回归理性 虚拟电厂发展需要思考哪些议题？

作为市场机制下“源网荷储协同互动”的有效实现形式，虚拟电厂的价值与趋势被业内广泛关注。

目前，全国首批8个电力现货市场试点之一的山西省首批由9家售电主体申报的15家虚拟电厂建设完成，共聚合容量184.74万千瓦，可调节容量39.2万千瓦。山西首批虚拟电厂建设完成，打开了国内虚拟电厂的成长空间。

近日，国网上海市电力公司经济技术研究院主持申报的《虚拟电厂资源配置与评估技术规范》已由国家标准化管理委员会正式批准立项，标志着虚拟电厂领域首个国家标准正式立项，虚拟电厂正式走入加速发展的快车道。

虚拟电厂概念十分火爆，市场的盈利和发展模式是怎样的？虚拟电厂建设难点在哪？作为市场主体、并网调度主体，虚拟电厂在电力市场、电网调度运行体系中的商业价值和系统运行价值如何发掘？

2月15日，由能见主办的以“中国虚拟电厂发展研讨会”为主题的直播在线上举行。本次活动由能见研究院副院长曹开虎主持，清华大学副研究员，清华四川能源互联网研究院电力市场与碳市场研究所副所长蔡元纪、山西省电力公司营销部副处长陈扬波、深圳市科中云技术有限公司副总经理黄仁照等虚拟电厂项目参与者对有关虚拟电厂的深层次问题进行了分析与研讨。

“看不见的电厂”，提升电力资源利用效率

虚拟电厂在解决建设新型电力系统灵活性资源供需问题方面作用显著。

蔡元纪指出，虚拟电厂是将分布式发电、储能、可控负荷等分布式资源整合，实现优化与调控功能的群体或系统。其与主动式配网等概念的区别在于，前者对分布式资源的聚合，并不要求在物理上位于同一区域内，而是通过先进的信息通信技术将它们整合之后形成虚拟的概念。

这代表虚拟电厂可将分散的电网、负荷、电力、储能等进行集成调控，平抑新能源电力的随机波动性，灵活实现削峰填谷。

陈扬波认为，虚拟电厂是以电网为载体，通过“云边协同+物联网技术+人工智能”技术，聚合、优化、协调所属资源，以作为一个特殊电厂市场主体开展需求响应，参与电网调度运行和电力市场交易，实现电网灵活性资源的聚合，保障电力可靠供应和供需平衡。从作用上看，虚拟电厂可缓解分布式发电的负面效应，提高电网运行稳定性。

发展虚拟电厂可为电网运行带来高质量可调节资源，同时也与分布式发电、电力保供、能源数字化等热点密切相关。

“随着新能源逐步成为装机、电量主体，电力商品的价值较以往出现细分，由以电能量价值为主，逐步向电能量价值、可靠性价值、灵活性价值以及绿色环境价值等多维价值体系转变。”蔡元纪说。

由此可见，在新型电力系统建设中，虚拟电厂的多维价值是其重要的发展要素。

在新型电力系统中，其价值表现在提供灵活可调能力，为系统电力电量平衡提供不同时间尺度的上下调裕度，提高平衡概率的鲁棒性；实现资源即插即用，为电力系统可调资源提供动态拓展能力，缓解系统灵活资源稀缺问题；通过分层-分区动态构建，为多样运行方式下的系统时变可行域拓展可调区间，提高系统的安全性；双向聚合协同，为主-配网潮流翻转提供双向互动解决方案，实现基于资源共享的电能互济；提供紧急响应控制，为系统转动惯量下降提供基于可中断负荷的快速调节，提高系统的暂态性能等。

陈扬波表示：“虚拟电厂是需求响应的进一步衍生，具有‘源-荷’双重身份，待常态化市场化交易机制成熟后，可作为能源生态圈建设的重要组成部分。”

黄仁照也指出：“目前我们国家的电力供需是较为紧张，电力峰谷差矛盾日益突出，所以急需虚拟电厂来调控负荷。”

虚拟电厂的出现，可大幅提高新能源的利用率，被业内视为支撑电力供需双侧智能互动和协同发展的重要方向。

走出概念，虚拟电厂迎来大展拳脚的空间

关注度大幅提升背景下，山西、广东、山东等多地能源主管部门先后出台虚拟电厂专项政策。

黄仁照举例，“2022年6月，深圳市发改委印发了深圳市虚拟电厂落地工作方案，方案中明确指出，到2025年，深圳将建成一个具备100万千瓦级的可调节能力的虚拟电厂，逐步形成年度最大负荷5%的左右的稳定调节能力。”

受国际、国内大形势影响，2021年山西出现了电力供需紧张形势。山西省能源局于2022年6月份印发了国内首份虚拟电厂建设运营管理实施方案，填补了山西省需求响应政策的空白。

该方案是国内首家虚拟电厂运营管理方案，且也是首家明确通过参与现货市场获取收益的虚拟电厂建设运营方案，与传统的通过邀约补贴获取收益的虚拟电厂有很大区别。方案明确，山西所有虚拟电厂技术支持系统要接入省级智慧能源服务平台统一管理，该方案出台创新了虚拟电厂运行和收益的方式，为全国起到了很好的示范作用。

