP项目及web2energy项目的运行原理及运行状况。

3.1 虚拟燃料电池发电厂

虚拟燃料发电厂(virtual fuel cell power plant, VFCPP)是由德国、荷兰等国家发起的，于2001—2005年完成的VPP试点项目[23]。

VFCPP通过整合不同的燃料电池，以负荷曲线为依据，利用通信协议，VPP控制中心与能量管理器共享数据信息，在负荷用电量达到燃料电池最大出力时，控制中心发出协调优化指令，尽可能地提高生产效益和能源利用效率。

现场的通信方式采用LON总线协议，基于综合业务数字(integrated services digital network, ISDN)技术或模拟数字解调器技术，以电话线为传输载体，实现现场系统与控制系统之间的远端通信。中央建筑控制系统则每天读取数据采集器所存储的测量值与附加值，并通过互联网虚拟专用网络(virtual private network, VPN)通道与控制中心相连[24]。具体的通信规则如图7所示。

图7中，建筑控制系统与中央控制系统之间的通信是基于TCP/IP协议的VPN通道。当准备工作做好后，中央控制中心的一末端与燃料电池供热器的另一末端进行大范围的双向通信连接测试。

该VFCPP项目以实验的方式，验证了VPP的概念，为后续大范围的虚拟电厂建设提供运行经验和相关技术支持。

3.2 ProVPP项目

基于VFCPP的运行经验，专业虚拟发电厂(professional virtual power plant，ProVPP)项目由德国西门子公司和RWE 发电公司于2008年联合发起，德国的Niederense村作为该项目的试点地区正式进入运行。

在ProVPP项目中，通过将新能源发电与用电大户(例如：炼铝厂、大型钢厂等高耗能企业)进行联合，利用能量调度系统与信息管理系统进行统一管理，使得电力供应趋于一体化、结构化，具体运行模式如图8所示。

图7 VFCPP的通信规则Fig.7 Communication rules of VFCPP

图8 ProVPP项目的VPP结构Fig.8 VPP structure of ProVPP

分布式发电管理系统(distributed energy management system，DEMS)是该项目的核心，也是该项目的智能管理和控制中心，不但可以显示发电系统的当前状态，还可以生成预测和报价信息，以及按系统制定好的发电计划控制电能的生产。与此同时，该系统集成了TVPP与CVPP的功能，一方面为业主提供整个电厂系统内各机组的实时负荷状况和发电量等状态参数，另一方面，还自动将发电厂的运行状态信息与市场预测信息相比较，自动生成预测数据信息。值得指出的是，在DEMS系统预测发电量之前，该系统甚至会考虑天气情况。最终，在电力贸易商给出报价之前，发电经理批准DEMS所给出的价格后，DEMS将给每座虚拟电厂分配运行计划，这个运行发电计划准确设定了各发电厂在规定时间必须生产的电量[8, 25]。

3.3 Web2energy项目

Web2energy项目是欧盟在2010年发起的VPP项目，项目预计于2010—2015年完成，若ProVPP项目是电力供给趋向于一体化、结构化的产物，则Web2energy项目是智能科技服务于人类生活的典型案例，因为该项目的实施依据智能电网的三大支柱：智能计量技术、智能管理技术与智能配电自动化技术[26-27]。

智能计量技术主要是针对消费者参与的能源市场，通过智能计量技术，消费者的用电情况可被远程获取。利用上述先进的量测技术，可读取短期内远程测量值，接收电力信号的价格变化并使其可视化，管理干扰信息与故障信息，监控分布式能源的出力、存储与负荷控制。另外，智能计量技术还能监测当前电力需求和价格，通过对电力的需求、变化和预测进行监视，服务楼宇自动化和智能家居。据此，用户可根据各阶段电力需求和电力价格合理使用耗电负载，达到社会和经济效益的最大化[24,26]。利用智能计量技术，以VPP的形式，获得大量关于需求侧、DER与电网的实时数据信息，是CVPP部分功能的实现，为智能能源管理系统和智能配电自动化技术提供数据支持。

通过对实时数据信息的监控，利用智能能源管理系统，更好地协调小型电力企业。通过让风电场、太阳能电场与大量可控的水电站与热电联产并行运行，在VPP的框架内，能量管理系统可利用可控发电机对风能或者太阳能预测偏差进行补偿，实现对发电侧和负载端的管理，制定发电侧的运行计划，是TVPP部分功能的实现。在这种运行方式下，与单一的市场准入相比，所有的参与者均可实现更高的效率和补贴费用。

