中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：今年三月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)虛擬電廠高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2025〕357號(hào)，下稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》），在電力行業(yè)引發(fā)熱議。這份文件不僅是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要配套政策，更明確了虛擬電廠在推動(dòng)電力綠色低碳轉(zhuǎn)型中的重要作用，標(biāo)志著虛擬電廠正式從“試驗(yàn)田”邁向“主戰(zhàn)場(chǎng)”。
什么是虛擬電廠
虛擬電廠的作用可以通俗的理解為，它能讓廣大的分布式能源和負(fù)荷“團(tuán)結(jié)起來(lái)就是力量”， 通過(guò)聚合在電網(wǎng)中星羅棋布的分布式電源、儲(chǔ)能及可調(diào)節(jié)負(fù)荷，基于平臺(tái)的集中控制，形成一個(gè)等效的、可同時(shí)具備發(fā)電與用電特性的、可觀測(cè)、可調(diào)控的電廠/負(fù)荷。
正是因?yàn)檫@種“團(tuán)結(jié)起來(lái)就是力量”的作用，虛擬電廠為“體量小，數(shù)量大，難觀測(cè)，難調(diào)節(jié)”的海量分布式資源提供了參與電力保供、助力可再生能源消納、并通過(guò)電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)效益最大化的機(jī)遇，近年來(lái)受到了極大的關(guān)注。
雖然國(guó)外開(kāi)了虛擬電廠之先河，但國(guó)內(nèi)呈后來(lái)者居上之勢(shì)。
在德國(guó)、美國(guó)等電力市場(chǎng)化程度高的國(guó)家，虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)多年。例如，德國(guó)的Next Kraftwerke公司，通過(guò)聚合數(shù)千個(gè)分布式資源，成為電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的活躍參與者，不僅實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定盈利，還對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行發(fā)揮了重要支撐作用。
而國(guó)內(nèi)在政策激勵(lì)，技術(shù)創(chuàng)新，及市場(chǎng)化的合力驅(qū)動(dòng)下，全國(guó)各地均有眾多試點(diǎn)示范項(xiàng)目，廣東，江蘇，山東、上海等地以地方政府主導(dǎo)、在電網(wǎng)公司大力支持下，以參與電網(wǎng)需求響應(yīng)為主的城市級(jí)虛擬電廠的示范項(xiàng)目，取得了顯著的保障電力供應(yīng)，助力可再生能源消納的作用。例如，深圳市虛擬電廠通過(guò)接入電動(dòng)汽車(chē)充電站、5G基站儲(chǔ)能、商業(yè)樓宇空調(diào)等資源聚合500兆瓦可調(diào)節(jié)需求響應(yīng)能力，在2023年高溫天氣期間成功削減高峰負(fù)荷15%。
盡管示范成效顯著，但虛擬電廠規(guī)?；瘧?yīng)用的挑戰(zhàn)依然存在，體現(xiàn)在商業(yè)盈利模式單一，主要靠參與需求響應(yīng)獲得補(bǔ)貼，而需求響應(yīng)僅在電力供應(yīng)緊張時(shí)才有需求；缺乏與電網(wǎng)互動(dòng)的能力，大部分未接入電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，從而無(wú)法為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供直接支持；以及海量、異質(zhì)的分布式資源的聚合與調(diào)度的難度大，服務(wù)平臺(tái)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)門(mén)檻高。
衡量虛擬電廠發(fā)展水平的核心指標(biāo)，是其在新型電力系統(tǒng)中提供的可調(diào)節(jié)能力。
《指導(dǎo)意見(jiàn)》給出了未來(lái)五年調(diào)節(jié)能力的量化指標(biāo)，即2027年實(shí)現(xiàn)2000萬(wàn)千瓦以上，2030年實(shí)現(xiàn)5000萬(wàn)千瓦以上的可調(diào)節(jié)能力。