山西虚拟电厂的建设流程如下：项目主体申报-能源局组织第三方评审-评审通过后对项目进行公示-项目主体开展建设-建设完毕后申请测试-测试合格后并网-交易平台注册-入市交易。

在介绍山西虚拟电厂相关情况时，陈扬波指出：“目前受山西省能源委托，我们在去年完成了首批9家项目主体的申报符合虚拟电厂建设方案评估，省能源局公示了4家，今年上半年我们力争建设公司的虚拟电厂推进实体化运营。”陈扬波强调，这其中，省级智慧能源服务平台为推进山西虚拟电厂建设提供了重要支撑。

伴随近几年政策逐渐演化，虚拟电厂示范项目在国内蓬勃兴起。“最著名的案例应该是冬奥赛区的虚拟电厂，在冀北区域支持冬奥百分百绿色电力供应的实现，整合了多种资源开展集群调配，为张家口地区的风电出力波动进行了很好的响应。”蔡元纪说。

同时，AI方案也在助力虚拟电厂商业化落地。据黄仁照介绍，深圳市科中云技术有限公司（以下简称“科中云”）完成了深圳市首个楼宇级虚拟电厂柔性负荷调节示范项目——围绕深圳国家高技术产业创新中心搭建出裙楼级虚拟电厂子站能源管理平台。该项目中科中云利用AI负荷调节手段，将普通空调负荷转换为柔性负荷，接入并参与到电网的互动和响应之中。同时，该项目还实现了真正的商业化落地，通过需求响应和削峰填谷，可以提供各类辅助服务，从而获得收益。

冷静思考，虚拟电厂应解决技术标准体系等多项问题

虚拟电厂概念火爆，参与者众多。多方追捧背后，未来应该怎么干？有哪些模式值得业内共同研究？

陈扬波表示，山西虚拟电厂的项目模式，现货方式的虚拟电厂应该是今后虚拟电厂发展的主要方向。

“一方面是现在建设电力统一大市场，随着电力化改革的深入，之前没有这个项目的市场，这种模式会比较普及。”陈扬波补充道，“另外一方面，原来传统的邀约补贴型的虚拟电厂，是通过政府的财政补贴能补贴的，但财政补贴存在补贴资金不足等问题，因此我认为未来可能以通过市场化的方式来解决虚拟电厂的资金和运营等问题。”

黄仁照认为，从虚拟电厂的需求端分析，供电侧，需要优化分布式能源发电；用电侧，需要多能互补、需求响应，配电侧，需要支持新能源自由接入。从接入需求看，基础能力是需要尽可能地接入海量异构负荷侧灵活可调节资源，包括分布式能源、储能等优质可调设备以及有调节能力的优质负荷；从控制需求看，核心能力是虚拟电厂需要有相应的控制能力能够保证各类策略和指令可以被执行；从交易需求看，市场交易是虚拟电厂初期的收入来源，可以参与到电量交易、辅助服务、需求响应等市场。

黄仁照进一步总结道，虚拟电厂管理通过建立用户侧能源监控，结合光储充运营调度，围绕资源管理、用户管理和响应管理，融合协同优化海量资源，参与电力市场交易，激活存量可调节资源的利用价值，对能源结构的多维度深层次分析，分析用电行为，提高能源利用率。当前市场可以通过多能互补稳定、需求响应管理、参与市场化交易、提高能效水平、辅助服务增值等方式来发展虚拟电厂。

一般虚拟电厂分为三个大阶段，首先是邀约型的阶段和市场型的阶段，其次是自主调控阶段。

“从当前阶段来看，我们大家可能都还处于初期，所以后续我们还有两个大阶段需要去走。”黄仁照说。

那么在市场型阶段与自主调控阶段，虚拟电厂应如何迈进？蔡元纪提出以下几点：

一是在政策与商业模式中，推出引导分布式资源参与的政策规则、激励机制或商业模式。

二是在电力市场机制中，研究虚拟电厂可参与的外部市场交易模式（如现货、辅助服务、跨区跨省交易等）；研究适用于分布式资源聚合的市场交易模式，并推动专项交易机制落地；研究分布式资源参与虚拟电厂的价值核算和结算分配机制。

三是在关键技术中，加强可聚合参与虚拟电厂的分布式资源的规模、能力（如调节速度、调节区间、响应次数、能量需求、时间限制等）研究；关注资源建模、聚合和优化控制中的关键问题；开展5G、区块链等先进信息通信技术在虚拟电厂中的应用。

作为新兴市场主体，虚拟电厂是继分布式光伏、氢能后又一具有前景的业务方向，在新型能源体系构建和保障电力系统安全稳定运行中具有重要价值。在电力市场发展大局中，面对当下产业暴露的多项问题，需加快完善其参与市场的相关机制，构建技术标准体系，促进虚拟电厂健康发展。