聚焦 | 中国虚拟电厂近3年五大变化

变化一：省级政府强势介入

变化二：新型电力系统推动调度模式更新

变化三：电网多部门联手运营

变化四：现货环境下，新一代电费结算体系出现

变化五：多市场耦合，用户追求整体利益最大化

(来源：微信公众号 享能汇 ID：JingReport 作者：华东工作室）

虚拟电厂投资热与作用小之矛盾

虚拟电厂的本质，是由电力系统像调度煤电、气电等传统电源一样，去调度海量的负荷侧资源，或发用一体分布式资源，因此电力投资方向发生了转变。自国家层面“双碳”目标提出以来，“虚拟电厂”概念在股票市场和资本市场炒得很热，常见“公司有虚拟电厂相关的技术储备”、“公司的研发成果可应用于虚拟电厂相关领域”等股票板块公告，同时，也有不少券商、寻觅融资的企业通过挂钩虚拟电厂概念，向投资人描绘出美好市场蓝图。

为了便于理解，从虚拟电厂参与电力系统工作的角度，划分最简单的四层：

凡是构架中的企业，不论是底层的终端调度对象，还是软件开发，硬件铺设、通信技术公司，均是虚拟电厂产业链的一份子，因此市场规模确实是无限量的。

但资本的“热炒”相反，电力行业内人士频繁质疑，虚拟电厂之于电力系统的作用有被夸大之嫌，尤其是今年国内，夏季四川，冬季贵州缺电情况严重之际，唯有通过国家层面调电、调煤、工商业紧急大规模限电等强硬措施来保障电力供应；国际上也遇到相似的窘境，虚拟电厂发展历程早从1997年就开始了，而尴尬的是，受“俄乌危机”巨大不可抗力影响，哪怕像德国、瑞士这类城市综合能源项目成熟的国家，也屡屡发生市场电价狂飙，大范围限电等反常情况，仿佛大规模新能源装机、可控负荷这些资本眼中的宠儿在关键时候靠不住了，法国、德国宣布重启煤电、核电项目，瑞士通过“电动汽车非必要不上路”措施来保障冬季电采暖，各种连锁反应叠加，显得讽刺意味十足。

正因如此，以虚拟电厂为代表的新型电力系统成员被吐槽只会“锦上添花”，无法“雪中送炭”，甚至“养不活自己”——毕竟从全国范围来看，虚拟电厂在我国现阶段主要以政府补贴的需求侧响应为主。虚拟电厂既备受期待，又遭遇轻视，是其发展现阶段不争的事实。那么，使虚拟电厂继续茁壮成长的充分必要条件到底是什么？它还需要多久才能步入众所期盼的“市场化、商业化”轨道？

享能汇工作室于上周参加了国内能源媒体能见主办的以“中国虚拟电厂发展研讨会”为主题的线上直播，现场，包括国网冀北电力、深圳供电局、南瑞集团、图迹科技在内的虚拟电厂项目参与者分享了长达2-3年间的实践感悟，项目涉及京津冀、深圳、山西、新疆等区域。令人惊讶的是，从专业人士的分享得知，在这短短的2-3年内，国内虚拟电厂的四层（上文描述）所处的内外部环境均发生了剧烈变化。

变化一：省级政府政策强势介入

第一层：电网调度←政府介入

电网调度，或者电力交易中心是传统虚拟电厂项目的牵头人，资金来源以电网跨省跨区可再生能源现货交易购电价差盈余为主，资金有限。而近些年，大有省级政府力挽狂澜，主动调集资源介入的势头。

“2019年可以算是中国虚拟电厂发展的分水岭。”国网冀北电力攻关团队核心骨干刘蓁、南瑞研究院项目经理郑涛对该时间节点的认识不谋而合。

刘蓁所在的团队，于2019年12月促请政府主管部门（华北能监局）出台了第三方独立主体参与调峰辅助服务市场规则，12月12日冀北公司投运了全国首个市场化运营的虚拟电厂示范工程，该工程可以成功的参与到京津唐电网的调峰辅助服务市场。

