虚拟电厂建设：空调和电动汽车的贡献

12月10日，为深入挖掘空调和电动汽车在虚拟电厂建设中的潜力，自然资源保护协会（NRDC）与清华四川能源互联网研究院(EIRI)在京合办“虚拟电厂建设：空调和电动汽车的贡献”研讨会。中国电动汽车百人会常务副秘书长刘小诗、国网能源研究院电网所城市能源研究室主任代贤忠、国网智慧车联网技术有限公司移动储能高级经理王明才、协鑫综合能源服务有限公司副总经理钱亚南、中国科学院深圳先进技术研究院研究员冯威、苏州中咨工程咨询有限公司项目主任程环宇等专家参会。

中国科学院深圳先进技术研究院和苏州中资工程咨询有限公司分别在会上发布了《深圳市虚拟电厂建设潜力分析：空调和电动汽车》报告（简称《深圳报告》）、《苏州市虚拟电厂常态化运行方案：空调和电动汽车》报告（简称《苏州报告》），聚焦深圳和苏州两个城市的空调和电动汽车资源，提出了虚拟电厂建设的路径和建议。

国家能源局近期发布了《关于支持电力领域新型经营主体创新发展的指导意见》，确立了虚拟电厂的新型经营主体的地位，鼓励虚拟电厂聚合分布式光伏、分散式风电、新型储能、可调节负荷等资源，为电力系统提供灵活调节能力。与会专家围绕虚拟电厂的国际经验、机制创新、技术路线等议题展开了讨论。

NRDC北京代表处首席代表张洁清表示，尽管可再生能源装机规模不断实现新突破，但新增绿电无法完全满足新增电量需求，缺口仍需依赖传统能源来保障。解决这个问题有两大路径，除了继续大力发展可再生能源，实现可再生能源从装机主体过渡到电量主体之外，还应重视需求侧变革。在推进电能替代的同时，大幅提高需求侧的用能效率，通过虚拟电厂等新型经营主体挖掘需求侧资源的灵活调节潜力。空调和电动汽车是最具潜力的负荷资源，亟需为这些沉默的宝藏资源画像，确定其可参与电力系统调节的技术潜力、经济潜力和可调度潜力等关键信息，并确保需求侧资源与发电侧资源享有平等的市场地位。

中国电动汽车百人会常务副秘书长刘小诗介绍，百人会与NRDC合作多年，联合业内专家共同研究、探讨车网互动技术与模式，推动行业达成共识。他指出，以发展新能源汽车为主的智能交通转型和以可再生能源替代为核心的绿色能源转型快速发展、深度交融。车网互动作为虚拟电厂的一个重要组成部分，可以提供储能能力，未来形成规模化的虚拟储能电站，参与虚拟电厂运行，不仅能够提升电网对可再生能源的消纳水平，还能够增强电网的灵活性和韧性，同时避免大量的新能源汽车无序充电导致的配电网负荷“峰上加峰”，降低新能源汽车的用电成本。

目前，车网互动要实现大规模的商业推广还需迈过技术、标准、模式、机制等多道门槛。随着新能源汽车数量的快速增长、充电基础设施的逐步完善，车网互动在虚拟电厂框架下的应用前景将越来越广阔，成为推动能源转型和电网现代化的关键技术之一。

NRDC清洁电力项目副主任刘明明强调，虚拟电厂为平衡电力供需提供了一种高效的解决方案。通过数字化手段，虚拟电厂可以在需求侧聚合各类资源，特别是小微资源，而且不受地理位置的限制，能够在不同的地区进行资源的优化配置和调度。

空调作为传统的负荷驱动因素，受天气影响大，容易造成电网局部供需紧张。电动汽车作为新兴的负荷影响因素，瞬时充电负荷大，无序充电会威胁电网安全。但同时，这二者也是城市虚拟电厂建设中至关重要的资源。

苏州和深圳两市用电负荷快速增长、区域外来电依存度高。苏州空调占最大负荷比重超过30%，深圳新能源汽车保有量占比接近30%，若能通过虚拟电厂利用好这些资源，不仅可以大大缓解地方保供压力，还能有效促进新能源消纳，减少对化石能源的依赖，坚定地方的电力转型决心。

