中國儲能網(wǎng)訊：近年來，我國風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電裝機(jī)高速增長，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會綠色低碳轉(zhuǎn)型等方面發(fā)揮了積極作用。與此同時，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行壓力不斷加大，虛擬電廠作為參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)、開展市場交易、促進(jìn)供需協(xié)同的新型經(jīng)營主體，受到社會各界高度關(guān)注。4月11日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬電廠發(fā)展的指導(dǎo)意見》（下稱“357號文”），明確提出要加快提升虛擬電廠發(fā)展規(guī)模和水平，充分發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，虛擬電廠未來發(fā)展藍(lán)圖逐步顯現(xiàn)。但在實(shí)踐過程中，我國虛擬電廠還面臨市場機(jī)制不夠完善、管理模式不規(guī)范等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，本文對我國虛擬電廠在實(shí)踐過程中遇到的困難和問題以及對策思路做一些探討。
01
從源起到藍(lán)海
虛擬電廠概念于我國“十一五”期間由歐美地區(qū)率先提出，早期虛擬電廠以分布式電源為聚合對象，形成電源型虛擬電廠對中壓配電網(wǎng)提供電壓支撐服務(wù)。隨著虛擬電廠的發(fā)展，虛擬電廠的定義與定位發(fā)生了變化。如今，虛擬電廠逐漸演化為聚合海量分布式電源、儲能、可控負(fù)荷的智能管理系統(tǒng)。虛擬電廠的定位由分布式能源可靠并網(wǎng)向海量分布式可控資源聚合管控轉(zhuǎn)變。
相對于真實(shí)的發(fā)電廠，虛擬電廠的優(yōu)點(diǎn)在于無需建設(shè)發(fā)電機(jī)組，通過用電負(fù)荷調(diào)整來實(shí)現(xiàn)電力供需平衡，不僅可以緩解短時電力供應(yīng)緊張問題，同時可減少系統(tǒng)投資。比如，用戶在深谷時段可壓減30萬千瓦用電負(fù)荷，那么虛擬電廠規(guī)模就是30萬千瓦。近年來，國家大力支持虛擬電廠建設(shè)的方向逐漸明朗，省市級層面的虛擬電廠政策也陸續(xù)發(fā)布。山東、山西、廣東等省份出臺了專項發(fā)展規(guī)劃、管理辦法，系統(tǒng)性推進(jìn)虛擬電廠發(fā)展，虛擬電廠參與市場交易的細(xì)則也不斷完善，收益模式不斷明晰。從各先進(jìn)省份虛擬電廠建設(shè)運(yùn)行情況看：
山東省
已實(shí)現(xiàn)與電力現(xiàn)貨市場銜接，共有4類。一是分布式電源+儲能。作為發(fā)電側(cè)主體聯(lián)合參與市場交易，通過在現(xiàn)貨市場低價時多儲電、高價時多放電，在電力系統(tǒng)中發(fā)電獲得收益。二是用戶+儲能。由售電公司聚合其代理的可調(diào)節(jié)負(fù)荷（含用戶側(cè)儲能），在現(xiàn)貨市場根據(jù)價格信號主動參與削峰或填谷，降低用戶實(shí)際用電成本，其收益為用戶合約電價與實(shí)際用電成本的差價。三是用戶。由負(fù)荷聚合商聚合其代理的可調(diào)節(jié)負(fù)荷或電網(wǎng)企業(yè)代理的購電用戶，通過主動削峰或填谷產(chǎn)生的調(diào)節(jié)電量獲得收益。四是分布式電源+用戶+儲能。通過售電公司或負(fù)荷聚合商統(tǒng)籌電源、儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等各類資源，作為同一市場主體進(jìn)入電力市場交易，主動削峰或填谷，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲靈活互動，給企業(yè)帶來收益。這4類模式中，前3類已經(jīng)開始組織實(shí)施。截至2025年4月，共有13家虛擬電廠主體參與現(xiàn)貨交易，聚合容量274.8萬千瓦、調(diào)節(jié)能力55萬千瓦。
