什么是虚拟电厂？

近期，国家、省级层面虚拟电厂相关政策、标准文件相继落地。

8月6日，国家发展改革委、国家能源局、国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，明确将“建设一批虚拟电厂”写入“需求侧协同能力提升”专项行动，鼓励各区域电网开展虚拟电厂的规划和配置，推动虚拟电厂等新型资源尽早纳入电力系统规划体系。

（来源：微信公众号“能源电力说”）

《电力市场运行基本规则》已于7月1日起实施，文件明确了虚拟电厂的市场经营主体地位，可全面参与电力市场。7月，首批国家标准GB/T 44241-2024《虚拟电厂管理规范》发布，将于2025年2月1日起实施。

8月，广东省发布《广东省虚拟电厂参与电力市场交易实施方案(征求意见稿)》，从省级层面建立健全虚拟电厂市场交易机制，加快推动虚拟电厂参与电力市场交易。

与其同时，多个省级、城市级虚拟电厂平台陆续上线。

5月11日，湖北黄石磁湖电厂市场化交易运营运营启动；6月22日，湖南湘江新区虚拟电厂上线运行；6月28日，成都市虚拟电厂管理平台上线；7月25日，重庆市虚拟电厂正式上线。

虚拟电厂，正在从“概念”逐渐走向实质性落地。

什么是虚拟电厂？虚拟电厂（Virtual Power Plant，VPP）是聚合分布在一定区域的分布式电源、可调节负荷、储能等资源，应用AI、大数据等技术，形成的具有电力市场交易或电网互动能力的物理或经济实体，也可指实现此目的的综合应用技术，进一步可引申为搭载、应用此技术的软硬件及服务产品。

虚拟电示意图图源：链宇科技

一方面新能源的波动性和随机性进一步激发系统调节需求，另一方面随着电动汽车、通讯基站、用户侧储能、数据中心等新型负荷的快速发展，开发多元化需求侧资源对于提升电力系统的调节能力也具有重要意义。

虚拟电厂以更加灵活的外特性和响应能力，为新型电力系统多元化、多时序的复杂调节需求提供重要技术解决方案。

核心技术支撑虚拟电厂运营的技术核心在于对不同类型资源的聚合、分析、控制的能力，以及运用模型与算法支持调度与交易决策的能力，实现可测、可析、可控，核心技术涉及协调控制技术和精准决策技术，涉及到采用遗传算法、模拟退火、神经网络等智能算法求解虚拟电厂不同时间尺度的运行调度策略 ，对复杂且具有不确定性的各类资源进行高效、精细的管理以确保能提供可靠的、灵活的供电或调节能力，以获得最佳的经济效益。

虚拟电厂业务模型

图源：《面向双碳的虚拟电厂技术支撑体系与商业模式研究》

类型分类按聚合资源的不同，虚拟电厂可分为电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂等类型。

各类虚拟电厂的特征

海外对虚拟电厂的实践各具特点，与当地资源特性和电网发展面临的问题高度相关，全球虚拟电厂的发展也呈现多元化趋势。

欧洲虚拟电厂以分布式电源、储能资源为主，主要针对实现分布式电源可靠并网和电力市场运营。美国虚拟电厂在需求响应基础上发展而来，聚焦负荷资源聚合调配，侧重于用户侧柔性负荷主动响应以提升电网运行稳定性。澳大利亚虚拟电厂聚合资源以用户侧储能为主，可以参与紧急频率控制辅助服务市场和电能量市场，主要提供频率控制辅助服务。

若按虚拟电厂运营主体来分类，目前主要有大型电力/电网公司、独立虚拟电厂运营商、新型市场参与者三类。以德国为例，大型电力/电网公司（跨国、地区和市级企业），将自有发电资源、负荷用户、发电机组聚合到虚拟电厂；独立虚拟电厂运营商，这类运营商不隶属于传统客户的电力供应商（目前主要是装机在100kW以上的大客户）；新型市场参与者，以小规模分布式能源资源制造商为主，主要将其用户资源聚合到虚拟电厂。

德国三类虚拟电厂运营商案例

资料来源：Sustainable Transition China

盈利模式目前国内的虚拟电厂还处在商业模式的探索阶段，从虚拟电厂的收益来源来说，已经开展的虚拟电厂业务模式主要以邀约型需求响应为主，盈利模式来源于响应补贴。

《电力市场运行基本规则》，明确了虚拟电厂的市场经营主体地位，可全面参与电力市场。

虚拟电厂可参与现货市场交易、辅助服务市场交易及需求响应市场交易，参与不同市场时按照具体市场规则执行。市场建设初期，“电源型”、“负荷型”虚拟电厂参与中长期、现货及辅助服务市场，“混合型”虚拟电厂参与现货及辅助服务市场。

