总体来看，虚拟电厂关键技术主要包括三类：聚合技术、调控技术和运营技术。
聚合技术是通过动态聚合灵活资源，形成统一外特性及可量化的调节能力，是虚拟电厂调控与运营的基础。比较关键的内容包括融合“物理-市场-信息”的可调节资源动态聚合技术，强调分层分区的动态聚合过程，还有关于聚合外特性模型构建及调节潜力的量化评估、可信评估。聚合技术还面临较多挑战，比如如何提升动态聚合的可靠性和有效性，适应电网复杂调控场景等要求；如何提高外特性模型的准确性和适应性，持续跟踪匹配分布式资源技术形态的快速变化；如何利用大量多源快变数据实现调节潜力的动态评估等。
调控技术是考虑资源时空互补特性，开展资源的优化控制及协同，从而为精准响应电网运行提供支撑。由于虚拟电厂是分层分区的聚合过程，因此适合采用“云-边-端”协同的调控架构。另外，因为聚合的是大量离散分布的资源集群，通过自适应分布式控制技术，实现自主响应、就地控制与协同运行。调控技术也面临着许多挑战，比如如何进行云边端各层级任务快速分配与决策；如何构建低成本、高适用的虚拟电厂边缘设备与终端；如何实现实时性调节需求下的就地控制与精确跟踪等。
运营技术是面向多类型市场及多品种交易目标，形成具体的交易策略，实现虚拟电厂的经济低碳运营。比较核心的包括市场预测和成本收益模型构建，以及多元市场环境下的交易决策，比如最优投标策略、定价策略等。运营技术同样面临着一系列挑战，比如如何提高预测和决策准确性，应对市场波动和不确定性；如何基于市场信号更好引导用户参与电网互动；如何建立科学合理的价值量化评估体系等。
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