山西省
虛擬電廠分為兩類，分別是“負(fù)荷類”虛擬電廠和“源網(wǎng)荷儲一體化”虛擬電廠，其中“負(fù)荷類”虛擬電廠聚合可調(diào)節(jié)負(fù)荷，運(yùn)營模式和收益方式與山東省“用戶+儲能”類虛擬電廠基本一致；“源網(wǎng)荷儲一體化”虛擬電廠聚合可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式新能源和儲能資源，一體化參與市場。目前有5個負(fù)荷類虛擬電廠，聚合容量約60萬千瓦，可調(diào)節(jié)能力約20萬千瓦。以風(fēng)行測控股份有限公司為例（聚合資源共30萬千瓦，調(diào)節(jié)能力6.5萬千瓦），月收益為38萬元左右。
廣東省
深圳市因新能源較少、用電負(fù)荷高，可調(diào)節(jié)資源多，虛擬電廠目前主要承擔(dān)削峰作用，先行探索了基于政府補(bǔ)貼的需求響應(yīng)模式，電網(wǎng)提出需求，虛擬電廠通過削峰填谷產(chǎn)生調(diào)節(jié)量、獲得財政補(bǔ)貼。目前，深圳市共53個虛擬電廠，聚合容量超360萬千瓦，可調(diào)節(jié)能力約75萬千瓦。
另外，河北、江蘇、湖北、上海等地也部署了虛擬電廠示范項目，取得了一定的成效，但總體看，我國虛擬電廠建設(shè)還處于起步階段。
02
藍(lán)海中的窘境
從電力市場角度看，當(dāng)前虛擬電廠的發(fā)展窘境主要是市場機(jī)制問題和權(quán)責(zé)利關(guān)系問題。這里暫且把虛擬電廠分為負(fù)荷類虛擬電廠（包括戶用儲能）和發(fā)電儲能類虛擬電廠。雖然有些地區(qū)還存在混合類等虛擬電廠，但其在市場中存在的定位和邏輯是一樣的。
（一）負(fù)荷類虛擬電廠
4月15日，山東省舉辦新聞發(fā)布會，介紹尖峰、峰、平、谷和深谷“五段式”分時電價改革情況。在發(fā)布會上，舉了兩個實(shí)例：一個是東營市廣饒縣一家大型輪胎制造企業(yè)，年用電量近4億千瓦時，在政策引導(dǎo)下，企業(yè)把原來在高峰時段進(jìn)行的輪胎硫化工藝環(huán)節(jié)，調(diào)整到了低谷、深谷時段，一年可節(jié)省8000多萬元；另一個是，為引導(dǎo)電動汽車合理充電，山東對電動汽車個人充電樁單獨(dú)設(shè)置了23：00至次日7：00的低谷時段，電價低至每千瓦時0.38元，在10：00至15：00設(shè)置了低谷、深谷時段，深谷電價低至每千瓦時0.2元左右。電動汽車用戶可將充電樁設(shè)置在低谷、深谷時段自動充電，按照每周充一次計算，全年充電電費(fèi)可降低30%左右。
表1 山東省工商業(yè)用電“五段式”分時電價表
從以上案例看，根本看不到虛擬電廠的身影。負(fù)荷類虛擬電廠無論在現(xiàn)貨模式下還是在工商業(yè)峰谷分時電價模式下，通過價格信號引導(dǎo)電力用戶的用電行為，用電企業(yè)通過調(diào)整生產(chǎn)工藝時段響應(yīng)分時電價政策，從而起到“削峰填谷”的作用，同時降低可調(diào)負(fù)荷企業(yè)的用電成本。兩者唯一的區(qū)別就是，現(xiàn)貨模式下分時電價由市場供需決定，通過現(xiàn)貨市場發(fā)現(xiàn)價格，而非現(xiàn)貨模式下工商業(yè)峰谷分時電價由人為確定，人為確定最大的弊端就是可能脫離市場。山東用戶側(cè)峰谷分時電價，峰段價格是谷段價格的3.6倍，尖峰價格是谷段價格的4.3倍，但實(shí)際現(xiàn)貨價格的平均峰谷差僅為2倍稍多。這導(dǎo)致入市的可調(diào)負(fù)荷認(rèn)為自己損失巨大，沒有入市的可調(diào)負(fù)荷也失去了入市的積極性。
不管哪一種模式，可調(diào)用戶一定在收益最大化原則的驅(qū)使下用盡可調(diào)資源，降低用電成本。這就意味著負(fù)荷類虛擬電廠沒有了“削峰填谷”的空間和作用，除非需求響應(yīng)政策補(bǔ)貼收益高于其“削峰填谷”收益，但這樣又脫離了市場，在“零和”的電力市場規(guī)則下，打破了“公平參與各類電力市場”的原則。
（二）發(fā)電儲能類虛擬電廠
發(fā)電儲能類虛擬電廠通過聚合分布式光伏、分散式風(fēng)電、儲能資源聚合為一個整體，實(shí)現(xiàn)資源的聚合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，獨(dú)立參與市場交易。
