新型電力系統(tǒng)需要怎樣的虛擬電廠

今年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關于加快推動虛擬電廠高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》（發(fā)改能源〔2025〕357號，下稱《指導意見》），在電力行業(yè)引發(fā)熱議。這份文件不僅是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要配套政策，更明確了虛擬電廠在推動電力綠色低碳轉(zhuǎn)型中的重要作用，標志著虛擬電廠正式從“試驗田”邁向“主戰(zhàn)場”。

什么是虛擬電廠

虛擬電廠的作用可以通俗的理解為，它能讓廣大的分布式能源和負荷“團結(jié)起來就是力量”，通過聚合在電網(wǎng)中星羅棋布的分布式電源、儲能及可調(diào)節(jié)負荷，基于平臺的集中控制，形成一個等效的、可同時具備發(fā)電與用電特性的、可觀測、可調(diào)控的電廠/負荷。

正是因為這種“團結(jié)起來就是力量”的作用，虛擬電廠為“體量小，數(shù)量大，難觀測，難調(diào)節(jié)”的海量分布式資源提供了參與電力保供、助力可再生能源消納，并通過電力市場實現(xiàn)效益最大化的機遇，近年來受到了極大的關注。

雖然國外開了虛擬電廠之先河，但國內(nèi)呈后來者居上之勢。

在德國、美國等電力市場化程度高的國家，虛擬電廠已實現(xiàn)商業(yè)化運營多年。例如，德國的Next Kraftwerke公司，通過聚合數(shù)千個分布式資源，成為電力輔助服務市場的活躍參與者，不僅實現(xiàn)穩(wěn)定盈利，還對電力系統(tǒng)安全運行發(fā)揮了重要支撐作用。

而國內(nèi)在政策激勵、技術創(chuàng)新及市場化的合力驅(qū)動下，全國各地均有眾多試點示范項目，廣東、江蘇、山東、上海等地以地方政府主導、在電網(wǎng)公司大力支持下，以參與電網(wǎng)需求響應為主的城市級虛擬電廠的示范項目，取得了顯著的保障電力供應，助力可再生能源消納的作用。例如，深圳市虛擬電廠通過接入電動汽車充電站、5G基站儲能、商業(yè)樓宇空調(diào)等資源聚合500兆瓦可調(diào)節(jié)需求響應能力，在2023年高溫天氣期間成功削減高峰負荷15%。

盡管示范成效顯著，但虛擬電廠規(guī)模化應用的挑戰(zhàn)依然存在，體現(xiàn)在商業(yè)盈利模式單一，主要靠參與需求響應獲得補貼，而需求響應僅在電力供應緊張時才有需求；缺乏與電網(wǎng)互動的能力，大部分未接入電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，從而無法為電網(wǎng)的安全運行提供直接支持；以及海量、異質(zhì)的分布式資源的聚合與調(diào)度的難度大，服務平臺建設與運營門檻高。

衡量虛擬電廠發(fā)展水平的核心指標，是其在新型電力系統(tǒng)中提供的可調(diào)節(jié)能力。

《指導意見》給出了未來五年調(diào)節(jié)能力的量化指標，即2027年實現(xiàn)2000萬千瓦以上，2030年實現(xiàn)5000萬千瓦以上的可調(diào)節(jié)能力。

虛擬電廠的發(fā)展需圍繞打造可靠、靈活的調(diào)節(jié)能力發(fā)力，構(gòu)建提供調(diào)節(jié)能力的平臺，完善可調(diào)節(jié)能力的評估體系，打通與電網(wǎng)的“溝通”渠道，并通過多元化的電力市場體系體現(xiàn)調(diào)節(jié)能力的價值。

及時友好的“廠”網(wǎng)互動、主動積極的市場參與、安全高效的平臺運作將是虛擬電廠行穩(wěn)致遠的立身之道。

虛擬電廠關鍵在于電網(wǎng)互動能力

虛擬電廠要有“有生命力”，就得“能用、好用、常用”，而關鍵就在于它要有與電網(wǎng)的互動能力，要能與電網(wǎng)“說上話”“聽得懂”“做得到”。

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行依賴供需的瞬時平衡，這需要供應側(cè)、需求側(cè)都能夠提供可調(diào)節(jié)能力，以應對高比例新能源發(fā)電及負荷的波動所致的電力不平衡。

傳統(tǒng)上需求側(cè)由于缺乏對電力成本的實時感受，沒有動力調(diào)整其需求。同時，分布式可再生能源的高速發(fā)展，更進一步增加了供應側(cè)的波動性與不確定性，增大了電力不平衡的可能性。

