“雙碳”目標(biāo)下，作為應(yīng)對缺電和消納的重要手段，國內(nèi)虛擬電廠呈現(xiàn)井噴式發(fā)展，各類支持政策加速落地，市場主體日趨多元，眾多玩家紛紛涌入賽道，盈利模式不斷成熟，千億級市場藍(lán)海日漸顯現(xiàn)，我國虛擬電廠已逐步實現(xiàn)從邀約型向市場型轉(zhuǎn)型。

在此背景下，本文從“識道、辨勢、優(yōu)術(shù)”三個方面進(jìn)行分析，為虛擬電廠各參與方積極融入發(fā)展快車道提供建議參考。

識道：虛擬電廠概述

（一）特點

虛擬電廠在電網(wǎng)中扮演“負(fù)荷”和“電廠”的雙重角色，對于促進(jìn)電網(wǎng)供需平衡、推動綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)資源，具有三大特點：

需求響應(yīng)靈活度更強(qiáng)。當(dāng)前常規(guī)煤電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)資源，從啟動到滿足要求的功率時間較長，響應(yīng)速度慢，難以快速響應(yīng)調(diào)節(jié)需求。與傳統(tǒng)調(diào)節(jié)資源相比，虛擬電廠功率爬坡速率快，有望達(dá)分鐘級響應(yīng)，同時虛擬發(fā)電廠的資源可自由組合進(jìn)行供應(yīng)。

負(fù)荷管理精細(xì)化更高。在需求側(cè)響應(yīng)模式下，除部分大用戶可實現(xiàn)分路用電精確控制，中小微型負(fù)荷管理僅維持保安負(fù)荷使用。與常規(guī)負(fù)荷管理手段相比，虛擬電廠通過內(nèi)部協(xié)調(diào)控制，整合負(fù)荷要素，快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求，最大限度挖掘用戶側(cè)負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力。

資源調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。目前電力系統(tǒng)削峰填谷主要依賴煤電、燃?xì)獍l(fā)電頂峰調(diào)峰等，前期需要大量資金投入建設(shè)。與現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)節(jié)資源相比，虛擬電廠依托已有可調(diào)節(jié)資源，資金投入側(cè)重于軟件和平臺。根據(jù)國家電網(wǎng)測算，滿足5%的電網(wǎng)峰值負(fù)荷調(diào)節(jié)，虛擬電廠總投資僅為同等效力下火電的12%至15%。

（二）發(fā)展階段

虛擬電廠發(fā)展可分為邀約型、市場型、自主型3個階段，不同階段的參與的靈活性性資源、可參與的市場類別以及收益來源不同。

邀約型階段：無電力市場情況下，由政府部門或調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約，虛擬電廠聚合商參與，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵流程，通過需求響應(yīng)激勵用電單位參與，實現(xiàn)削減峰荷。

市場型階段：電力市場建成后，虛擬電廠聚合商以類似于實體電廠的模式，參與電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等獲得收益，通過市場交易引導(dǎo)用電方加入電力市場，實現(xiàn)電力平衡。

自主型階段：虛擬電廠的區(qū)域范圍擴(kuò)大，能夠參與跨區(qū)域的電力市場交易，類似為“虛擬電廠電力系統(tǒng)”，不僅包括分布式能源，也包括這些資源組成的微電網(wǎng)、區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)等，通過信息化強(qiáng)化市場主體參與力度，實現(xiàn)能源改革，當(dāng)前歐美等地區(qū)進(jìn)入此階段。

圖1 虛擬電廠發(fā)展階段

辨勢：國內(nèi)虛擬電廠逐步進(jìn)入市場型階段

（一）政策標(biāo)準(zhǔn)密集發(fā)布

2022年以來，國內(nèi)虛擬電廠行業(yè)政策密集發(fā)布，國家發(fā)改委、能源局在電力現(xiàn)貨市場、電力負(fù)荷管理、新型電力系統(tǒng)等政策中，均明確指出支持虛擬電廠建設(shè)與發(fā)展，培育虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式。