集中式儲能電站收益組成主要包括容量租賃、峰谷價差、輔助服務(wù)等。容量租賃方面，2022年相繼并網(wǎng)的第一批示范電站，其成本在2～3元/瓦時，隨著技術(shù)進(jìn)步，儲能投資成本持續(xù)降低，容量租賃價格也大幅降低，2023年容量租賃費(fèi)還在260～330元/千瓦/年，2024年后基本腰斬，《關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價市場化改革 促進(jìn)新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》印發(fā)后，容量租賃模式或?qū)⒊蔀檫^去式。輔助服務(wù)在儲能收益組成中一般很小，絕大多數(shù)地區(qū)尚未對儲能開放輔助服務(wù)市場。無論政策如何變化，可以肯定的是峰谷價差收益將是儲能的主要收益之一。
儲能電站本身并不會發(fā)電，只是“電力搬運(yùn)工”，通過低谷充電、尖峰放電，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”的同時賺取價差收益，這就是儲能的本質(zhì)和使命。至于儲能搬運(yùn)的電網(wǎng)下網(wǎng)電還是聚合的分布式光伏、分散式風(fēng)電本質(zhì)上沒有區(qū)別，因?yàn)闊o論是儲能獨(dú)立參與市場，還是以發(fā)電儲能類虛擬電廠參與市場，其本身發(fā)揮的作用和創(chuàng)造的價值并沒有改變。唯一改變的是被聚合的分布式光伏、分散式風(fēng)電有了合法的入市途徑，而入市后的分布式光伏、分散式風(fēng)電也并未因此發(fā)揮更多作用或創(chuàng)造更多價值。因此在當(dāng)前的政策機(jī)制和市場環(huán)境下，發(fā)電儲能類虛擬電廠在現(xiàn)貨市場中的定位和作用也顯得比較尷尬和窘迫。
（三）權(quán)責(zé)與邊界問題
“357號文”中明確：“虛擬電廠是基于電力系統(tǒng)構(gòu)架，運(yùn)用現(xiàn)代信息通信、系統(tǒng)集中控制等技術(shù)，聚合分布式電源、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲能等各類分散資源，作為新型經(jīng)營主體協(xié)同參與電力系統(tǒng)優(yōu)化和電力市場交易的電力運(yùn)行組織模式?！边@里有一個關(guān)鍵詞——“聚合”。聚合的字面意思就是“把分散的聚集到一起”。那么虛擬電廠“聚合”的是什么？這涉及兩方面的問題，一方面是聚合商和聚合資源“資產(chǎn)邊界”的問題。對聚合的資源能否調(diào)控？如果能調(diào)控，權(quán)責(zé)利應(yīng)如何劃分？另一方面，涉及調(diào)控過程中能不能占用電網(wǎng)資源問題。如果占用，和電網(wǎng)原有的調(diào)度體系產(chǎn)生沖突如何解決？這些問題并沒有相關(guān)的條文和規(guī)范，這也是阻礙虛擬電廠發(fā)展至關(guān)重要的原因。
從市場主體的角度來講，虛擬電廠資源調(diào)度困難本質(zhì)上是“資產(chǎn)邊界”問題，聚合資源的調(diào)度權(quán)沒有轉(zhuǎn)移，如果資源調(diào)度權(quán)在客戶手中，虛擬電廠資源主要用來保證客戶的正常生產(chǎn)經(jīng)營，那么就不太可能被充分利用以滿足電力系統(tǒng)的平衡需求。
從系統(tǒng)運(yùn)行角度來講，電力市場和電網(wǎng)調(diào)度按照“線性管理-控制”邏輯，追求高度確定性，而新型電力系統(tǒng)本質(zhì)是大量間歇性、波動性能源的并網(wǎng)。新型電力系統(tǒng)需要虛擬電廠的資源響應(yīng)，但在接入時又按照傳統(tǒng)電力安全要求進(jìn)行管理和考核，這背后是兩種思維模式的沖突，也是工業(yè)革命發(fā)展過程中從機(jī)械化到自動化，再到信息化和智能化不同工業(yè)版本更替的沖突。
03
國外經(jīng)驗(yàn)與啟示
（一）德國
德國的新能源以分布式為主，尤其是分布式光伏。德國消納分布式新能源主要采用平衡單元。與星羅棋布的分布式新能源相呼應(yīng)，德國有2700多個平衡單元，每一個單元的地理范圍放在中國，大致相當(dāng)于一個區(qū)或一個縣。
