虚拟电厂国际发展经验及建议

随着新型能源体系和新型电力系统建设持续推进，需求侧资源聚合为虚拟电厂并参与市场交易和系统调节的热度持续攀升，试点项目多点开花。虚拟电厂可以为电力系统提供增量调节能力，促进系统灵活智能与供需协同，但其发展仍面临诸多问题。中国电科院经深入研究国外发展情况并走访调研国内实践项目，提出有关建议。

（来源：中能传媒研究院 作者：王舒杨 陈宋宋 董家伟 田传波）

01虚拟电厂内涵及国外发展情况

（一）虚拟电厂的内涵

在虚拟电厂建设发展过程中，社会各方认识不统一的问题暴露出来。中国电科院专家团队认为：虚拟电厂是指利用数字化、智能化等先进技术，将需求侧一定区域内的可调节负荷、分布式电源、储能等资源进行聚合、协调、优化，结合相应的电力市场机制，构成具备响应电网运行调节能力的系统。

虚拟电厂产业链包括上游海量需求侧资源、中游虚拟电厂运营商及软硬件设备供应商、下游电力系统调节市场。在上游，我国虚拟电厂聚合资源主要为工商业可调节负荷，另有少量分布式电源（两联供、三联供）和用户侧储能，而依赖保障性收购的分布式电源一般不参与聚合。参与虚拟电厂聚合的资源在需求侧灵活调节资源中总体占比较低。在中游，多数企业为虚拟电厂技术支持系统开发商，一部分企业为能源管理服务商、硬件设备制造商和数据服务商，少数企业开展售电业务。虚拟电厂运营商以发电集团和电网企业的下属产业单位为主，民营企业正加速入局。在下游，虚拟电厂参与电力系统调节本质上是用电权和发电权具有附加值的转让交易，现阶段仍以统购的形式组织开展。因此，下游企业一般为电网企业、独立工业园区或配售电公司。

（二）国外虚拟电厂发展经验

虚拟电厂在部分西方国家已实现商业化应用，运营模式较为成熟，由于电力体制和推广目的不同，美国、德国、澳大利亚虚拟电厂的落地应用形式有着显著的差异化特点，对我国探索利用虚拟电厂整合调动需求侧资源常态化参与系统调节、助力电力保供和可再生能源消纳具有借鉴意义。一是以法律法规形式确立虚拟电厂具备等同于传统市场主体的权利、义务。美国于2009年通过第719号法令，允许需求响应以独立方式参与批发市场竞价，赋予了需求侧资源与供给侧资源同等的地位，为虚拟电厂发展提供了良好的政策环境。欧盟于2012年首次在法律上定义“聚合商”，为虚拟电厂提供各种平衡服务营造公平的环境，要求各成员国输电系统运营商和配电系统运营商在采购辅助服务时不得对供应商实行歧视待遇。澳大利亚能源市场运营机构于2019—2021年发布系列关于虚拟电厂参与国家电力市场的注册、接入等指引，2023年发布虚拟电厂参与批发电力市场的指引。二是盈利渠道较多、商业模式多样。美国聚焦负荷资源聚合调配，与现货市场强耦合组织需求响应，虚拟电厂按年获得容量信用价格，实际调用后再获取一笔补贴；用户参与虚拟电厂聚合可享受储能设备折扣优惠。德国虚拟电厂主要聚合分布式电源和储能资源，实现分布式电源可靠并网和电力市场运营，参与现货市场、平衡市场、可中断负荷投标和电网阻塞管理；运营商为用户提供综合能源服务以对冲高昂的电费。澳大利亚虚拟电厂聚合用户侧储能，为电力系统提供频率控制辅助服务，运营商通常同时作为售电公司或与售电公司合作，与用户达成每年响应次数对应电费扣减的协议。三是通过实践推动技术发展并形成标准。欧洲主要应用IEC 62746客户能源管理系统与电源管理系统之间的系统接口和IEC TS 62939智能电网用户交互等系列标准，规定了如何实施双向信号系统以促进电力服务提供商、聚合商和最终用户之间的信息交换，提供了关于需求侧和电网之间的智能设备/系统之间信息交换接口的架构。美国采用了开放式自动需求响应通信规范，提供开放、安全的双向信息交换模型。澳大利亚主要采用AS/NZS4755电气产品的需求响应能力和支持技术系列标准，以及能源市场运营机构发布的《虚拟电厂可视化指引》，规范了设备和各级平台接口功能。02我国虚拟电厂发展面临的问题