当电力供应中断时，传统的电力检修，直至恢复供电的平均时长在1 h以上，对于本项目，供电恢复仅需几 min的时间，大大缩减了电力中断的时间，提高电力供应的可靠性。

基于IEC61968/70的模型数据库是VPP控制中心的核心组成，该数据库涵盖了控制系统运行所需的全部数据信息。其中，基于IEC61850的协议是VPP的控制中心、远程终端单元和自动测量系统的通信协议。控制策略可以分为以下2类：(1)利用智能测量技术获得的大量需求侧及电网的数据信息，系统自动为需求侧生成管理方案，达到控制储能单元的充放电和切换可控负荷的目的；(2)控制中心通过结合负荷运行状态、电价历史数据和天气状况，预测需求侧和发电侧的运行信息，输出可控发电机组的发电量[27]。

与此同时，根据平均负荷使用情况，建立了需求响应奖励制度：在18：00左右，通过短信或者邮件收到前1天的负荷运行的时间表，其中，负荷运行高峰用红灯表示，用电较少时段用绿灯表示，该项目将会对在红灯时段削减用电负荷或绿灯时段增加用电负荷的用户进行奖励。

基于智能测量技术、智能管理技术与智能配电技术的Web2energy项目VPP结构框架如图9所示。

从图9可知，VPP的控制中心集合了CVPP和TVPP的功能，通过先进的双向通讯技术，将发电侧、需求侧与VPP的控制中心连接起来，并对其进行控制。该项目相关工作人员利用3年的时间建立并完善了该项目，大体上可分为7个步骤，具体计划完成时间及计划流程如表1所示。

自从该项目实施以来，取得显著的经济和社会效益，该项目方案降低了当地居民日常用电量的3%，由红灯时段转移至绿灯时段负荷需求约为15%，该项目验证了以VPP形式实现发用电侧管理、电网数据管理的可行性。

图9 VPP 体系结构Fig.9 VPP system agriculture

通过对ProVPP项目与Web2energy项目的运行状况分析可知，德国目前运营的虚拟电厂可被看作CVPP、TVPP、发电端和需求侧虚拟电厂的综合体，同时还包含了各类分布式可再生能源，利用先进的通讯技术和数据管理平台实现了发电端和用电端的智能互联，因此，建设虚拟电厂是实现能源互联网建设的重要步骤。

4 VPP在我国的应用前景及有待解决的关键问题

4.1 应用前景

尽管我国新能源起步较晚，但发展迅速，装机量巨大，可在资源利用过程中仍存在只注重装机数量，不注重装机质量，效率低，资源浪费的情况。因此，VPP可制定科学合理的新能源机组发电计划，提高新能源的利用效率，减少资源浪费。“十二五”规划以来，可再生能源的开发和利用得到政府部门的高度重视，加大力度推进分布式发电、电力需求侧管理、智能电网建设等项工作是相关部门工作的重中之重，因此，VPP在我国将有广阔的空间，具体表现为：

(1)VPP是实现能源互联网的最佳入口，也是我国能源互联网建设面向未来的窗口。VPP的社会和经济效益符合能源互联网中利用可再生能源、改革能源生产方式、构建未来可持续能源供应体系、适应政府节能减排管制规定、推动能源消费革命、激活售电市场、实现开放服务的整体目标和基本要求。另外，虚拟电厂依靠的技术基础是通信技术、协调控制技术和智能计量技术[28-29]，这也是构建能源互联网的技术基础。

(2)VPP可实现可再生能源安全高效的利用。VPP利用先进的通信技术、智能计量技术，实时监测用电侧消耗的功率，结合天气情况，预测并控制发电侧的输出功率[30]，并通过能源数据管理系统等更高层面的软件构架实现多个DER的协调优化运行，实现资源的安全高效利用。另外，我国新能源资源蕴藏量巨大，VPP可为消纳新能源提供绝佳的技术手段，减少传统能源的燃烧，实现能源的清洁利用。

(3)VPP的建设可大大提高传统能源的利用效率，同时，也可降低电网运行成本。在VPP建设过程中，鉴于用户在设计产品，体验产品和口碑传播等方面发挥的重要作用，可知，VPP的建设让电力信息更加透明化，能源消费者的话语权大大增加。VPP在运行过程中，要求电力企业实现“以用户为中心”，开放能源生产消费的每一个环节，让消费者能够有权自主选择所消费的电力来源；同时还可以让消费者一方面能消费全网电能，还可以利用自家新能源电站生产的电力，且在满足自家电力充足时实现并网外销。因此，VPP在提高能源电力系统效率的同时，又在一定程度上降低了电力生产和销售成本。

(4) VPP的建设有助于完善我国的电力市场体制，加快能源市场改革，打破电力垄断现状。VPP不但可以整合优化分布式能源，而且还参与电力市场运营过程，虚拟电厂在我国的建设，有助于实现建立多元化能源供应体系、抑制不合理消费、实现能源的优化配置、高效利用和自由买卖等目标。VPP利用配套的调控技术、通信技术实现对各类DER的整合调控[31-32]，在保证能量管理系统安全稳定的前提下，实现电力供应主体的利润最大化，这将从根本上改变可再生能源发电依靠国家补贴，在电力营销中毫无优势的被动局面。

