年，中国光伏新增装机量占全球新增光伏装机量的 61.24%，连续十一年蝉联全球首位，光伏发电量贡献 了全球光伏发电量的 39.38%。当 2025 年第一季度， 中国风电和光伏发电累计装机量达到 14.82 亿千瓦，历 史性超越火电装机量（14.51 亿千瓦）的时刻，中国能 源体系正式迈入了“风光领跑”的新纪元。中国不仅提 前六年实现了气候雄心目标（风光发电装机量 12 亿千 瓦），还为全球实现可再生能源三倍目标注入了强劲动 瓦），还为全球实现可再生能源三倍目标注入了强劲动 能。 在这片蓝色版图上，每一块光伏板都在讲述自己的 故事。东中部的分布式光伏，是能源革命的“毛细血管”。 大量的光伏发电设施深入负荷中心，让电力的生产与消 费前所未有地贴近，在每一片可利用的屋顶、每一寸闲 置的土地上生根发芽，让工厂更绿，助力全球产业链加 速脱碳。在广大乡村，分布式光伏的推广助力推进能源 普惠，成为农村参与能源转型的载体，为实现联合国可 持续发展目标（SDG）7 、 牧光互补，建设光伏扶贫项目，以及将光伏发电和采煤 / 采矿沉陷区和石漠化山区修复相结合，实现能源转型 与土地可持续利用的共赢。 在部分偏远地区，一批分布式光伏成了阳光银行， 为村民带来收益；在西北干旱地区，部分光伏电站在转 化阳光能量的同时，通过减少蒸发留住更多水分，助力 荒漠化治理。在东中部的广袤农田，一些光伏电站拓展 “棚顶发电、棚下种植”的双赢路径，一批水上光伏项 目在

46万千瓦。集中式风电场容总容量为2599.46万千瓦；分散式风电场容量 1.00万千瓦。光伏装机容量5932.57万千瓦。其中集中式光伏电站322座，装机容量1607.84万千瓦，分布式光伏4324.73万千瓦，新能源发电出力 不稳定，且与用电高峰存在错位，影响新能源消纳能力。 Ø 电力用户主体数量持续增长 截至2024年3月底，山东省注册生效经营主体33347家，含电力用户31617家，入市电力用户数量同比增长11 35% 发电企业 售电公司 电力用户 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 单位：家 2024年3月山东省光伏装机情况 2024年3月山东省经营主体注册情况 （一）发展背景 1.虚拟电厂发展背景 5 新能源发电消纳 诉求 诉求 分布式发电业主 诉求 中小型用能户诉 求 新能源大量接入，但发电量峰谷与用电量峰谷易形成错位， 弃电与缺电交替出现，供需实时平衡困难叠加 分布式发电由于单体容量小发电不稳定，在电力市场价值 无法得到释放，经济效益无法保障 中小型的用电户，无法有效参与电力市场，可控负荷在电 力平衡以及辅助服务市场机制无法释放，用能成本高 光伏、风电、储能等分布式能源功能技术日趋成熟，成本 优势日益突出

................................. 32 需求侧资源潜力评估与开发利用路径 | 1 | 摘要 江苏 2025 年夏季最高用电负荷已突破 1.55 亿千瓦，风光发电装机占比超过 45%， 高负荷与高比例新能源并存的局面给江苏新型电力系统建设带来电力保供和新能源消纳的 双重难题。因此，充分挖掘和发挥需求侧资源的调节能力、提升系统灵活性，成为江苏建 设新型电 力达到最大用电负荷的 5% 或以上，具备条件的达到 10% 左右。 江苏积极开发需求侧可调节资源，支持新型电力系统建设。2025 年江苏最高用电负 荷已达 1.55 亿千瓦，风光发电装机已达 1.1 亿千瓦 [1]。由于新能源发电具有间歇性和波动 性，其实际出力难以稳定满足高峰负荷需求，导致电力保供压力增大；同时，新能源发 电的快速增长对电网调度和消纳能力提出更高要求，江苏新型电力系统建设面临着电力 月底，江苏全 省发电装机容量突破 2 亿千瓦，达到 20409.3 万千瓦，同比增长 14.1%。发电装机主要 由火电、新能源发电、核电等组成。其中，火电装机（煤电 8156.1 万千瓦、燃气 2149.9 万千瓦）达到 10952.2 万千瓦、占全省发电装机总量的 53.66%[5]，较“十三五”末降低 17.7 个百分点；风光新能源装机达到 8486.2 万千瓦、占全省发电装机总量的 41

