虚拟电厂标准化现状及体系架构设计

左娟; 艾芊; 王文博; 赵建立; 余涛; 陶伟健

doi:10.7500/AEPS20240925001

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虚拟电厂标准化现状及体系架构设计

研制与开发 | 更新时间：2025-08-05

- 虚拟电厂标准化现状及体系架构设计
- Current Status and Architecture Design of Standardization for Virtual Power Plants
- 电力系统自动化 2025年49卷第15期页码：144-156
- 作者机构：
  
  1.国网上海能源互联网研究院有限公司，上海市 201210
  2.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
  3.国网上海市电力公司，上海市 200122
- 作者简介：
  
  左娟(1983—)，女，博士，高级工程师，主要研究方向：分布式能源与微网、虚拟电厂交易运营技术、电力市场。E-mail：zuojuan@epri.sgcc.com.cn
  艾芊(1969—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：虚拟电厂、人工智能及大数据等。E-mail：aiqian@sjtu.edu.cn
  王文博(1991—)，男，博士，高级工程师，主要研究方向：虚拟电厂、综合能源系统和电力市场。E-mail：cielaether@163.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2021YFB2401200)
- DOI：10.7500/AEPS20240925001
  中图分类号：
- 收稿：2024-09-25，
  
  修回：2025-02-19，
  
  网络出版：2025-03-27，
  
  纸质出版：2025-08-10
- 稿件说明：
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左娟,艾芊,王文博等.虚拟电厂标准化现状及体系架构设计[J].电力系统自动化,2025,49(15):144-156.

ZUO Juan,AI Qian,WANG Wenbo,et al.Current Status and Architecture Design of Standardization for Virtual Power Plants[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(15):144-156.
左娟,艾芊,王文博等.虚拟电厂标准化现状及体系架构设计[J].电力系统自动化,2025,49(15):144-156. DOI： 10.7500/AEPS20240925001.

ZUO Juan,AI Qian,WANG Wenbo,et al.Current Status and Architecture Design of Standardization for Virtual Power Plants[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(15):144-156. DOI： 10.7500/AEPS20240925001.

摘要

虚拟电厂作为一种整合分布式资源的新型能源管理系统，已在全球范围内获得广泛关注。为推动虚拟电厂的标准化进程，多个国际和国家标准化组织制定了相关标准和指南，为虚拟电厂的规划、建设、运行和维护提供了规范依据，进一步促进了虚拟电厂的应用与发展。文中首先梳理了国内外虚拟电厂标准化的现状；然后，结合虚拟电厂业务发展的趋势，分析了标准化工作中存在的主要问题与挑战；在此基础上，围绕构建形成中国虚拟电厂标准体系的目标，设计了2个方向、7个领域的虚拟电厂标准体系框架，规划了虚拟电厂标准体系的重点发展路线；最后，提出了进一步完善和规范虚拟电厂标准体系的建议，为虚拟电厂的标准制定和实施提供了参考和借鉴。

Abstract

As an innovative energy management system integrating distributed energy resources

the virtual power plant (VPP) has gained significant global attention. To promote the standardization process of VPPs

various international and national standardization organizations have developed relevant standards and guidelines

providing standardized references for the planning

construction

operation and maintenance of VPPs

thereby further advancing its application and development. Firstly

this paper reviews the standardization status of the VPP at home and abroad. Secondly

Based on the development trend of VPP business

the main problems and challenges in standardization work are analyzed. On this basis

focusing on the goal of building a national VPP standardization framework in China

the VPP standard architecture in two directions and seven domains are designed

and the key development routes of the VPP standard system are planned. Finally

suggestions are put forward to further improve and standardize the VPP standard system

providing reference and inspiration for the formulation and implementation of VPP standards.

关键词

Keywords

references

闫炯程，李常刚，刘玉田 . 数据驱动的新型电力系统安全风险预警综述［J/OL］. 电网技术［ 2024-08-07 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0720 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0720 .

YAN Jiongcheng ， LI Changgang ， LIU Yutian . Review of data-driven security risk early warning research of the new-type power system ［J/OL］. Power System Technology ［ 2024-08-07 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0720 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0720 .

王臻，刘东，徐重酉，等 . 新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望［J］. 中国电力， 2023 ， 56 （ 4 ）： 1 - 15 .

