抓手。“双碳”目标下的新型电力系统建设机遇与挑战并存：一方面，电源侧的新能源渗透率逐步的提升，提供清洁电力的同时带来较动；另一方面，负荷侧的新型电力负荷（电动汽车等）占比明显提升，实现灵活用能的同时带来较大随机

  所谓虚拟电厂，顾名思义，即一种非实体存在的电厂形式。它不建厂房、不烧煤、不烧气，也无须对电网做改造，而是通过先进的物联网、5G通信和大数据技术等网络技术，把工厂、商场甚至居民家的各类分散、可调节的电源、负荷、储能汇聚起来，进行统一管理和调度，为电网提供电能和辅助服务。同时，可通过搭建网络站点平台，允许不同灵活资源的聚合商在该平台上实现电力服务的代理和交易。在虚拟电厂聚合下，企业、居民等用户均可融合进灵活商业模式，灵活性更高、可靠性更强。它就好比“看不见的电厂”，可以参与电力平衡，提升电力资源利用效率，达到节能减碳的效果。

  比如，在电力供应紧张时段，虚拟电厂可直接调度海量分散的充电桩、空调、储能等用电资源，通过信息网络技术，将分布在不同地域和电网区域的资源进行聚合，摆脱地理空间、电网拓扑约束，能够提升电网平衡调节能力、促进新能源消纳，具有非常明显的低碳特征。具体以商务楼中配备的大量空调机组为例，在夏季用电高峰时段，通过预先安装的智能终端实现分钟级远程柔性可调节负荷需求响应，将中央空调的温度上调2-3℃，便可让日均用电量减少近20%，从而减轻电网的负担，同时商场用户也不会因为微小的温度上升而感到不适。

  而在大工业领域，虚拟电厂可通过电能在线监测、分钟级负荷监控、控制终端部署、大数据挖掘以及模型算法设计等多项电力信息化能力，与企业一同优化用能管理，提高可再次生产的能源消纳，降低碳排放，为企业创造增量价值。比如，在用电量较大的工厂，夏季时天气较热，白天机器长时间运作很容易发烫。在不新增添的设备的情况下，操作人员会通过虚拟电厂多个方面数据显示，将企业生产腾挪到用电平段时间或夜间；或者通过增加储能设备，在谷段、平段时间充电，在峰段时间放电以用在空调、生产，这样既保障了电力消纳，同时在这样的环境下工作，工人的工作体验感更舒适，企业也能够降低用电成本。

  随着能源转型的深入，大规模的风电、光伏等波动性电源及呈爆发性增长趋势，同时随着我们国家新能源汽车产业日新月异，海量电动汽车正在或正要接入电网，给电力系统的安全稳定运行造成了巨大的冲击。由此，给电力系统提供调频、调峰等辅助服务的市场需求将大幅度的增加。而虚拟电厂作为“能源+互联网”的典型技术组态，在提升电网平衡调节能力、促进高比例新能源消纳、保障电力供应安全等方面具有绝对的优势，现正成为新型电力系统建设的重要内容和关键举措。例如，湖北电力公司通过建立“双十一”充电红包活动，激励电动汽车用户在夜间新能源出力高峰时段协同消纳，既确保了电网运行可靠性、提高了新能源消纳水平，也同时为电力用户释放了市场改革红利。

  国家发改委正式对外发布《“十四五”现代能源体系规划》，重点提出推动储能设施、虚拟电厂等发展，投资规模超千亿。“十四五”期间，响应国家

  国家科技部“储能与智能电网技术”国家重点研发计划专项中“规模化灵活资源虚拟电厂聚合互动调控关键技术”的两大示范基地，开展可聚合百万量级终端设备的大规模虚拟电厂示范建设和市场化运营。其中，清华大学电机系康重庆教授作为该项目的负责人，发挥“虚拟电厂国家

  中国电力科学研究院有限公司等十家单位的协同攻坚下，完成虚拟电厂边缘聚合控制终端、边缘聚合通信控制模组、边缘决策定制化芯片等核心装置的研发和检测，建设了涵盖动态性能量化分析评估系统、通信调度与安全监控系统、分布式可信交易系统、云边系统调控系统等虚拟电厂运营支撑体系。其中，依托康重庆教授团队信息-物理耦合下虚拟电厂调频理论的研究成果，完成了虚拟电厂示范工程的调频能力实证等里程碑成果。示范工程规模逐步扩大，市场运营机制稳步推进，将为我国虚拟电厂的安全运行与市场运营提供基础理论、关键技术和核心装备支撑。

  台关于虚拟电厂的节目访问多年来，清华大学电机系深耕电气工程领域核心科技问题，致力于电力能源领域的技术攻关和科学技术创新。作为国家

  重要智库支撑单位，清华大学电机系深度参与了国家能源重大战略制定、政策咨询与文件修编工作，在电力体制改革、能源发展规划、新型电力系统构建、能源互联网业态培育等方面承担了一系列重大课题，积极建言献策。电机系智慧能源课题组在虚拟电厂领域已经开展了广泛的研究与实践工作，参编多项虚拟电厂国际、国内技术标准。研究成果支撑了2022年北京冬奥“100%绿电供应”的虚拟电厂示范工程；设计了广东、山西、华北等省区虚拟电厂参与电力市场的交易方案（均为国内首批）；研发了首台套虚拟电厂运营仿真系统和面向新型数字资产的边缘决策定制化芯片，为广东、浙江、冀北、山西、江西、湖北等地区的虚拟电厂示范工程建设提供了重要的技术支撑。

  作为电网的“智能管家”，虚拟电厂将分散式电源和负荷化零为整，既可当作“正电厂”向电力系统供电，也可当作“负电厂”消纳系统的电力，起到灵活的削峰填谷作用，助力电网系统保持实时平