德國電力市場與電力調(diào)度時序關(guān)系：平衡單元內(nèi)建立了電力自平衡機(jī)制，也叫負(fù)平衡機(jī)制。每一個社區(qū)的新能源首先要原地消納掉，不要隨便推上網(wǎng)，否則就要有額外的調(diào)節(jié)費(fèi)用。每個單元負(fù)責(zé)預(yù)測本區(qū)域內(nèi)每天的電量和負(fù)荷，如單元內(nèi)不能平衡，則需要向電力系統(tǒng)買入、賣出電量，并編制計劃上報給電網(wǎng)公司，電網(wǎng)公司根據(jù)單元平衡之后的情況制定整個區(qū)域的計劃。當(dāng)預(yù)測和實(shí)際發(fā)生偏差時，平衡單元必須承擔(dān)系統(tǒng)的平衡費(fèi)用。
圖1 德國電力市場與電力調(diào)度時序關(guān)系
（二）美國
美國在需求響應(yīng)方面起步較早，通過立法等形式賦予了需求側(cè)資源與供給側(cè)資源同等的地位，相關(guān)政策為虛擬電廠發(fā)展提供了良好的環(huán)境。隨著分布式可再生能源在美國多個州滲透率不斷攀升，在有關(guān)法規(guī)的保障下，虛擬電廠已成為分布式電源管理和需求響應(yīng)的重要解決方案。
表2 美國加州虛擬電廠參與市場方式
（三）國外經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與啟示
從全球典型國家的發(fā)展情況來看，有以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒：
一是市場機(jī)制建設(shè)是虛擬電廠商業(yè)化運(yùn)營的基礎(chǔ)。美國、德國的現(xiàn)貨市場運(yùn)行多年，對于靈活性資源的稀缺性可以較好地體現(xiàn)在電價上，且平衡市場、容量市場、調(diào)頻市場等建設(shè)較為領(lǐng)先。
二是法律法規(guī)是虛擬電廠發(fā)展的必要保障。德國和美國都通過法律法規(guī)明確了聚合商在市場交易和系統(tǒng)運(yùn)行中的權(quán)責(zé)利，從大環(huán)境上使虛擬電廠運(yùn)營有法可依。
三是平衡機(jī)制為虛擬電廠提供了廣闊的市場機(jī)遇。高比例新能源背景下，平衡機(jī)制和豐富的交易品種為虛擬電廠提供了廣闊的市場機(jī)遇。
04
未來展望
市場機(jī)制是虛擬電廠商業(yè)化落地的關(guān)鍵，如果市場機(jī)制不合理，虛擬電廠則沒有生存空間。同時，政府和市場運(yùn)營機(jī)構(gòu)作為電力市場管理者和重要參與者，要明確權(quán)責(zé)利，保護(hù)市場主體合法權(quán)益。
一是加強(qiáng)頂層設(shè)計，建立健全法規(guī)政策。近年來，我國相繼出臺了《電力需求側(cè)管理辦法》《電力負(fù)荷管理辦法》《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則（試行）》等，明確了虛擬電廠的發(fā)展方向。2024年8月《虛擬電廠管理規(guī)范》和《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》兩項國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，使虛擬電廠建設(shè)有章可循。不過，虛擬電廠大規(guī)模落地還面臨缺乏頂層設(shè)計、市場機(jī)制不夠完善、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有待健全等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，尤其是要解決虛擬電廠如何更好地與電網(wǎng)互動、如何參與電力現(xiàn)貨市場等機(jī)制問題，才能實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化應(yīng)用?！?57號文”在規(guī)范虛擬電廠定義和功能定位的基礎(chǔ)上，提出了推動因地制宜發(fā)展、提升建設(shè)運(yùn)行管理水平、完善參與市場機(jī)制、提高安全運(yùn)行水平、推動技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)等關(guān)鍵任務(wù)。建議盡快出臺虛擬電廠建設(shè)相關(guān)配套文件和市場機(jī)制細(xì)則，為虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營全環(huán)節(jié)提供操作指引，推動虛擬電廠商業(yè)化模式真正落地。