WANG Zhen ， LIU Dong ， XU Chongyou ， et al . Status quo and prospect of multi-source heterogeneous data fusion technology for new power system ［J］. Electric Power ， 2023 ， 56 （ 4 ）： 1 - 15 .

国家发展改革委 . “十四五”现代能源体系规划［EB/OL］.［ 2024-08-07 ］. https：//www.gov.cn/zhengce/2022-03/24/content_5680965.htm https://www.gov.cn/zhengce/2022-03/24/content_5680965.htm .

National Development and Reform Commission . “ 14th Five-Year Plan” for modern energy system ［EB/OL］. ［ 2024-08-07 ］. https：//www.gov.cn/zhengce/2022-03/24/content_5680965.htm https://www.gov.cn/zhengce/2022-03/24/content_5680965.htm .

国务院 . 2024—2025年节能降碳行动方案［EB/OL］.［ 2024-08-07 ］. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202405/content_6954323.htm https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202405/content_6954323.htm .

The State Council . Energy saving and carbon reduction action plan from 2024 to 2025 ［EB/OL］. ［ 2024-08-07 ］. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202405/content_6954323.htm https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202405/content_6954323.htm .

国家能源局 . 电力市场监管办法［EB/OL］.［ 2024-08-07 ］. https：//www.gov.cn/gongbao/2024/issue_11366/202405/content_6954200.html https://www.gov.cn/gongbao/2024/issue_11366/202405/content_6954200.html .

National Energy Administration . Electricity market supervision measures ［EB/OL］. ［ 2024-08-07 ］. https：//www.gov.cn/gongbao/2024/issue_11366/202405/content_6954200.html https://www.gov.cn/gongbao/2024/issue_11366/202405/content_6954200.html .

林森，文书礼，朱淼，等 . 海港综合能源系统低碳经济发展研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2024 ， 44 （ 4 ）： 1364 - 1386 .

LIN Sen ， WEN Shuli ， ZHU Miao ， et al . Review on low-carbon and economic development of seaport integrated energy system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2024 ， 44 （ 4 ）： 1364 - 1386 .

AHMAD S ， SHAFIULLAH M ， AHMED C B ， et al . A review of microgrid energy management and control strategies ［J］. IEEE Access ， 2023 ， 11 ： 21729 - 21757 .

GUZMÁN-HENAO J A ， BOLAÑOS R I ， MONTOYA O D ， et al . On integrating and operating distributed energy resources in distribution networks： a review of current solution methods， challenges， and opportunities ［J］. IEEE Access ， 2024 ， 12 ： 55111 - 55133 .

HUANG W J ， ZHANG N ， KANG C Q ， et al . From demand response to integrated demand response： review and prospect of research and application ［J］. Protection and Control of Modern Power Systems ， 2019 ， 4 （ 2 ）： 1 - 13 .

VENEGAS-ZARAMA J F ， MUÑOZ-HERNANDEZ J I ， BARINGO L ， et al . A review of the evolution and main roles of virtual power plants as key stakeholders in power systems ［J］. IEEE Access ， 2022 ， 10 ： 47937 - 47964 .

张晶，胡纯瑾，高志远，等 . 能源互联网技术标准体系架构设计及需求分析［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 8 ）： 3038 - 3048 .

ZHANG Jing ， HU Chunjin ， GAO Zhiyuan ， et al . Architecture design and requirement analysis of technical standard system for energy Internet ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 8 ）： 3038 - 3048 .

张建华，史佳琪，郑德化，等 . 微电网运行与控制IEC标准进展与分析［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 24 ）： 1 - 10 .

ZHANG Jianhua ， SHI Jiaqi ， ZHENG Dehua ， et al . Development and analysis of microgrid operation and control standards of international electrotechnical commission ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 24 ）： 1 - 10 .

王宏，闫园，文福拴，等 . 国内外综合能源系统标准现状与展望［J］. 电力科学与技术学报， 2019 ， 34 （ 3 ）： 3 - 12 .

WANG Hong ， YAN Yuan ， WEN Fushuan ， et al . Standards associated with integrated energy systems： current situation and research prospects ［J］. Journal of Electric Power Science and Technology ， 2019 ， 34 （ 3 ）： 3 - 12 .

International Electrotechnical Commission . Microgrids： Part 1 guidelines for microgrid projects planning and specification ： IEC TS 62898-1—2017 ［S］. 2017 .