中国科学院深圳先进技术研究院研究员冯威介绍了《深圳报告》的主要发现。早在2017年，得益于与NRDC的国际合作，深圳在全国率先建立了虚拟电厂。由于补贴政策优厚、峰谷电价差异大以及低电价时段蓄冷优惠政策等因素，深圳虚拟电厂响应频次高，市场活跃度强。报告估算，在最佳情景下，到2025年，深圳空调与电动汽车的削峰潜力可占到全社会最高用电负荷的12%，填谷潜力可占到全社会低谷负荷的23%，其中空调蓄冷贡献15%，电动汽车转移充电贡献8%。到2030年，削峰潜力可占到全社会最高用电负荷的16%，填谷潜力可占到全社会低谷负荷的35%，空调蓄冷贡献25%，电动汽车转移充电贡献10%。

报告还对深圳虚拟电厂利用空调和电动汽车资源产生的经济效益进行了评估。在最佳情景下，到2030年，空调单次响应可避免的发电成本约在1608-6438万元之间，实现净经济效益（可避免的调峰机组建设成本）约为284-5114万元，可避免的GDP损失约为1.78亿元。对于电动汽车，单次响应可避免的发电成本约在644-2577万元之间，实现净经济效益（可避免的调峰机组建设成本）约为114-2047万元，可避免的GDP损失约为0.71亿元。

冯威提到，深圳正积极推动与广东省电力现货市场的有机融合，以增强电力市场的活力和效率。此外，为实现更大规模的资源整合和调度能力提升，以及更广泛的市场接入和资源优化配置，深圳在积极探索将深圳的虚拟电厂纳入南方区域电力市场试点。未来，随着技术标准的完善、电价政策的优化及更丰富电力市场品种的参与，虚拟电厂将在新型电力系统中会发挥更大的支撑作用。

苏州中咨工程咨询有限公司项目主任程环宇介绍了《苏州报告》的主要发现。作为我国最早开展需求侧资源探索的城市，苏州城市化程度较高，2023年7月，地区空调负荷突破1000万千瓦，超过当年全市最高用电负荷的三成，这为虚拟电厂提供了更多的调度和优化空间。目前，全市空调和电动汽车资源丰富，考虑技术约束情况下，预计2025年可调节潜力可达到约24万千瓦，相当于《苏州市能源发展“十四五”规划》中新型储能装机目标的60%。但受制于技术、管理、经济性及政策市场环境等因素，空调和电动汽车还无法常态化参与虚拟电厂的运行。

报告建议，虚拟电厂运营商要从项目内部提升资源响应能力，包括优化响应策略和升级基础设施，同时提高运维管理能力，积极探索商业模式获取增值服务。另一方面，需要合力从产业政策、技术规范标准、市场监管、交易机制和交易品种等方面协同推进政策和市场环境的完善。

报告提出，针对顶层设计缺失导致的发展定位不明的问题，应加强基础研究工作，明确虚拟电厂在地区能源规划布局中的发展定位，探索与苏州能源规划、双碳规划、电力规划的统筹衔接；针对管理机制尚未明确导致的管理分散问题，应建立部门协同、上下联动的工作机制，成立虚拟电厂管理机构，优化产业发展环境；针对交易规模不足的问题，应在完善需求响应机制的基础上持续推动虚拟电厂参与现货和辅助服务市场，丰富交易品种；针对当前价格无法有效引导用户参与的问题，应进一步完善动态分时电价机制，探索更有效更灵活的定价模式和价格组合。

程环宇强调，精准区分需求侧资源负荷特性是推动虚拟电厂常态化运行的前提。办公和商业的空调负荷具有不同的特性曲线。同样，在电动汽车领域，不同的车辆类型和充电桩设施将产生不同的充电行为。虚拟电厂运营商在聚合空调和电动汽车负荷时需要分类施策，根据资源特性制定调节策略，从而提升响应能力和盈利水平。

在圆桌讨论环节，清华四川能源互联网研究院光储直柔应用技术研究所副所长李立理介绍，近年来，电动汽车参与虚拟电厂在全球备受关注。英国已推出强制性智能有序充电政策，美国已明确电动汽车参与批发市场的主体地位，并在计量与结算方面推出分表计量等创新举措。我国车网互动方面，上网电价方面已有显著进展，促进了用户参与车网互动的积极性。未来，在电动汽车大发展阶段，安全、低碳、价值驱动将助力车网互动在虚拟电厂中发挥更大的作用。但目前我国虚拟电厂上位法尚不清晰，影响了地方相关政策出台的积极性。通过借鉴国际案例，我国可在政策法规、标准体系、市场机制、计量结算等方面加强建设，完善政策法规体系和市场价格机制，建立健全车网互动标准和电网服务保障体系，推动电动汽车参与虚拟电厂发展。