同時，各省也出臺了虛擬電廠利好政策，2022年6月北京首次將虛擬電廠建設(shè)納入電力發(fā)展規(guī)劃，山西能源局印發(fā)首份省級虛擬電廠建設(shè)運營實施方案。另外，2023年2月由國網(wǎng)上海電力和浙江電力分別牽頭的《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》、《虛擬電廠管理規(guī)范》兩項國家標(biāo)準(zhǔn)獲批立項，這些政策出臺為虛擬電廠參與電力市場做出規(guī)范和指引。

中央部委、各省密集出臺支持虛擬電廠建設(shè)的政策標(biāo)準(zhǔn)，反映了國內(nèi)虛擬電廠體制機(jī)制、規(guī)則體系日益健全。

表1 虛擬電廠行業(yè)重點政策梳理

（二）典型項目不斷涌現(xiàn)

近年來，虛擬電廠建設(shè)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，廣東、浙江、上海、河北等省份建起了多個虛擬電廠的試點示范項目，各地虛擬電廠試點明顯加速，虛擬電廠單一需求響應(yīng)向綜合性、發(fā)電側(cè)、需求響應(yīng)多元化資源發(fā)展。

從聚合資源來看，主要包括儲能、負(fù)荷、分布式電源，比如江蘇項目主要資源除了空調(diào)負(fù)荷以外，也包括充電樁、儲能等；浙江麗水項目的資源除用戶側(cè)的資源還包括小水電。

從項目特點來看，江蘇虛擬電廠建成世界首套“大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)”，是國內(nèi)最大規(guī)模容量的“虛擬電廠”；南方電網(wǎng)公司分布式源荷聚合服務(wù)平臺在網(wǎng)省兩級同步開展虛擬電廠多功能聯(lián)合調(diào)控，是我國首個區(qū)域級虛擬電廠。

虛擬電廠典型項目加速建設(shè)落地，已涌現(xiàn)出國內(nèi)甚至世界范圍內(nèi)多個之最項目，反映了國內(nèi)虛擬電廠逐步規(guī)?；?/p>

表2虛擬電廠典型項目梳理

資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

（三）盈利能力日漸增強(qiáng)

國內(nèi)虛擬電廠收益模式逐步多元化，由以往主要依賴于政府專項補(bǔ)貼，轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨髠?cè)響應(yīng)、輔助服務(wù)市場交易，通過調(diào)峰調(diào)頻使得多方獲益。

其中輔助服務(wù)市場方面，2019年底，冀北虛擬電廠建成投運我國首個以市場化方式運營的虛擬電廠示范工程，蓮花灘風(fēng)電場接入后，當(dāng)月發(fā)電指標(biāo)提升了5個百分點，實現(xiàn)單機(jī)發(fā)電能力和利潤的提升。需求側(cè)響應(yīng)方面，2022年，深圳虛擬電廠平臺試點應(yīng)用，完成參與電力現(xiàn)貨市場的功能試驗，平均度點收益為0.274元，連續(xù)2個月實現(xiàn)售電盈利提升超過200%，成為國內(nèi)首個虛擬電廠調(diào)度用戶負(fù)荷參與電力現(xiàn)貨市場盈利的案例。

冀北虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場、深圳虛擬電廠參與電力現(xiàn)貨市場取得商業(yè)化成功，論證了虛擬電廠盈利能力日漸增強(qiáng)。

（四）眾多玩家紛紛入局

近年來，國內(nèi)眾多領(lǐng)域企業(yè)入局虛擬電廠賽道，從不同切入點布局虛擬電廠相關(guān)業(yè)務(wù)，主要通過綜合能源服務(wù)、軟件研發(fā)等方式涌入虛擬電廠市場。

綜合能源服務(wù)方面，主要以負(fù)荷聚合商身份開展虛擬電廠項目運營，通過調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)獲取收益，也有拓展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)，參與虛擬電廠建設(shè)，如南網(wǎng)能源、國電南瑞等。

軟件研發(fā)方面，主要承接虛擬電廠建設(shè)項目，開展虛擬電廠平臺相關(guān)軟件產(chǎn)品開發(fā)、平臺聯(lián)調(diào)等，如華為、遠(yuǎn)光軟件等，同時也有公司打造了虛擬電廠平臺與解決方案，如朗新科技建設(shè)的電動聚合平臺，目前已應(yīng)用于浙江、湖北等省份，其中浙江已接入省電動及蔚來等第三方運營商等上萬個充電樁，接入充電設(shè)施總?cè)萘砍^52萬千瓦，湖北也已接入近萬個充電樁。