近年来，在各级政府支持下，我国虚拟电厂发展迅速，在推动新型电力系统建设中发挥积极作用，但总体仍处于发展初期，面临以下问题。

（一）虚拟电厂发展缺乏系统性规划

一是国家层面尚未出台虚拟电厂相关专项政策，各方关于虚拟电厂概念定义差异较大、权利义务界面不清晰，随着民营企业加快入局，顶层设计需求愈发凸显。二是部分地方“跟风”推出试点政策，未充分考虑本地电力系统运行和市场建设的实际需求和全国统一电力市场建设进展，虚拟电厂建设缺乏具有前瞻性的工作指引。

（二）虚拟电厂参与调节能动性不足

一是随着新能源渗透率逐步提高，电能量本身价值趋低，但电力市场交易仍以电能量交易为主，辅助服务市场不支持虚拟电厂参与或向需求侧资源开放频率较低，导致虚拟电厂参与系统调节市场空间有限。二是虚拟电厂聚合资源以可调节负荷为主，电力用户惯于将电能作为生产资料而非生产活动，缺乏在新型电力系统中承担电力系统调节义务的意识和能动性。

（三）虚拟电厂调节能力可靠性偏低

一是虚拟电厂灵活性资源广泛分布在用户侧和计量表后，资源种类多、感知交互难度大，工业负荷、数据中心等资源调节能力与经营状况和生产过程强耦合，导致聚合不同资源的虚拟电厂之间存在巨大的调节性能差异。二是出于安全考虑，运营商通常不对用户设备进行直接控制，致使虚拟电厂真实调节能力受天气、时间和用户行为影响较大。

（四）虚拟电厂建设缺少关键标准

一是虚拟电厂标准体系不健全，横向上建设导则、数据交互、检测要求等关键环节缺项，纵向上目前发布的标准给出了框架性要求，仍缺少具有可执行的配套行标、企标。二是虚拟电厂相关标准通常为推荐性标准，导致增量资源建设中往往未预留接口，存量资源改造导致成本居高不下，与聚合资源、新型电力系统交互有效性和可靠性不足。

03有关建议

一是加强顶层设计，加快出台国家层面的指导意见和发展规划。明确虚拟电厂概念定义和作用范围，划分相关方权利和义务，充分考虑东西部和南北方资源差异和电力系统运行需求、结合全国统一电力市场建设进度制定虚拟电厂实施路径，引导虚拟电厂规范化、规模化、市场化、常态化发挥有效调节作用。

二是扩大盈利空间，完善虚拟电厂参与市场机制并丰富商业模式。培育市场主体、涵养市场活力，兼顾效率与公平，完善虚拟电厂参与现货市场机制，允许虚拟电厂与传统机组在辅助服务市场同台竞价，初期适当放宽市场考核。缩短虚拟电厂投资回报周期，引入容量补偿机制，鼓励运营商在监管范围内创新能源服务形式，拓展盈利渠道。三是鼓励技术创新，提高虚拟电厂常态化调节可靠性和准确性。加强重点科研攻关支持，推动虚拟电厂调节容量可信性评估、电网安全稳定运行影响评估、人工智能协调控制策略等关键技术落地应用。建设高水平虚拟电厂仿真实验室，提供虚拟电厂方案设计、应用场景测试、关键技术评估、机制模式验证、网络安全防护等技术支撑。四是健全标准体系，发挥标准引领作用指导虚拟电厂规范建设和运营。推动技术标准和管理制度体系化建设，根据重要性、紧迫性，优先推动虚拟电厂技术导则、接入测试规范、效果评估规范等关键标准起草编制。统一虚拟电厂与新型电力负荷管理系统、虚拟电厂与可调节资源的接口，统一数据交互形式和源头，提高市场披露和控制监测效率。五是强化宣传引导，推动形成行业共识和培育产业生态。行业协会、科研机构组织高水平虚拟电厂发展和技术论坛，协同高校、企业等举办交流活动，深入宣传阐释新型电力系统建设和虚拟电厂发展的重要意义。协同有关部门推出面向虚拟电厂的优惠政策，壮大支撑产业发展的创新资本，共同推动形成虚拟电厂健康发展的良好生态。

（作者单位：中国电力科学研究院）