近两年，虚拟电厂聚合用户负荷参与电力市场的路径逐渐走通，部分地区开始逐步将分布式可再生能源聚合入市列入“行动计划”，未来虚拟电厂也将参与市场化绿电绿证交易。另外，在碳市场，随着电-碳耦合研究进一步推进，虚拟电厂将具备参与CCER（国家核证自愿减排量）交易的能力。

虚拟电厂是连接电力交易中心、资源聚合商的运营平台，组织资源主体参与各类电力市场交易，并完成相关结算和利益分配。因此，虚拟电厂运营平台对不同资源组合的定价机制、利益分配机制的设计与创新，是激发各类用户侧资源积极参与虚拟电厂，提高虚拟电厂整体效益的关键。

随着全国统一电力市场加速建设，通信、人工智能技术的突破，有望进一步提升虚拟电厂实时参与电力系统运行的能力，实现资源高效、精准、经济调用，为虚拟电厂由萌芽向成长阶段进阶提供了一定的政策、技术和经济环境。

实践案例：深圳虚拟电厂智慧调度运行管理云平台深圳市是我国虚拟电厂的探路先锋之一。

深圳市新能源汽车推广全球领先，分布式光伏、电化学储能等新兴业态快速发展，为提高新能源接入承载能力和供需平衡能力，充分发挥本地负荷侧资源优势，深圳供电局打造了以虚拟电厂为核心的源网荷互动体系。

2021年，深圳供电局依托南方电网虚拟电厂“灯塔”项目，建成网地一体虚拟电厂调度运行管理云平台。2022年，深圳发改委和深圳供电局联合挂牌深圳虚拟电厂管理中心，这也是国内首家虚拟电厂管理中心。截至2023年底，深圳虚拟电厂接入分布式资源超265万千瓦、调节能力超56万千瓦，接入资源包括5G基站、数据中心等信息通信基础设施、充换电场站、建筑楼宇、工业园区、储能系统等资源。

与地方政府形成合力推动保障政策落地。2022年5月以来，先后制定《深圳市虚拟电厂落地工作方案(2022-2025年)》、《深圳市虚拟电厂精准响应实施细则》，形成“顶层规划+专项扶持+组织实施”工作体系，提出10余项重点保障举措，为虚拟电厂在深落地应用提供政策保障；近期《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》印发，12项措施进一步推动城市级虚拟电厂发展，接下来深圳将加强组织实施虚拟电厂精准响应，促进虚拟电厂产业链发展。

产业链资源整合。深圳通过虚拟电厂示范应用带动了100余家企业进入虚拟电厂产业链，储能、智能楼宇改造等产业不断发展壮大。上游培育高负荷园区、南网电动、深圳能源等能源消费和供给的主要企业；中游逐步提升虚拟电厂调度运行管理云平台服务能力，不断扩大资源接入规模；下游建立电力公司、售电公司及高负荷用户的顺畅交易渠道，培育交易市场。

同时通过虚拟电厂产业链上、中、下游各类资源聚合，推动ICT企业布局虚拟电厂新赛道，支持能源企业拓展虚拟电厂核心设备生产制造，实现“设备+服务”“场景+技术”高效融合，提升深圳新能源产业集群发展能级，助力构建数字能源先锋城市。

深圳虚拟电厂聚合产业链资源

探索商业模式。充分调动各类用户主体的主观能动性，以市场化的本地虚拟电厂精准响应补贴打造式推广新兴行业，争取各级部门支持和指导，实现“跨区市场、省内市场、深圳市场的叠加赋能和“需求响应市场、辅助服务市场、电能量市场”的相互补充。2023年组织开展精准响应33次，调节电量125.8万千瓦时，运营商获得收益超过450万元。

运营商实际响应能力及响应收益情况

探索虚拟电厂与智慧城市融合发展。以虚拟电厂为媒介，探索建立以各类分布式资源为主体的电力充储放一张网，推动各类资源与BIM/CIM平台的精准化定位和建模，开展极端情况下分布式资源调度预演，打造能源安全韧性城市范本。

-----随着全国统一电力市场加速建设，通信、人工智能技术的突破，有望进一步提升虚拟电厂实时参与电力系统运行的能力，实现资源高效、精准、经济调用，为虚拟电厂由萌芽向成长阶段进阶提供了一定的政策、技术和经济环境。