我國虛擬電廠呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢，已逐步邁入市場型階段，虛擬電廠空間廣闊，藍(lán)海賽道蓄勢待發(fā)，各參與主體積極布局，主動融入虛擬電廠快車道，搶占市場高地。

優(yōu)術(shù)：融入市場型虛擬電廠快車道

（一）面向車網(wǎng)互動的電動汽車換電站聚合調(diào)控

為提升電動汽車換電站參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主動性，虛擬電廠資源供給方運營主體通過聚合換電站等可調(diào)節(jié)資源，貫通電力調(diào)度系統(tǒng)，建立資源層、聚合調(diào)控層，推動實現(xiàn)多方效益最大化。

資源層包括將充電設(shè)施可調(diào)負(fù)荷聚合接入管理，形成資源調(diào)節(jié)池，根據(jù)電力需求側(cè)實時管理系統(tǒng)下達(dá)的負(fù)荷總體調(diào)節(jié)策略，完成需求響應(yīng)，實現(xiàn)資源可觀、可測、可控、可調(diào)。聚合調(diào)控層包括數(shù)據(jù)接入管理、聚合資源管理、調(diào)控能力評估、調(diào)控策略管理和調(diào)控執(zhí)行管理，支撐車網(wǎng)協(xié)同互動。

圖2 面向車網(wǎng)互動的電動汽車換電站聚合調(diào)控

（二）面向源網(wǎng)荷儲的客戶側(cè)柔性可調(diào)負(fù)荷預(yù)測

為緩解清潔能源消納壓力，虛擬電廠資源需求方運營主體通過將客戶側(cè)柔性負(fù)荷聚合起來，優(yōu)化客戶側(cè)柔性負(fù)荷數(shù)字建模技術(shù)，對歷史用電數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)等進(jìn)行匯集并處理，利用大數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練選擇出用戶最優(yōu)算法和參數(shù)，支持日內(nèi)96點等多頻度預(yù)測，并對接電網(wǎng)調(diào)度中心的調(diào)峰調(diào)頻等需求生成日前調(diào)度計劃，以日前計劃-日內(nèi)滾動的多時間尺度的優(yōu)化調(diào)度方式，消除預(yù)測誤差影響，滿足分布式資源日、周、月季、年多時間尺度的負(fù)荷分析，支撐“源隨荷動、荷隨網(wǎng)動”的友好互動模式。

圖3 面向源網(wǎng)荷儲的客戶側(cè)柔性可調(diào)負(fù)荷預(yù)測

（三）面向資源整合的綜合技術(shù)服務(wù)平臺運營

依托虛擬電廠綜合服務(wù)運營主體天然的“平臺+聚合”能力，虛擬電廠交易撮合方將可調(diào)負(fù)荷、儲能側(cè)和電源側(cè)等資源接入到綜合服務(wù)平臺，與虛擬電廠上下游企業(yè)貫通，加強(qiáng)資源整合與業(yè)務(wù)拓展，提供交易、結(jié)算、市場服務(wù)等平臺公共服務(wù)。

同時，對虛擬電廠各類資源的參數(shù)、運行狀態(tài)，以及市場主體交易活動和行為進(jìn)行實時監(jiān)測，提供全方位平臺運營監(jiān)控分析，實現(xiàn)對平臺活躍監(jiān)控、業(yè)務(wù)監(jiān)控、響應(yīng)分析等，為平臺運營商決策賦能。

圖4 面向資源整合的綜合技術(shù)服務(wù)平臺運營

結(jié)語

成熟的市場環(huán)境是虛擬電廠發(fā)展的沃土，我國虛擬電廠有望在電力市場化改革背景下加速完成商業(yè)模式探索、實現(xiàn)更大規(guī)模的應(yīng)用，不僅包括輔助服務(wù)品種、中長期容量多元化市場拓寬，還包括主體地位明確、交易規(guī)則健全等。未來幾年，在“雙碳”目標(biāo)下，虛擬電廠勢必會迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。