4.2 有待解决的关键问题

目前，我国对VPP的研究尚处于初级阶段，若在国内构建VPP，需结合我国整体的工业水平与特有的气候、地理、可再生能源类型等相关自然条件，有针对性地设计VPP的结构和功能配置。因此，发展符合中国国情的，安全高效的VPP还将面临以下难题：

(1)在技术方面，VPP需要研发配套的软硬件技术，包括：配套的高级量测体系、强大的可视化界面和运行决策平台[33]。虚拟电厂交易的基础是对该区域内发电设备特性以及负荷特性的准确把握，预测技术的好坏直接影响虚拟电厂运营的结果，而准确预测技术需依靠配套的高级量测体系。另外，在能源互联网时代，信息和数据的经营是能源和电力企业的重要核心竞争力。通过利用物联网、云计算和大数据等先进的互联网技术，电力企业可实现对消费者的消费行为深入洞察，并可为消费者提供精准的消费和营销服务，实现资产效能最大化、污染最小化。然而负荷信息不全和参数不准一直是电力系统仿真分析和能量管理的重要问题，另外，如何制定通信标准，也将是面临的挑战。

(2)在经济效益方面，因为VPP参与电力市场交易，运营商最关心的是怎样获得最大的收益。传统大型电厂的发电计划和优化相对来说简单，然而对于整合了大量分布式发电、储能模块和负荷单元的虚拟电厂而言，其发用电的不确定性、用户的用电习惯、储能的技术限制、电能与热能交互的限制、不同发用电单位的优先级确定以及随时匹配的要求[34]，都对VPP的运营收益带来挑战。

(3)在管理方面，需鼓励各方积极参与。第一，VPP实施需要大量DG所有者的支持，这就需要相关部门积极宣传VPP的益处，并出台政策鼓励用户参与VPP的建设，形成有利于VPP发展的舆论氛围与环境。第二，探索建立有利于调动电网企业参与积极性的市场机制，加强配电网建设改造项目管理和投资管理，建立健全评价考核机制，建立“政府主导、企业参与、上下联动、协同推进”的常态协调机制，可加大政府的补贴力度，制定相关的优惠措施，引导和推动电网企业从售电服务向为电力用户提供精细化节电服务的转变，使其更好地发挥在优化供需双侧资源配置方面的作用。

5 结 论

虚拟电厂实际上是一类特殊的智能化电厂，通过先进的通讯技术，实现发电侧与用电侧的信息智能融合，提高了电能利用率。总的来说，我国的虚拟电厂建设尚处于初级阶段，随着能源互联网建设的大面积展开，鉴于虚拟电厂是能源互联网的重要功能模块，是建设能源互联网的最佳切入口，因此，虚拟电厂建设也迫在眉睫。虚拟电厂具有诸多传统发电厂无法比拟的优势，在我国将有广阔的应用空间。

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(编辑 蒋毅恒)

Operation Mode of Virtual Power Plant in Energy Internet and Its Enlightenment

WEI Xiangxiang1, YANG Dechang1, YE Bin2

(1.College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;2.State Grid Anhui Economic Research Institute, Hefei 23000, China)

Nowadays, the global energy internet is popular, and building the VPP (virtual power plant) is an important step to construct the global energy internet and an important means to relieve the energy shortages and environmental pollution in China. Therefore, it’s really important to understand and grasp the key technologies and operation principles of VPP. The purpose of this paper is to provide the theoretical and practical experience for the VPP construction in China by analyzing its operating mode. Firstly, based on the statement of VPP in other literatures, the detail concept and typical features of VPP are definitely summarized, and according to the different functions, the VPP is divided into two categories: CVPP (commercial virtual power plant) and TVPP (technical virtual power plant). Then, the relationships between energy internet and VPP are expounded in detail from different perspectives, such as physical structure, information model, market roles and so on. And then, we summary the operation principle and condition of the typical demonstration project of VPP in Germany. An last, according to the current development level of power distribution system and the relevant policies of power system reform in China, we discuss the application prospect of VPP in China, and propose the suggestions on the key issues to be resolved, which can provide a theoretical basis for the builders and decision maker of VPP.

renewable energy; virtual power plant; energy internet; power system reform

国家青年科学基金项目(51407186)

TM 76

A

1000-7229(2016)04-0001-09

10.3969/j.issn.1000-7229.2016.04.001

2015-12-28

魏向向(1990)，男，硕士研究生，研究方向为新能源并网和配电网故障选线技术;

杨德昌(1983)，男，博士，副教授，研究方向为主动配电网状态估计和微型能源系统的容量配置;

叶斌(1977)，男，硕士，高级工程师，研究方向为电力系统规划、新能源接入等方面的技术研究工作。

Project supported by Scientific Funds for Young Scientists of China(51407186 )