International Electrotechnical Commission . Microgrids： Part 2 guidelines for operation ： IEC TS 62898-2—2018 ［S］. 2018 .

International Electrotechnical Commission . Microgrids： Part 3-2 technical requirements—energy management systems ： IEC TS 62898-3-2—2024 ［S］. 2024 .

范建斌，孟昭军，单沫文，等 . 综合能源系统关键技术与国际标准化综述［J］. 电网与清洁能源， 2023 ， 39 （ 12 ）： 1 - 9 .

FAN Jianbin ， MENG Zhaojun ， SHAN Mowen ， et al . A review of key technologies and international standardization of multi energy coupling systems ［J］. Power System and Clean Energy ， 2023 ， 39 （ 12 ）： 1 - 9 .

王健，郑峻峰，黄际元，等 . 虚拟电厂关键技术综述与发展展望［J］. 供用电， 2023 ， 40 （ 12 ）： 43 - 54 .

WANG Jian ， ZHENG Junfeng ， HUANG Jiyuan ， et al . Key technology and development prospects of virtual power plants ［J］. Distribution & Utilization ， 2023 ， 40 （ 12 ）： 43 - 54 .

刘鑫，李扬，史云鹏，等 . 计及用户参与不确定性的虚拟电厂分布鲁棒优化模型［J］. 电力自动化设备， 2022 ， 42 （ 7 ）： 84 - 93 .

LIU Xin ， LI Yang ， SHI Yunpeng ， et al . Distributionally robust optimization model of virtual power plant considering user participation uncertainty ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2022 ， 42 （ 7 ）： 84 - 93 .

徐峰，何宇俊，李建标，等 . 考虑需求响应的虚拟电厂商业机制研究综述［J］. 电力需求侧管理， 2019 ， 21 （ 3 ）： 2 - 6 .

XU Feng ， HE Yujun ， LI Jianbiao ， et al . Review of research on commercial mechanism for virtual power plant considering demand response ［J］. Power Demand Side Management ， 2019 ， 21 （ 3 ）： 2 - 6 .

陈宋宋，闫华光，李德智，等 . 我国需求响应标准体系研究综述［J］. 供用电， 2017 ， 34 （ 3 ）： 9 - 15 .

CHEN Songsong ， YAN Huaguang ， LI Dezhi ， et al . A review of the research on demand response standard system in China ［J］. Distribution & Utilization ， 2017 ， 34 （ 3 ）： 9 - 15 .

IEEE . IEEE standard for the application of quick response systems of customer-side loads in modern power grids： IEEE Std P2783/D5.3—2023 ［S］. 2023 .

王宏，宋禹飞，刘润鹏，等 . 虚拟电厂标准化现状与需求分析［J］. 浙江电力， 2024 ， 43 （ 5 ）： 1 - 9 .

WANG Hong ， SONG Yufei ， LIU Runpeng ， et al . Current status and demand analysis of virtual power plant standardization ［J］. Zhejiang Electric Power ， 2024 ， 43 （ 5 ）： 1 - 9 .

International Electrotechnical Commission . Virtual power plants—Part 1： architecture and functional requirements ： IEC TS 63189-1—2023 ［S］. 2023 .

马文媛 . 我国主导制定的IEC首项虚拟电厂国际标准发布［N］. 国家电网报， 2023-10-25 （2）．

MA Wenyuan ． China-led first IEC international standard for virtual power plants released ［N］. State Grid News ， 2023-10-25 （2）．

International Electrotechnical Commission . Virtual power plants： Part 2： use cases ： IEC TS 63189-2—2023 ［S］. 2023 ．

虚拟电厂管理规范： GB/T 44241—2024 ［S］. 2024 .

Virtual power plant management specification ： GB/T 44241—2024 ［S］. 2024 ．

虚拟电厂资源配置与评估技术规范： GB/T 44260—2024 ［S］. 2024 .

Technical specification for virtual power plant resources configuration and evaluation ： GB/T 44260—2024 ［S］. 2024 ．

黄琳，夏周祺 . 两项虚拟电厂国家标准发布［N］. 国家电网报， 2024-08-16 （2）．

HUANG Lin ， XIA Zhouqi . Two national standards for virtual power plants have been released ［N］. State Grid News ， 2024-08-16 （2）．

可调节负荷并网运行与控制技术规范： DL/T 2473.12—2022 ［S］. 北京：中国电力出版社， 2022 .