国网能源研究院电网所城市能源研究室主任代贤忠认为，虚拟电厂需要市场和技术两方面系统地协同来匹配电力系统需求。市场方面，虚拟电厂需要多元化的盈利机制，进行体系化和结构化设计，不同类型的成本从不同的市场渠道回收，建立支持长期可持续发展的机制。技术层面，虚拟电厂业实现业务流程跑通是基础，更重要的是支撑常态化和规模化运营，这就需要具备更好的通信采集、动态调控和智能控制能力，匹配电力系统不同时间尺度的调节需求。

国网智慧车联网技术有限公司移动储能高级经理王明才指出，开源节流是虚拟电厂实现盈利的重要途径。开源方面，要开拓多样化的商业模式，以适应不同类型市场的需求，不仅需要政策机制支持，以增加参与的频次和类型，也需要提升技术调控能力，提高对多类型负荷的精准预测和调控能力，包括负荷辨识和调控技术的提升。与此同时，随着聚合资源的增加，参与单位过多会摊薄利润，因此需要进一步规划和引导资源配置，以保证参与企业盈利。节流方面，需要考虑低成本参与的措施，包括提高结算效率、确保系统的高可靠性，以及推动设备标准化，从而降低技术成本，实现用户无感调控，提升整体体验。

协鑫综合能源服务有限公司副总经理钱亚南介绍，协鑫虚拟电厂建设运营主要采取邀约+实时响应协同的模式。虽然市场上对实时调节认可度更高，但由于技术制约和协调难度，市场主流还是以邀约为主。

目前空调和充电桩在参与虚拟电厂过程中都存在激励分散问题。空调方面，对于商业体来说，租赁关系决定了物业和租户的诉求不同，物业关注出租率和投诉率，租户关注电费和体验。参与虚拟电厂有可能影响租户体验，进而增加投诉率，影响出租率，因此商业体缺乏动力去参与虚拟电厂。此外，楼宇自控系统用户需要单独与主机厂家对接，导致接入虚拟电厂成本较高，进一步增加了推行难度。充电桩方面，桩企与车主之间也存在类似关系，利益传导不顺畅导致充电桩参与动力匮乏。就公交充电桩而言，除了技术层面，还存在车辆的管理和协调成本较高的问题。这些都是商业空调和充电桩参与虚拟电厂需要考虑解决的问题。

对于虚拟电厂下一步的发展方向，钱亚南认为，首先应该推动商业模式多元化，保证虚拟电厂作为市场主体的参与频次；其次应考虑园区甚至台区级建设调节能力，打造更丰富的虚拟电厂的应用场景。

NRDC能源转型项目高级项目主管黄辉表示，虚拟电厂作为新型经营主体，目前面临的重要挑战是如何从补贴型经济激励过渡到市场化常态化运行。当前虚拟电厂的建设多数来自政府补贴或科技经费提供资金支持，运营主要依靠参与需求响应获得专项补偿资金。在市场化机制成熟前，需要保持资金稳定性来培育虚拟电厂。

另外，需要加快完善适合虚拟电厂参与的市场机制。规则设计上，要充分考虑虚拟电厂规模小且分散、但相对多样灵活的特征。比如，我国现货市场主要是按照220kV节点出清。虚拟电厂往往是跨节点聚合分散资源且处于较低的电压等级，需要探索如何分节点参与现货交易以及出清节点向更低电压等级延伸，来为虚拟电厂提供更加准确的价格信号。辅助服务和容量机制方面，通过建立虚拟电厂辅助服务、容量价值评估方法，丰富市场品种，有利于充分发挥虚拟电厂对电力系统灵活可调、多时间尺度响应的作用，也有利于激励虚拟电厂提高自身响应能力来满足系统辅助服务所需的秒级调控需求。

此外，虚拟电厂资源多样，不同类型资源应采取不同的策略，比如，对空调、电动汽车按工商业用户和居民用户进行分类引导，通过鼓励工商业用户参与各类市场、居民用户采用分时电价，充分发挥各自的资源潜力。