南瑞团队承担了山西省虚拟电厂架构开发，郑涛解释：“山西的项目虽然做的比冀北晚，目前影响力不大，但山西虚拟电厂的优势为，它和2019年开始的山西省能源革命综合改革试点是一个配套，项目得到了山西省政府的大力支持，所以推进的力量将会越来越大。2022年6月，山西省能源局就印发了《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，为全国首个省级虚拟电厂运营管理方案，也是现货市场下的特色实践。”

以2019年为边界，国网和南网这类大型国有企业开始规模化考虑虚拟电厂对电网的影响。

深圳的虚拟电厂项目始于2019年，2022年8月，深圳成立了全国首个由政府挂牌的虚拟电厂管理中心（深圳在南方电网作为二级子公司来进行管控，所以定义为省级）。

“从19年到22年能够有目前的成就，很不容易”，深圳供电局电力调控中心副总经理程韧俐表达，“虚拟电厂运营进入快车道正是得益于政府的跟进。而深圳中调在做虚拟电厂项目的时候，就和政府同期汇报项目的进展。”

程韧俐解释了其中的缘由：“2021年11月29日，深圳市长覃伟中在深圳商报头条看到了深圳虚拟电厂精准调节用电的报道后，马上指示发改委和工信部跟进。于是就有了深圳市虚拟电厂一揽子政策，以及2022年12月中旬召开的中国国际低碳论坛。

论坛在深圳召开，重头戏就是虚拟电厂的大型签约仪式。当天不仅由发改委主任郭子平发布促进绿色低碳产业高质量发展政策措施，还举行了两块签约仪式，一块是由深圳虚拟电厂管理中心和电信巨头移动、电信、联通、铁塔，以及华为数字能源签署建设六方合作协议，另一块则与包含华润电力、特来电、蔚来汽车、宁德时代在内的36家聚合商签约，场面相当震撼。

“深圳的产业链非常丰富，所以政府的意愿是想借虚拟电厂管理中心来促进整个产业链的上下游软硬件协同发展，所以每一项政策背后都有政府资金激励。目前为止深圳电网已经是接入超过了100万的负荷，可调节负荷超过了18万千瓦。虚拟电厂方案落地的话，要求我们在2025年具备100万的千瓦级的可调节的虚拟电厂。其实压力不算大，比如这一把5G基站进来，就有20万储能进入虚拟电厂的池子！”程韧俐表达。

电力源网荷储大数据公司图迹科技的客户之一恰好就是广东5G基站，公司产品总监冯春博介绍道：“近期我们参与广东运营商5G基站虚拟电厂项目，和储能运营商一起做了大概200个基站的聚合。”

提高地区绿色低碳节能环保水平，充分挖掘分布式资源的潜在价值，正是政府强势介入虚拟电厂项目的驱动力。

变化二：新型电力系统推动调度模式更新

第一层：电网调度→新型电力系统

而电网正面对供需结构巨大变化带来的挑战。

目前冀北的整体电网结构中新能源占比已经到达了70%，占全国首位（冀北电网全口径发电总装机为4912万千瓦，新能源装机占比达64%，加上分布式光伏的话，则超过70%），也承担首都70%的电力传输任务。业界俗称，张北的风，点亮北京的灯。

刘蓁称：“因此冀北电网在灵活调节能力提升方面面临着很突出的挑战。”

根据数据，冀北全年有50天新能源日均出力低于装机容量的10%，预计2025年冀北区域火电机组释放调峰能力约占张家口新能源装机容量10%，所以消纳和保供压力叠加后，系统灵活调节能力亟需提升；冀北张北柔直电网屡次宽频带震荡现象，频率超限次数增加等安全稳定问题复杂，因此系统运行机理亟需突破。而随着县域高渗透率分布式光伏10KV台区电压越线问题突出，分散式风机、储能、充电桩、微网等市场主体多元化发展，电网协同高效矛盾突出。