；三会导致相邻线路的瞬 时速断保护误动并失去选择性 ；四回导致重合闸不成功。 电压问题 ：一是分布式电源启停的影响 ，二是分布式电源供 电间歇性的影响。 电能质量问题 ：分布式发电通过电力电子逆变器并网 ，易产 生谐波、 三相电压 / 电流不平衡 ；输出功率随机性易造成电网 电压波动、 闪变 ；分布式电源直接在用户侧接入电网 ，电能 质量问题直接影响用户的电器设备安全。 时段性负荷迅猛增长 电网峰值负荷不断攀升 ，电网峰谷差呈现逐步扩大趋势 ， 夏季空调尖峰负荷和冬季热 - 电调度矛盾等电力供需不平 衡矛盾非常严重。 传统发电机组的调峰能力不足 ，严重 影响电力系统的安全稳定运行。 背 景分析 电网 智能计量技术 虚拟电厂 风电 多元聚合技术 光伏 充电桩 关键点 ：“聚合”和 “通信” “ 聚合” ： DER 与控制中心的双向通信 “通信” ：各种 DER 聚合起来协调优化 通过智能调控、 通信技术整合各种形式的分 布 式发电、 负荷、 储能等资源 ，作为一个调控 性 能好的 “虚拟电厂”来参与电力供需调节。 虚拟电厂 定义 协调控制技术 信息通信技术 储能 火电 对于微网的定义 ，国内一般认为 ：微网是指由分布式电源、

新型电力系统建设运行面临平衡性资源严重不足的挑战。 口 装机量方面，截至2023年底，全国风电、光伏装机达到10. 5亿干瓦1, 已占累计发电装机容量的36. 0?? 口 发电量方面，截至2023年底，全国清洁能源发电量达2. 7万亿千瓦时，占全国总发电量的30. 2其中风光发电总量达 1. 09万亿千瓦时，占总发电量12. 4??? 口 传统“源随荷动”的电网运行调节方式受到挑战，灵活性调节资源容量不足，到2025年可再生能源功率调节缺口需求约 生能源功率调节缺口需求约 为5.62 亿干瓦?。 4. 5 单位：亿干瓦 2020 2025 2030 2050 4 波动性可再生能源发电规模 5 10 15 40 3.5 3 装机/亿千瓦 灵活煤电机组 2 3 4 2.5 传统 天然气发电机组 1 1.5 1.8 2.3 2 调节 1.5 抽水蓄能 0.32 0.68 1.2 1.7 手段 电化学储能 0.03 0.2 2 6.1 合计 2.35 4.38 8 14.1 0 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 可再生能源功率调节需求 2.65 5. 62 7 25.9 ■水电■ 风电 ■太阳能发电 各类可再生能源累计装机规模' 系统调 1 数据来源于中电联历年《中国电力行业年度发展报告》 2数据来源：国家统计局 3 依据《“十四五”现代能源体系规划》等预测 3 一、背景与现状 国家电网

中国作为全球最具活力的数字经济市场之一，数据中心产业 正迎来规模扩张与结构升级的双重机遇，同时也面临着绿色 低碳转型、区域协同发展等关键挑战。 为应对上述挑战，数据中心必须重塑电力供应与基础设施策 略，采用包括用户侧发电、微电网和先进储能在内的多元化 方案，加速部署，增强韧性。 西门子能源致力于成为数据中心全生命周期合作伙伴——从 概念规划到运营维护，我们提供一站式电网解决方案、高可 靠性燃气轮机、数字化优化系统及深度咨询服务，助力数据 极性。预计到 2035 年，全球将新增超过 450 TWh 的可再生能源电力用于 支撑数据中心运行。 与此同时，天然气将作为重要的可调度能源，有效补充可再 生能源的间歇性，预计到 2035 年新增发电量约 175 TWh， 主要集中在北美地区。此外，小型模块化核反应堆（SMR） 等新型清洁能源技术也开始受到关注，首批商业化项目有望 在 2030 年前后投入运行。 数据中心行业在人工智能发展的推动下呈现快速增长态势， 关键瓶颈。 国际能源署警告称，若未能及时应对潜在挑战，约 20% 的数 据中心规划项目或将遭遇建设延期。 当前，无论是发电侧还是用电侧，电网接入的周期普遍较长， 审批流程日趋复杂；在一些先进经济体地区，新建长距离输 电线路通常需要 4 至 8 年时间；同时，变压器、电缆、发电 机组等关键电力设备的交付周期也显著延长。在此背景下， 电力行业亟需加速扩容和提效，在电力系统低碳转型、制造 业协同发展和能源可负担性等多重目标之间寻求平衡。