二是明確并網(wǎng)調(diào)度規(guī)范，理順各環(huán)節(jié)權(quán)責(zé)關(guān)系。目前，中國新能源消納主要依靠大電網(wǎng)，為了高度適配新能源，尤其是各地星羅棋布的分布式新能源，傳統(tǒng)大電網(wǎng)就需要改革集中調(diào)度模式，賦予最底層的電網(wǎng)單元自平衡轄區(qū)內(nèi)分布式新能源的權(quán)責(zé)。一方面，明確電網(wǎng)調(diào)度和虛擬電廠聚合商直控資源范圍。例如，可將調(diào)控資源分兩類，一類是35千伏以上電壓等級資源（35千伏是我國許多地區(qū)電網(wǎng)公司內(nèi)部劃分調(diào)度工作權(quán)限的分界點(diǎn)，也是許多能源系統(tǒng)是屬于分布式還是集中式的參考點(diǎn)）通常屬于集中式或單體體量較大的資源，以專線或?qū)Ｗ兘尤腚娋W(wǎng)。這類資源大部分具有直接與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)通信并直接接受調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)度的特點(diǎn),可由電網(wǎng)調(diào)度直控，市場初期可規(guī)定虛擬電廠聚合商只能聚合同一市場出清節(jié)點(diǎn)35千伏以下資源。第二類是35千伏及以下電壓等級資源，這類資源大部分不具備電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)直控條件，且資源區(qū)域分布更加廣泛也更加靈活，可以試點(diǎn)探索在經(jīng)聚合商聚合的條件下，可由聚合商進(jìn)行調(diào)度指令再分配。另一方面，要明確虛擬電廠聚合商與聚合資源之間的權(quán)責(zé)邊界問題。初期虛擬電廠聚合商可以通過簽訂聚合協(xié)議方式明確權(quán)責(zé)利。例如，負(fù)荷類聚合商可通過協(xié)議約定調(diào)節(jié)能力上下限，聚合資源在調(diào)節(jié)能力上下限范圍內(nèi)響應(yīng)聚合商調(diào)控，聚合商與聚合資源進(jìn)行收益共享，從而實(shí)現(xiàn)責(zé)權(quán)利對等。
三是健全電力現(xiàn)貨市場機(jī)制，打造可持續(xù)商業(yè)化模式。“357號文”明確提出要推動虛擬電廠以資源聚合整體參與電力中長期市場和現(xiàn)貨市場交易。在參與輔助服務(wù)市場方面，提出要公平設(shè)定各類輔助服務(wù)品種申報價格上限，不應(yīng)對各類主體設(shè)立不同上限，這有利于提升各類資源參與虛擬電廠聚合的積極性。當(dāng)前，虛擬電廠的收益主要是參與需求響應(yīng)和少量的調(diào)峰輔助服務(wù)，尤其是需求響應(yīng)具有啟動頻次低、非連續(xù)運(yùn)行、資金規(guī)模有限等特點(diǎn)，難以支撐虛擬電廠可持續(xù)發(fā)展，未來虛擬電廠運(yùn)營商的盈利重點(diǎn)要從需求響應(yīng)驅(qū)動轉(zhuǎn)向電力市場驅(qū)動。電力現(xiàn)貨市場通過價格信號反映電力供需水平，有效的價格信號能為虛擬電廠技術(shù)提供生存的必要條件，因此電力現(xiàn)貨市場才是虛擬電廠發(fā)展的“藍(lán)?！薄Ｌ摂M電廠的收益依賴于多種市場模式，如現(xiàn)貨交易、調(diào)頻、備用等，許多地區(qū)的電力市場尚未完全開放或缺乏有效的市場機(jī)制來支持虛擬電廠的商業(yè)模式，使得虛擬電廠的收益無法測算或者收益偏低，導(dǎo)致企業(yè)積極性不高。
總之，虛擬電廠雖前景廣闊，但當(dāng)前面臨著“聚而不合”的困境。要解決這一問題，需要在資源整合、市場機(jī)制完善以及多元化探索等方面共同發(fā)力，推動虛擬電廠實(shí)現(xiàn)真正的整合與發(fā)展，為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
