大多数人在想象发电厂的时候，脑海中都会浮现出一些设备，如伸向天空数百英尺的烟囱、巨大的旋转涡轮机以及向大型电网输送电力的输电线路的嗡嗡声。

随着电力需求的增长超过了目前发电厂的能力，以及清洁能源目标的加速实现，未来的发电资源将开始变得不同。事实上，屋顶太阳能、电池储能、电动汽车和分布式能源（DERs）等一些新组件已经出现在数百万家庭中。

尽管电网历来是一条单行道，电力从发电厂流向终端消费者，但DERs正在迅速改变这种模式。智能恒温器、可控热泵和泳池泵以及电动汽车等电网边缘技术的兴起，要求采用更加智能和自动化的方式来管理电网的电力需求。虽然这增加了电网运行的复杂性，但同时也为公用事业公司和终端消费者提供了机会。

当DERs和其它设备在逻辑上分组或聚合在一起时，它们可以形成一个虚拟电厂，或称VPPs，为在能源市场参与下达到容量或经济价值的电网提供负载灵活性，就像传统发电厂一样。虚拟电厂还有可能减少甚至在某些情况下消除建设新化石燃料发电厂的需求。除了为公用事业节省数百万的建设和运营成本外，VPPs也是减少温室气体排放和加速清洁能源转型的一种方式。

对于公用事业公司、零售能源供应商和独立电力生产商（IPP）来说，VPPs提供了一种方法，可将数百万个影响较小的DERs和可再生能源组合成对电网影响较大（可能达到兆瓦级）的综合资源。这些 DERs一旦组合成一个VPP，就可以帮助平衡整个电网的负载，避免电网阻塞，并解决容量和需求方面的挑战，从而确保为所有客户提供安全可靠的电力。

VPPs也可能代表着一个经济机会。在美国FERC 2222号令（预计2024-2029年间将全面遵守RTO/ISO）和欧洲“冬季一揽子计划”【市场（德国、荷兰、北欧国家）已准备就绪】等新法规的刺激下，管理VPPs的公用事业公司、零售能源供应商和第三方聚合商可能处于可以将过剩电力容量出售给能源市场的地区。然后，这种经济收益可以以电费回扣或折扣的形式传递给加入 VPP 的最终消费者。

尽管有这些机会，但在VPPs得到广泛应用之前，仍然存在一些必须克服的障碍。

随着VPPs越来越受欢迎，未来面临的最大挑战之一是如何快速部署和集成该技术，以确保其既能有效优化屋顶太阳能和智能恒温器等小型DERs，又能优化大型电池或发电量达兆瓦级的太阳能等公用事业规模的资源。例如，集成和管理各种DER通信协议可能非常复杂且成本高昂。

在公用事业公司内建立和运行VPPs也可能面临与组织变革管理相关的挑战。VPPs的强大功能对于许多不同的职能领域 -从控制室运营到客户管理团队 - 都很有价值，有助于推动整个公用事业公司的协作。虽然负载灵活性是公用事业运营的关键目标，但开展消费者参与并教育客户管理团队和业务团队提供不同的公用事业收入模式的能力，将向内部和外部受众展示VPPs的附加价值驱动因素。

公用事业公司开始采用“爬、走、跑”的方法来应对这些挑战。

零售能源供应商、IPPs和公用事业公司可以从评估其短期、中期和长期VPP目标开始，并制定一个明确的实施计划，包括提供相应功能的阶段。采用一个务实的方法来部署并逐步实现企业范围内的利益，将带来集中的可交付成果和一个成功的项目。

在“爬”和“走”阶段的重要早期步骤是确定如何将VPPs集成到公用事业的日常运营中。电网管理软件是建立具有全面企业集成的VPPs的核心组件。确保运营商拥有从传统发电厂到电网边缘设备的端到端电力流可视化，并能根据条件变化实时优化其性能，是实现 VPPs效益的关键组成部分。

企业级分布式能源资源管理系统（DERMS）、高级配电管理系统（ADMS）、能源管理系统（EMS）和发电管理系统（GMS）等数字技术将使运营商能够可视化、优化和控制VPPs以及大规模传统发电和可再生能源发电资产，从而实现端到端的电网协调和市场运营。此外，企业级DERMS和标准行业通信标准（如ICCP、Modbus、OpenADR 2.0b和IEEE 2030.5）将有助于确保快速高效的大规模部署，并克服常见的通信协议障碍。

当VPPs作为“系统的系统”设计方法的一部分与控制室中的这些技术集成时，提供了一个包含许多不同第三方聚合系统的完全集成的操作系统，公用事业公司可以利用已运行的网络模型来解决复杂的电网问题，并进一步简化电网运行。

一旦公用事业公司利用VPP数字技术达到了“跑”的阶段，他们就可以利用基于历史数据的机器学习功能来识别负载趋势和其它模式，例如基于天气的发电趋势。从预测需求峰值的时间、如何避免容量费用，到电网违规或过载可能发生的位置，这一切都能为公用事业公司提供信息。有了集成的VPP解决方案，实时运营、需求规划、客户计划管理和市场参与都可以使用同一个企业系统来实现多个实时和前瞻性目标，为公用事业公司内的各种功能带来价值。

展望未来，随着电网运营变得越来越复杂，分布式发电和可再生电力资源变得越来越普遍，在通过增加电网的灵活性来确保可靠性和恢复能力的努力中，VPPs将成为一个重要的工具。为了实现这一目标，企业范围内的VPP实施方法将加速这些新举措在公用事业公司和终端用户中取得成功。

作者简介：Sally Jacquemin是AspenTech公司电力和公用事业部副总裁兼总经理。她在运营技术数字解决方案方面拥有丰富经验，负责数字电网管理产品组合的战略客户参与、解决方案战略和全球增长机会。