“所以我们开展了了冀北虚拟电厂，参与京津唐电网的低谷调峰来提升系统的灵活调节能力。”她解释。

截止到目前，冀北的虚拟电厂已经接入了11类共计35.8万千瓦的可调容量，在后夜风电大发电网低谷调峰困难的时候，通过虚拟电厂迅速拉升低谷用电负荷。经过统计，最大的调节电力可以达到20.4万千瓦，实际运营时纳入了电网的调度计划和AGC闭环调控。”

不同于冀北，深圳却是典型的受端城市电网，外部电力大概占到7成，全市的供电安全保障较大程度受外部通道正常与否，以及外部电力供应充足与否的影响。

程韧俐通过数据分析：“深圳外部的两大直流已经接近800万千瓦，其中新能源的含量一定会逐年提高，所以深圳需要从负荷调控的灵活性方面来早做筹划，来应对新能源间歇性、波动性、随机性带来的不稳定局面。”

数据显示，深圳电网的峰谷差，从2015年的820万已经涨到了现在的1260万，夏季尖峰负荷不断攀升，但尖峰负荷全年所占时间较少，为应对尖峰负荷投资电源和电网建设，边际成本高。

如何提高电力资产的利用率，降低相关的设备的投资，则是深圳电网的关注重点。

程韧俐解释：“一般投资电厂每1千瓦约8600元，而虚拟电厂的投资和实体电厂投资比，差不多是1/10，而且建设的周期少，从策划到实施运行1~2年基本上就可以发挥到功效。由于深圳的本地电源调节能力有限，所以需要靠虚拟电厂去充分挖掘用户侧的一个机动的调节能力，利用云大物移智的技术来实现资源的深度挖潜和再利用。”

深圳电动汽车的快速发展有目共睹，根据数据，至2022年年底，深圳的新能源的汽车保有量快接近70万辆，而充电设施达到9.7万个。程韧俐认为：“深圳充电桩向大功率直流发展趋势明显，因此目前的充电桩可能会面临更新换代的节点，这一变更可能会导致充电网络的建设和电网发展之间不匹配。”

“大量负荷目前还没更加有效的市场机制和技术的管理。所以深圳电网需要从传统的源随荷动，向源荷互动这种新调度模式转变，因此我们虚拟电厂的建设也是比较有底气的。”程韧俐自信表达。

变化三：调度、交易、营销多部门共同运营虚拟电厂平台

第二层：虚拟电厂管理运营平台←电网多部门参与，解决安全问题，拉动用户参与

正在构建山西虚拟电厂运营管理平台的南瑞郑涛感悟颇深：“以前的虚拟电厂或者需求响应，要么是调度牵头的，要么是交易中心牵头的，而现在不一样，山西虚拟电厂由省公司牵头，是集山西全省之力，包含了调度、交易、营销多个主要的业务部门。而多增加的营销部门的参与会对系统产生什么影响呢？因为营销部门在国网南网的定位都是面向用户的，他对用户需求了解有先天优势。”

因此，除了调度和交易的负责的板块以外，构架上新增了虚拟电厂聚合运营子系统，这块专门由营销来负责。

此番设计目的，正是源于虚拟电厂设计早期的问题，郑涛解释：“虚拟电厂参与方比较多，多方的诉求比较很难兼顾。用户侧的资源如何去组织，怎么减少用户关于安全方面的顾虑，等等问题不少。”

冀北和深圳在技术层面也遇到过相似的问题。

程韧俐解释：“深圳虚拟电厂项目的开展其实还是蛮有难度的，因为当时的我们并没有商业模式，也没有政策指导，所以用户接入的话，基本上就是靠项目组和用户谈商业模式的愿景。好在和我们合作的第一批用户，或多或少和能源行业有些关联，所以他们也比较看好虚拟电厂的相关的一个前景，没有太计较和我们这个系统对接。到了后期，我们开发了5G接入模式，和这批用户一起的话，摸索出了一条低成本改造和便捷接入的是一体化加密网关，降低到用户接入的难度。”