虛擬電廠的發(fā)展需圍繞打造可靠、靈活的調(diào)節(jié)能力發(fā)力，構(gòu)建提供調(diào)節(jié)能力的平臺(tái)，完善可調(diào)節(jié)能力的評(píng)估體系，打通與電網(wǎng)的“溝通”渠道， 并通過(guò)多元化的電力市場(chǎng)體系體現(xiàn)調(diào)節(jié)能力的價(jià)值。
及時(shí)友好的“廠”網(wǎng)互動(dòng)，主動(dòng)積極的市場(chǎng)參與，安全高效的平臺(tái)運(yùn)作將是虛擬電廠行穩(wěn)致遠(yuǎn)的立身之道。
虛擬電廠關(guān)鍵在于電網(wǎng)互動(dòng)能力
虛擬電廠要有“有生命力”，就得“能用、好用、常用”，而關(guān)鍵就在于它要有與電網(wǎng)的互動(dòng)能力，要能與電網(wǎng)“說(shuō)上話”“聽(tīng)得懂”“做得到”。
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行依賴供需的瞬時(shí)平衡，這需要供應(yīng)側(cè)、需求側(cè)都能夠提供可調(diào)節(jié)能力，以應(yīng)對(duì)高比例新能源發(fā)電及負(fù)荷的波動(dòng)所致的電力不平衡。
傳統(tǒng)上需求側(cè)由于缺乏對(duì)電力成本的實(shí)時(shí)感受，沒(méi)有動(dòng)力調(diào)整其需求。同時(shí)，分布式可再生能源的高速發(fā)展，更進(jìn)一步增加了供應(yīng)側(cè)的波動(dòng)性與不確定性，增大了電力不平衡的可能性。
虛擬電廠是賦能需求側(cè)可調(diào)節(jié)的一種高效、經(jīng)濟(jì)的方式，其與電網(wǎng)的緊密互動(dòng)，將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與需求側(cè)的雙贏。
對(duì)用戶而言，可能降低電力消費(fèi)成本。通過(guò)充分利用電網(wǎng)分時(shí)電價(jià)、低邊際成本可再生能源及多種儲(chǔ)能技術(shù)，可以最大限度地降低用電總成本。
對(duì)電網(wǎng)而言，可以實(shí)現(xiàn)安全可靠的電網(wǎng)運(yùn)行。虛擬電廠對(duì)海量、難調(diào)節(jié)的分布式電源、儲(chǔ)能及負(fù)荷的高度集成，極大地提升了電網(wǎng)對(duì)需求側(cè)的觀測(cè)與調(diào)度能力，電網(wǎng)就能夠告訴需求側(cè)“什么時(shí)候能用，怎么用”，從而有效的減少分布式電源和需求側(cè)的波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。
要實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的及時(shí)、友好互動(dòng)，虛擬電廠必須具備實(shí)時(shí)信息互通，實(shí)時(shí)資源整合、實(shí)時(shí)響應(yīng)調(diào)度的能力。具體來(lái)講：
與電網(wǎng)調(diào)度的實(shí)時(shí)信息交換能力。電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度需能夠?qū)μ摂M電廠的電力需求或供給進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程的調(diào)節(jié)與控制；虛擬電廠則需能夠隨時(shí)地感知電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、市場(chǎng)價(jià)格的實(shí)時(shí)信號(hào)、及系統(tǒng)調(diào)度給出的調(diào)節(jié)控制指令。
對(duì)分布式資源的整合及實(shí)時(shí)調(diào)配能力。分布式資源的海量、小體量、地理分布分散、電力出力或消費(fèi)高度不確定等特性，使得虛擬電廠需高度依靠協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)量與信息通信三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)來(lái)聚合與調(diào)度分布式資源。