Technical specification for grid-connected operation and control of adjustable load ： DL/T 2473 . 12—2022 ［S］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2022 ．

虚拟电厂终端授信及安全加密技术规范： DB4403/T 341—2023 ［S］. 2023 .

Technical specifications for terminal authentication and security encryption of the virtual power plant ： DB4403/T 341—2023 ［S］. 2023 ．

分布式光伏接入虚拟电厂管理云平台技术规范： DB4403/T 343—2023 ［S］. 2023 .

Technical specification for distributed photovoltaic access virtual power plant management cloud platform ： DB4403/T 343—2023 ［S］. 2023 .

康重庆，陈启鑫，苏剑，等 . 新型电力系统规模化灵活资源虚拟电厂科学问题与研究框架［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 3 - 14 .

KANG Chongqing ， CHEN Qixin ， SU Jian ， et al . Scientific problems and research framework of virtual power plant with enormous flexible distributed energy resources in new power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 3 - 14 .

陈启鑫，高洪超，冯成，等 . 虚拟电厂动态构建与可信量化：理论分析与关键技术［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 26 - 36 .

CHEN Qixin ， GAO Hongchao ， FENG Cheng ， et al . Dynamic construction and trustworthy quantification of virtual power plant： theoretical analysis and key technologies ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 26 - 36 .

殷爽睿，艾芊，宋平，等 . 虚拟电厂分层互动模式与可信交易框架研究与展望［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 118 - 128 .

YIN Shuangrui ， AI Qian ， SONG Ping ， et al . Research and prospect of hierarchical interaction mode and trusted transaction framework for virtual power plant ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 118 - 128 .

左娟，艾芊，王帝，等 . 面向虚拟电厂的电力调峰市场隐私保护交易策略［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 18 ）： 149 - 157 .

ZUO Juan ， AI Qian ， WANG Di ， et al . Privacy preservation trading strategy for power peak-shaving market with participation of virtual power plant ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 18 ）： 149 - 157 .

潘建辉，张宁，雍培，等 . 面向海量灵活性资源的两阶段分布式协同调度方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 15 ）： 67 - 79 .

PAN Jianhui ， ZHANG Ning ， YONG Pei ， et al . Two-stage distributed collaborative dispatching method for massive flexible resources ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 15 ）： 67 - 79 .

王宣元，刘蓁 . 虚拟电厂参与电网调控与市场运营的发展与实践［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 158 - 168 .

WANG Xuanyuan ， LIU Zhen . Development and practice of virtual power plant participating in power grid regulation and market operation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 158 - 168 .

中关村储能产业技术联盟 . 电化学储能系统接入虚拟电厂技术规范［EB/OL］.（ 2022-12-20 ）［ 2025-02-17 ］. https：//www.ndls.org.cn/standard/detail/81b9ce3176fc2b33abc0453d88c213e2 https://www.ndls.org.cn/standard/detail/81b9ce3176fc2b33abc0453d88c213e2 .

China Energy Storage Alliance . Technical specification for electrochemical energy storage system access to virtual power plant ［EB/OL］. （ 2022-12-20 ）［ 2025-02-17 ］. https：//www.ndls.org.cn/standard/detail/81b9ce3176fc2b33abc0453d88c213e2 https://www.ndls.org.cn/standard/detail/81b9ce3176fc2b33abc0453d88c213e2 .

电力自动化通信网络和系统第7-2部分：基本信息和通信结构-抽象通信服务接口（ACSI）： DL/T 860.72—2013 ［S/OL］.［ 2025-02-17 ］. https：//std.samr.gov.cn/hb/search/stdHB Detailed？id=8B1827F1B457BB19E05397BE0A0AB44A https://std.samr.gov.cn/hb/search/stdHBDetailed?id=8B1827F1B457BB19E05397BE0A0AB44A .

Communication networks and systems for power utility automation—Part 7-2： basic information and communication structure—abstract communication service interface（ACSI）： DL/T 860.72—2013 ［S/OL］. ［ 2025-02-17 ］. https：//std.samr.gov.cn/hb/search/stdHBDetailed？id=8B1827F1B457BB19E05397BE0A0AB44A https://std.samr.gov.cn/hb/search/stdHBDetailed?id=8B1827F1B457BB19E05397BE0A0AB44A .