、可测、可控能力 的需求响应系统平台与控制终端参与电网调度运行，提升用户侧灵活调节能力。 2022.11 国家能源局 《电力现货市场基本规则 ( 征求意见 稿 ) 》 推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等 新兴市场主体参与交易。 2022.08 科技部等九部门 《科技支撑碳达峰碳中和实施方案 (2022-2030 年 ) 》 低碳零碳技术示范应用方面，建立一批适用于分布式能源 继电保护 安全防护 < < 实际负荷曲线 功率 △L 应拟发电机组 等效出力 负荷基线 虚拟电厂调整量 虚拟电厂对分布式资源的聚合，形成对外提供电能量或者辅助服务的“电厂” , 实现电源侧的 多能互补和负荷侧的灵活互动，对电网提供电能或调峰、调频、备用等辅助服务。其负荷调度特性 支撑，提升调度决策的精准性与前瞻性。 提升能效降低成本 智能体通过精细化管理和优化调度， 减少能源浪费，实现能效最大化， 同时降低运维成本，提升虚拟电厂 的整体经济效益。 动态调优发电策略 基于深度学习算法，智能体动态调 整发电计划，适应负荷波动，有效 平衡供需，减少弃风弃光现象，提 高清洁能源利用率。 实时监测能源负荷 利用物联网技术，智能体实时捕捉 各类能源负荷变化，精确预测需求 趋势，为电力资源的优化配置提供

Security China cot soicdbcn cose 能源自主与能源安全 绿色低碳可持续发展 大国竞争、产业升级 我国一次能源消费和发电量结构 华南理工大學 South China University of Technology √ 当前我国电力系统的形态是以集中式电源 + 大电网 + 统一调度 + 统一大市场为主。这种 交流电 信息 小型风力发电 聚光熙太阳能发电 华 南 理 工 大 学 South China University of Technology 太阳能发电 氧化还原波流电 光储充一体站 10 10 集中式 绿电直供 零碳园区 10¹ 二 工业园区 数据中心 体化：电力电量分布式平衡 华南理工大學 South China University of Technology ( 分布式 ) 源网荷储 一 新能源发电 电力市场 稳定消纳 储能 市场出清 O 羊 VPP (8) 血 主网 火电 配 网 微网 VPP 由 立 电源型微网 VPP 6) ¥ 虚 拟 电 厂 水电

8) 第一作者：范雅倩(1996-)，女，硕士生，研究方向为虚拟电厂优化调度。E-mail：18810118767@163.com 通讯作者：房方(1976-)，男，教授，博导，博士，研究方向为发电过程建模与控制、先进能源系统分析与优化。E-mail：ffang@ncepu.edu.cn 第 35 卷第 5 期 2023 年 5 月 Vol. 35 No. 5 May 2023 范雅倩 体的新型电力系统已成为我国能源转型发展的重 要方向。虚拟电厂(virtual power plant, VPP)通过聚 合各种可再生能源发电单元、常规发电机组、用 户侧可调度资源等，与电网或电力调度中心 (independent system operator, ISO)进行交互，根据 实际负荷需求和各个发电单元的约束进行最优出 力决策，以促进可再生能源消纳、提升系统整体 经济性，是新型电力系统的一类重要结构形态。 定分布鲁棒理论对风光不确定性进行分析，并与 随机规划、鲁棒优化进行对比，验证了所提方法 的有效性。 1 CHP-VPP模型 模型 1.1 系统部件模型 系统部件模型 本文研究的 CHP-VPP 聚合了风光发电单元、 CHP 机组、储电储热单元、电热泵单元以及 DR 等资源，如图1所示。 1.1.1 CHP机组 机组 图 1 所示 CHP-VPP 采用抽凝式 CHP 机组，其 热电特性可以用电热出力允许运行区域来描述：