中國儲能網(wǎng)訊：近年來，我國風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電裝機高速增長，在促進經(jīng)濟社會綠色低碳轉(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)展藍圖逐步顯現(xiàn)。但在實踐過程中，我國虛擬電廠還面臨市場機制不夠完善、管理模式不規(guī)范等現(xiàn)實挑戰(zhàn)，本文對我國虛擬電廠在實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。
相對于真實的發(fā)電廠，虛擬電廠的優(yōu)點在于無需建設(shè)發(fā)電機組，通過用電負荷調(diào)整來實現(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)性推進虛擬電廠發(fā)展，虛擬電廠參與市場交易的細則也不斷完善，收益模式不斷明晰。從各先進省份虛擬電廠建設(shè)運行情況看：
山東省
已實現(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，降低用戶實際用電成本，其收益為用戶合約電價與實際用電成本的差價。三是用戶。由負荷聚合商聚合其代理的可調(diào)節(jié)負荷或電網(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。通過售電公司或負荷聚合商統(tǒng)籌電源、儲能、可調(diào)節(jié)負荷等各類資源，作為同一市場主體進入電力市場交易，主動削峰或填谷，實現(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“負荷類”虛擬電廠和“源網(wǎng)荷儲一體化”虛擬電廠，其中“負荷類”虛擬電廠聚合可調(diào)節(jié)負荷，運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)負荷認為自己損失巨大，沒有入市的可調(diào)負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，實現(xiàn)資源的聚合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，獨立參與市場交易。
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“電力搬運工”，通過低谷充電、尖峰放電，實現(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，因為無論是儲能獨立參與市場，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制，也叫負平衡機制。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)費用。每個單元負責(zé)預(yù)測本區(qū)域內(nèi)每天的電量和負荷，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)測和實際發(fā)生偏差時，平衡單元必須承擔(dān)系統(tǒng)的平衡費用。
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，有以下幾點經(jīng)驗值得借鑒：
一是市場機制建設(shè)是虛擬電廠商業(yè)化運營的基礎(chǔ)。美國、德國的現(xiàn)貨市場運行多年，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)運行中的權(quán)責(zé)利，從大環(huán)境上使虛擬電廠運營有法可依。
三是平衡機制為虛擬電廠提供了廣闊的市場機遇。高比例新能源背景下，平衡機制和豐富的交易品種為虛擬電廠提供了廣闊的市場機遇。
04
未來展望
市場機制是虛擬電廠商業(yè)化落地的關(guān)鍵，如果市場機制不合理，虛擬電廠則沒有生存空間。同時，政府和市場運營機構(gòu)作為電力市場管理者和重要參與者，要明確權(quán)責(zé)利，保護市場主體合法權(quán)益。
一是加強頂層設(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》兩項國家標準發(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、市場機制不夠完善、技術(shù)標準有待健全等現(xiàn)實挑戰(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)貨市場等機制問題，才能實現(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)運行管理水平、完善參與市場機制、提高安全運行水平、推動技術(shù)創(chuàng)新和標準規(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)配套文件和市場機制細則，為虛擬電廠建設(shè)運營全環(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，也是許多能源系統(tǒng)是屬于分布式還是集中式的參考點）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)度機構(gòu)通信并直接接受調(diào)度機構(gòu)調(diào)度的特點,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，可以試點探索在經(jīng)聚合商聚合的條件下，可由聚合商進行調(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行收益共享，從而實現(xiàn)責(zé)權(quán)利對等。
三是健全電力現(xiàn)貨市場機制，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)運行、資金規(guī)模有限等特點，難以支撐虛擬電廠可持續(xù)發(fā)展，未來虛擬電廠運營商的盈利重點要從需求響應(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?！?。虛擬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)展貢獻力量。