響應(yīng)電網(wǎng)實(shí)時(shí)指令的調(diào)節(jié)能力。虛擬電廠要能夠依據(jù)市場(chǎng)價(jià)格的實(shí)時(shí)信號(hào)及系統(tǒng)調(diào)度給出的調(diào)節(jié)控制指令，迅速地依據(jù)這些指令信號(hào)或者是自身的效益需求來(lái)調(diào)節(jié)其電力的消費(fèi)或供給。
通過(guò)與電網(wǎng)互動(dòng)，虛擬電廠能實(shí)現(xiàn)多重價(jià)值。
首先，電網(wǎng)更安全，虛擬電廠可以為電力的安全可靠供給提供調(diào)頻、調(diào)峰、爬坡、備用等服務(wù)，成為電力系統(tǒng)運(yùn)行的“穩(wěn)定器”。
其次，新能源更好消納，能快速應(yīng)對(duì)“棄風(fēng)棄光”問(wèn)題，提升綠色能源利用率，讓每一度綠電都能發(fā)光發(fā)熱。
最后，系統(tǒng)成本更低，通過(guò)精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，減少對(duì)傳統(tǒng)大電源和輸電網(wǎng)的新建依賴，顯著降低電網(wǎng)的投資建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本。
蘇州相城區(qū)虛擬電廠通過(guò)“市場(chǎng)+行政”的方式建立區(qū)域彈性負(fù)荷管理能力，與供電公司共同舉行了2024年虛擬電廠迎峰度夏負(fù)荷管理演練，成功驗(yàn)證了虛擬電廠在負(fù)荷集中區(qū)域電力供應(yīng)短缺時(shí)的保供價(jià)值。
總而言之，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的及時(shí)友好互動(dòng)才能展現(xiàn)虛擬電廠的生命力。
虛擬電廠的發(fā)展需要市場(chǎng)機(jī)制變革
目前國(guó)內(nèi)的虛擬電廠仍以參與“需求響應(yīng)”為主，收益依賴政府補(bǔ)貼和電網(wǎng)安排，缺乏商業(yè)自主性。要讓虛擬電廠“活得長(zhǎng)久”，不能只靠政策“輸血”，必須跳出“政策溫室”，學(xué)會(huì)自己“造血”。
通過(guò)參與電力市場(chǎng)、在多元化市場(chǎng)中獲得真實(shí)的價(jià)值回報(bào)，成為重要而可行的選擇。實(shí)時(shí)電價(jià)機(jī)制能更真實(shí)反映電力供需成本，而虛擬電廠的靈活特性恰好能在市場(chǎng)中“左右逢源”——電價(jià)高時(shí)售電獲利，電價(jià)低時(shí)充電或用電。
可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)者，需要成為資深“電力交易員”，深諳多市場(chǎng)策略，在各種“賽道”中自由切換、靈活應(yīng)對(duì)。
實(shí)踐證明，現(xiàn)有的以參與需求響應(yīng)為主的商業(yè)模式難以為繼，因?yàn)樾枨箜憫?yīng)只有在電力緊張時(shí)才能通過(guò)消減用電獲得補(bǔ)貼收益，平時(shí)則被“閑置”。
而虛擬電廠不僅能“減少用電”，還能“輸出電力”，具備參與調(diào)頻、備用容量、綠電交易等多種能力。市場(chǎng)機(jī)制能讓虛擬電廠在多種場(chǎng)景下“找活干、賺收益”，充分發(fā)揮其全部潛能，使收益最大化。德國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)表明，市場(chǎng)化環(huán)境下，虛擬電廠可通過(guò)參與調(diào)頻、備用容量等多類服務(wù)，年收益提升30%以上。
虛擬電廠為海量分布式資源參與市場(chǎng)提供了便捷、高效、低成本的途徑，而近期國(guó)家發(fā)改委與能源局關(guān)于全面加快電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)工作的394號(hào)文件，為虛擬電廠加速市場(chǎng)化提供了機(jī)遇。文件提出了2025年電力現(xiàn)貨市場(chǎng)全覆蓋的目標(biāo)，以日前及準(zhǔn)實(shí)時(shí)的電能量交易為特征的現(xiàn)貨市場(chǎng)，能夠更真實(shí)地反映實(shí)時(shí)電力供需的成本，也能準(zhǔn)確地體現(xiàn)虛擬電廠所聚合的分布式能源及可調(diào)節(jié)負(fù)荷的價(jià)值。
中國(guó)將在2025年基本建成，2030年全面構(gòu)建的全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系，涵蓋了中長(zhǎng)期交易、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)、容量、跨省交易、分布式交易等多元化的市場(chǎng)類型。