基于Modbus协议的工业自动化网络规范第3部分：Modbus协议在TCP/IP上的实现指南： GB/T 19582.3—2008 ［S/OL］.［ 2025-02-17 ］. https：//std.samr.gov.cn/search/std？q=GB%2FT19582 https://std.samr.gov.cn/search/std?q=GB%2FT19582 .

Modbus industrial automation network specification—Part 3： modbus protocol implementation guide over TCP/IP ： GB/T 19582.3—2008 ［S/OL］. ［ 2025-02-17 ］. https：//std.samr.gov.cn/search/std？q=GB%2FT19582 https://std.samr.gov.cn/search/std?q=GB%2FT19582 .

国家能源局 . 虚拟电厂术语［EB/OL］.（ 2023-09-25 ）［ 2025-02-17 ］. http：//114.251.111.103：18080/portal/stdProject？id=11 6668 http://114.251.111.103:18080/portal/stdProject?id=116668 .

National Energy Administration . Terminology of virtual power plants ［EB/OL］. （ 2023-09-25 ）［ 2025-02-17 ］. http：//114.251.111.103：18080/portal/stdProject？id=116668 http://114.251.111.103:18080/portal/stdProject?id=116668 .

中国电工技术学会 . 负荷侧虚拟电厂管控平台功能导则［EB/OL］.（ 2022-06-22 ）［ 2025-02-17 ］. https：//www.ces.org.cn/html/files/22103946-1.htm https://www.ces.org.cn/html/files/22103946-1.htm .

China Electrotechnical Society . Functional guideline for load-side virtual power plant management and control platform ［EB/OL］. （ 2022-06-22 ）［ 2025-07-17 ］. https：//www.ces.org.cn/html/files/22103946-1.htm https://www.ces.org.cn/html/files/22103946-1.htm .

中国电力企业联合会 . 虚拟电厂分布式电源聚合与互动技术要求［EB/OL］.（ 2023-10-27 ）［ 2025-02-17 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzI1MTI2NDc5Mw==&mid=22475008 46&idx=3&sn=0866990fb303832e9ed135dc3ce3ba0d&scene=0&poc_token=HBW0eGijrZEyX6lIf1AgmfNVdx1cyFYNB dZpby8S https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MTI2NDc5Mw==&mid=2247500846&idx=3&sn=0866990fb303832e9ed135dc3ce3ba0d&scene=0&poc_token=HBW0eGijrZEyX6lIf1AgmfNVdx1cyFYNBdZpby8S .

China Electricity Council . Technical requirement for aggregation and interaction of distributed generation in virtual power plant ［EB/OL］. （ 2023-10-27 ）［ 2025-02-17 ］. https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzI1MTI2NDc5Mw==&mid=2247500846 &idx=3&sn=0866990fb303832e9ed135dc3ce3ba0d&scene=0&poc_token=HBW0eGijrZEyX6lIf1AgmfNVdx1cyFYNBdZ pby8S https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MTI2NDc5Mw==&mid=2247500846&idx=3&sn=0866990fb303832e9ed135dc3ce3ba0d&scene=0&poc_token=HBW0eGijrZEyX6lIf1AgmfNVdx1cyFYNBdZpby8S .

李国强，湛希，郭凯，等 . 标准体系设计方法对比与分析［J］. 航天标准化， 2019 （ 3 ）： 11 - 15 .

LI Guoqiang ， ZHAN Xi ， GUO Kai ， et al . Comparison and analysis on the methods for designing standard system ［J］. Aerospace Standardization ， 2019 （ 3 ）： 11 - 15 .

李春田 . 现代标准化方法——综合标准化［M］. 北京：中国标准出版社， 2011 .

LI Chuntian . Modern standardization method—comprehensive standardization ［M］. Beijing ： Standards Press of China ， 2011 .

霍沫霖，谭清坤，郑海峰 . 电力市场机制建设是虚拟电厂发展基础：德国虚拟电厂发展给我国的启示［J］. 中国电力企业管理， 2022 （ 28 ）： 36 - 39 .

HUO Molin ， TAN Qingkun ， ZHENG Haifeng . Power market mechanism construction is the foundation of virtual power plant development—enlightenment from the development of German virtual power plant to China ［J］. China Power Enterprise Management ， 2022 （ 28 ）： 36 - 39 .

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