而冀北也在标准上投入了大量心力，2018年4月，冀北组建虚拟电厂国际工作组，在国际上提出明确的虚拟电厂概念定义，到了2022年11月，国际标准成功获批，实现标准上的突破。

变化四：现货环境下，新一代电费结算系统出现

第二层：虚拟电厂管理运营平台←现货环境下的新一代电费结算设计

郑涛透露：“预计今年年底山西虚拟电厂将正式参与电力现货市场交易。”

山西、山东、广东作为电力现货第一批试点省份，现货连续结算已经超过1年。虚拟电厂既然服务于电网调度，也应该从响应真正的价格信号，否则它永远只是补贴行为，谈不上发展，这是目前市场人士的共识。

郑涛对于中国虚拟电厂的价格机制发展也提出看法：“虚拟电厂要想长久发展下去，一定要能够获益。目前获益的主要途径，从长远来看，应该也是通过电力市场这种方式。”

从2015年国家层面发布9号文至今，从“关注中间，放开两头”到“建设以新能源为主体的新型电力系统“，从第一批8个电力现货试点到，建设全国统一电力市场，我国探索电力市场化交易机制、推动电力供给侧结构性改革的同时，也为虚拟电厂的创新布局提供了储备。

山西省目前筹建的虚拟电厂平台，可以称之为首个现货市场环境下的省级规模化运营管控平台。

“山西是国内第一批现货试点，一旦到了现货场景下之后，我们从2021年6月份开始设计筹划之时，就考虑到，调度和交易的频次相对以前的中长期需求响应要密集的多，基本上都是每分钟每天要达到96次，要按照日日前和实时的96点计划曲线进行决策。” 郑涛对现货环境作出解释。

而山西虚拟电厂参与现货流程的步骤则区别于传统需求响应：

交易准备阶段——虚拟电厂平台聚合运营子系统根据代理协议，组织用户开展交易准备，将运行数据、聚合数据进行汇集，通过智慧能源服务平台上报给调度系统。

市场交易阶段——虚拟电厂登录电力交易平台进行量价申报，并由调度系统进行市场的出清，然后由聚合运营子系统根据现货出清的信息，将用电的总计划曲线分解至具体的用户进行动作响应。

调度系统根据响应情况进行调度评估结果确认由交易平台发布交易结算信息。市场化售电系统负责交易的结算，智能源平台负责发布执行情况。

最后进行虚拟电厂内部的运营统计，虚拟电厂的结算以及其对下接入用户再结算。

“今年8月17日，山西的虚拟电厂系统和调度的、交易中心系统、售电系统进行了全业务流程的演练。

这意味着，以山西为代表的现货大省，已经在为虚拟电厂的全新电费全新结算做好了准备。

而从全国看，郑涛也认为：“目前政策的地域特点明显，所以目前整体以需求响应为主，后续我们认为将会逐过渡到辅助服务和电力现货市场，而且最终会实现统一参与市场化交易，需求响应将来也应该会市场化。”

变化五：商业模式变化——用户追求整体利益最大化

• 第三层：虚拟电厂→多市场环境要求

  底层：所聚合的负荷或分布式资源→追求利益最大化

山西省级虚拟电厂管理运营平台，向第三方虚拟电厂开放。

正在为山西省内大工业用户设计虚拟电厂系统的图迹科技，其设计将与山西省级平台对接，实现用户以虚拟电厂身份参与交易的闭环。

公司产品总监冯春博感慨：“虚拟电厂是综合能源服务重要的价值变现工具之一！”

山西省能源局在今年6月印发《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》后，又迅速在8月发布《关于组织申报虚拟电厂项目的通知》。山西虚拟电厂分为负荷类虚拟电厂和一体化虚拟电厂两类。从推进顺序看，技术难度低一些的负荷类虚拟电厂建设先行。