虛擬電廠作為獨(dú)立的市場(chǎng)主體，有能力并將有機(jī)會(huì)公平地參與適合自身發(fā)展的相關(guān)市場(chǎng)。從充分發(fā)揮虛擬電廠的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化的角度，現(xiàn)貨市場(chǎng)與輔助服務(wù)市場(chǎng)是當(dāng)下最適合虛擬電廠的市場(chǎng)化路徑。
虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)與消費(fèi)的利益最大化。依據(jù)日前與實(shí)時(shí)的市場(chǎng)價(jià)格，適時(shí)轉(zhuǎn)換電力生產(chǎn)或消費(fèi)的身份，“低谷買(mǎi)電、高峰賣(mài)電”，確保收益最大化或成本最小化。
虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場(chǎng)有助于實(shí)時(shí)電力平衡與系統(tǒng)安全運(yùn)行。根據(jù)自身特點(diǎn)，即所聚合的資源的特性，虛擬電廠可以提供電網(wǎng)安全運(yùn)行所需的調(diào)頻、調(diào)峰、爬坡、系統(tǒng)備用等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“一體多用，分時(shí)復(fù)用”，最大限度拓寬自身收益渠道。
可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)，虛擬電廠還將有機(jī)會(huì)通過(guò)參與以大范圍資源優(yōu)化配置為目的的跨省電力交易，來(lái)助力可再生能源消納，提升系統(tǒng)靈活性能力，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)跨省綠電直購(gòu)。也可以通過(guò)參與以保障長(zhǎng)周期電力供需平衡與高比例可再生能源消納為目的的容量市場(chǎng)，獲得更穩(wěn)定長(zhǎng)期收益。
虛擬電廠從試點(diǎn)示范向大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，亟需社會(huì)資本的參與。民營(yíng)企業(yè)的高靈活性和創(chuàng)新能力，對(duì)市場(chǎng)變化的快速“逐利”能力，追求極致的成本控制和效率提升能力，以及善于服務(wù)的客戶“粘連”能力，都將使其在一個(gè)公平競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境下能夠“淋漓盡致”的體現(xiàn)虛擬電廠的價(jià)值。
而備受關(guān)注的電網(wǎng)公司，在以提供需求響應(yīng)為主導(dǎo)模式的虛擬電廠建設(shè)中，依據(jù)自身的運(yùn)營(yíng)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮了出色的引領(lǐng)作用。但在未來(lái)市場(chǎng)化環(huán)境下，電網(wǎng)公司將不再“包打天下”，而應(yīng)回歸系統(tǒng)調(diào)度的“中立”地位，從過(guò)去的試點(diǎn)示范、推廣技術(shù)創(chuàng)新的引領(lǐng)角色，轉(zhuǎn)變?yōu)橹С痔摂M電廠公平地參與電力市場(chǎng)，與可靠地提供系統(tǒng)安全運(yùn)行保障的服務(wù)角色。
一個(gè)可參考的案例，是山東電網(wǎng)建立的虛擬電廠服務(wù)中心，它通過(guò)明確參與市場(chǎng)的規(guī)范和數(shù)據(jù)接入的技術(shù)指標(biāo)，開(kāi)發(fā)建設(shè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)控、統(tǒng)一服務(wù)，規(guī)范虛擬電廠調(diào)節(jié)能力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為山東各地虛擬電廠的可持續(xù)發(fā)展提供了保駕護(hù)航的重要作用。
平臺(tái)，虛擬電廠的底座
虛擬電廠的本質(zhì)是“平臺(tái)經(jīng)濟(jì)”，是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。沒(méi)有高效可靠的平臺(tái)，虛擬電廠如同“無(wú)槳之舟”，難以乘風(fēng)破浪，過(guò)“萬(wàn)重山”。