单单从交易规则看，负荷虚拟电厂可以参与中长期交易和日前现货交易。一体化虚拟电厂可以参与日前的现货交易。一体化虚拟电厂的项目要求，必须建立技术支持系统，且同时具备山西省内的电力市场的售电资格。

冯春博认为：“从用户角度，首先考虑的则是，注册虚拟电厂有什么好处？为什么不直接参加调峰市场，为什么要以虚拟电厂的身份参加日前市场呢？哪个划算？”

他对此提出“多市场耦合交易”的概念，并进一步解释：“电力市场化改革推进以来，用户所处的环境包括了中长期年度交易、月度交易、现货交易，还有绿电交易、碳交易等等，用户最关心的，是整体利益最大化。但传统的虚拟电厂的基本就是参与需求响应市场，比较单一，因此，需要把这些市场耦合起来的经济性分析手段，来去指导虚拟电厂运营商该什么时间参与，哪个市场的量价分别是多少，这样才能整体的综合收益最大。”

图迹科技已设计的山西省内某用户侧虚拟电厂技术平台，正聚集了6家电力大用户，分别是钢铁企业、化工企业和采矿企业，总聚合容量超过50万千瓦，可调节负荷达9.2万千瓦。

而虚拟电厂的申报流程看起来很复杂。

冯春博继续分享申报流程经验，“第一步需要去梳理用电可调节性，实际负荷，判断资源是否满足入市条件，第二步我们帮助该虚拟电厂撰写项目申报方案，判断哪些用户设备是可调节的，可调节负荷的量合，以及未来参与现货市场的收益。方案通过之后，我们通过建设虚拟电厂平台，开发调度和交易中心的接口，经过省能源局指定机构进行测试，测试通过之后则正式运行。”

根据图迹的测算，用户不同市场收益大不一样。“我们帮助负责虚拟电厂参与山西两个市场，一个是省内负荷侧调峰市场，一个是日前现货市场。前者年收益预估在83万，而参与日前现货市场年预估收益达近1,000万。”

而前文提到的广东5G基站项目亦是如此。今年南网南方监管局也下发了新的“两个细则”，明确由调度机构直接调度的负荷可以参与到辅助服务市场，为虚拟电厂的长期有效发展提供了保障。

冯春博介绍：“我们和广东储能运营商一起做了200个基站的聚合，基站里原来有一套铅酸电池，用作保供电，我们又加了一块锂电池，主要做来来赚取收益，整个5G基站虚拟电厂项目有三类收益，第一个就是我们在基站安装了智能电表去监测基站的用能曲线，由售电公司为基站代理购电，预计年节省电费约10%。再通过锂电池的参与移峰填谷，实现年套利100多万。再者，注册了虚拟电厂负荷集成商，通过参与电网的需求响应，年获利30多万，从整个收益来讲相对来说还是比较可观的。”

这就是以虚拟电厂为切入点，进行多市场耦合交易，实现整体利益最大化。

因此，这个电力大数据公司在一开始就提出，“虚拟电厂是综合能源服务重要的价值变现工具之一。”通过虚拟电厂，聚合各类的市场主体，才能做到像能源托管、电力交易、能效优化，绿电绿证、碳核查、碳交易以及分布式交易等商业模式的创新。而图迹认为，自己从本轮电改开始，深耕源网荷储电力数据以及电力交易以来，伸展的机会越来越大。

由上述可知，不论是政府介入、电网条件、价格环境，还是用户自身要求，都发生了剧烈的变化。作为电网企业代表，程韧俐个人坦言：“我们会努力为虚拟电厂的商业模式再去发声，也希望虚拟电厂的各方主体，共同为虚拟电厂的长期存在，以及它长期能够为我们的电网，为我们的整个的新型能源体系作出贡献而去努力。”