虛擬電廠的特性決定了需要基于平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多方位的協(xié)同，它需要聚合、調(diào)度海量分布式資源，與電網(wǎng)調(diào)度、負(fù)荷、電力交易機(jī)構(gòu)多個(gè)外部相關(guān)方展開(kāi)互動(dòng)，并動(dòng)態(tài)地在電廠與負(fù)荷的角色之間進(jìn)行變換。
因此，平臺(tái)必須具備快速、可靠參與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，整合與調(diào)度海量分布式資源，以及面向多元用戶可擴(kuò)展增值服務(wù)三大能力。
建設(shè)安全、高效的虛擬電廠服務(wù)平臺(tái)需要考慮多種技術(shù)因素。EFC（能源基金會(huì)）認(rèn)為，建設(shè)過(guò)程中特別應(yīng)該做好兩件事：
采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化體系：要在技術(shù)互聯(lián)，市場(chǎng)交易，調(diào)度控制，用戶管理等多方面實(shí)現(xiàn)“車(chē)同軌、書(shū)同文”，從而降低平臺(tái)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本，為虛擬電廠構(gòu)建牢固的數(shù)字底座。
歐盟推出的CEN-CENELEC標(biāo)準(zhǔn)體系中CLC/TS 50549，EN 50600等標(biāo)準(zhǔn)，就為虛擬電廠的信息交互，市場(chǎng)交易，及信息安全等提供了范本，是一個(gè)具有國(guó)際成熟經(jīng)驗(yàn)的，可借鑒的樣板。
開(kāi)發(fā)AI賦能的應(yīng)用能力：用智能算法替代人工決策，提升運(yùn)營(yíng)效率，提高參與電力系統(tǒng)及電力市場(chǎng)運(yùn)行的響應(yīng)速度與精度，涵蓋高精度的分布式能源與負(fù)荷預(yù)測(cè)，電力市場(chǎng)交易的智能報(bào)價(jià)策略，及自動(dòng)的電力交易與結(jié)算合約執(zhí)行等。例如，特斯拉的Autobidder平臺(tái)正是通過(guò)AI技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)決策“何時(shí)充電、何時(shí)放電、在哪個(gè)市場(chǎng)參與交易、報(bào)多少價(jià)格”，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能資產(chǎn)的收益最大化。
毫不夸張地講，一個(gè)安全、高效、智能的平臺(tái)，是虛擬電廠健康運(yùn)行的“基石”。沒(méi)有平臺(tái)，就沒(méi)有虛擬電廠真正的能力釋放。
全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的構(gòu)建，特別是2025年電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的全覆蓋，為虛擬電廠的商業(yè)化發(fā)展提供了天時(shí)；分布式可再生能源與儲(chǔ)能的大規(guī)模接入電力系統(tǒng)為虛擬電廠的規(guī)模化發(fā)展提供了地利；政府與電網(wǎng)公司的大力引領(lǐng)及對(duì)民營(yíng)企業(yè)積極參與的鼓勵(lì)是虛擬電廠可持續(xù)發(fā)展的人和。
在有利的外部環(huán)境下，要實(shí)現(xiàn)《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出的虛擬電廠等發(fā)展目標(biāo)仍任重道遠(yuǎn)，虛擬電廠面臨可持續(xù)的商業(yè)模式，規(guī)?；恼{(diào)節(jié)能力，及可靠、精準(zhǔn)的資源聚合與配置等多方面的挑戰(zhàn)。
從“摸著石頭過(guò)河”的試點(diǎn)探索，到邁向市場(chǎng)化的全面落地，虛擬電廠正處在走向規(guī)?；?、商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵階段。
（作者張永平為能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主任，周勤為能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目高級(jí)顧問(wèn)，周鋒為能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主管，編輯：韓舒淋）