虛擬電廠是賦能需求側(cè)可調(diào)節(jié)的一種高效、經(jīng)濟的方式，其與電網(wǎng)的緊密互動，將實現(xiàn)電網(wǎng)與需求側(cè)的雙贏。

對用戶而言，可能降低電力消費成本。通過充分利用電網(wǎng)分時電價、低邊際成本可再生能源及多種儲能技術，可以最大限度地降低用電總成本。

對電網(wǎng)而言，可以實現(xiàn)安全可靠的電網(wǎng)運行。虛擬電廠對海量、難調(diào)節(jié)的分布式電源、儲能及負荷的高度集成，極大地提升了電網(wǎng)對需求側(cè)的觀測與調(diào)度能力，電網(wǎng)就能夠告訴需求側(cè)“什么時候能用，怎么用”，從而有效的減少分布式電源和需求側(cè)的波動對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響。

要實現(xiàn)與電網(wǎng)的及時、友好互動，虛擬電廠必須具備實時信息互通，實時資源整合、實時響應調(diào)度的能力。

一是與電網(wǎng)調(diào)度的實時信息交換能力。電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度需能夠?qū)μ摂M電廠的電力需求或供給進行實時監(jiān)測及遠程的調(diào)節(jié)與控制；虛擬電廠則需能夠隨時地感知電網(wǎng)的運行狀態(tài)、市場價格的實時信號及系統(tǒng)調(diào)度給出的調(diào)節(jié)控制指令。

二是對分布式資源的整合及實時調(diào)配能力。分布式資源的海量、小體量、地理分布分散、電力出力或消費高度不確定等特性，使得虛擬電廠需高度依靠協(xié)調(diào)控制、智能計量與信息通信三項關鍵技術來聚合與調(diào)度分布式資源。

三是響應電網(wǎng)實時指令的調(diào)節(jié)能力。虛擬電廠要能夠依據(jù)市場價格的實時信號及系統(tǒng)調(diào)度給出的調(diào)節(jié)控制指令，迅速地依據(jù)這些指令信號或者是自身的效益需求來調(diào)節(jié)其電力的消費或供給。

通過與電網(wǎng)互動，虛擬電廠能實現(xiàn)多重價值。

首先，電網(wǎng)更安全，虛擬電廠可以為電力的安全可靠供給提供調(diào)頻、調(diào)峰、爬坡、備用等服務，成為電力系統(tǒng)運行的“穩(wěn)定器”。

其次，新能源更好消納，能快速應對“棄風棄光”問題，提升綠色能源利用率，讓每一度綠電都能發(fā)光發(fā)熱。

最后，系統(tǒng)成本更低，通過精準的調(diào)節(jié)，減少對傳統(tǒng)大電源和輸電網(wǎng)的新建依賴，顯著降低電網(wǎng)的投資建設與運營成本。

蘇州相城區(qū)虛擬電廠通過“市場+行政”的方式建立區(qū)域彈性負荷管理能力，與供電公司共同舉行了2024年虛擬電廠迎峰度夏負荷管理演練，成功驗證了虛擬電廠在負荷集中區(qū)域電力供應短缺時的保供價值。

總而言之，實現(xiàn)與電網(wǎng)的及時友好互動才能展現(xiàn)虛擬電廠的生命力。

虛擬電廠的發(fā)展需要市場機制變革

目前國內(nèi)的虛擬電廠仍以參與“需求響應”為主，收益依賴政府補貼和電網(wǎng)安排，缺乏商業(yè)自主性。要讓虛擬電廠“活得長久”，不能只靠政策“輸血”，必須跳出“政策溫室”，學會自己“造血”。

通過參與電力市場、在多元化市場中獲得真實的價值回報，成為重要而可行的選擇。實時電價機制能更真實反映電力供需成本，而虛擬電廠的靈活特性恰好能在市場中“左右逢源”——電價高時售電獲利，電價低時充電或用電。

可以預見，未來的虛擬電廠運營者，需要成為資深“電力交易員”，深諳多市場策略，在各種“賽道”中自由切換、靈活應對。

實踐證明，現(xiàn)有的以參與需求響應為主的商業(yè)模式難以為繼，因為需求響應只有在電力緊張時才能通過消減用電獲得補貼收益，平時則被“閑置”。

而虛擬電廠不僅能“減少用電”，還能“輸出電力”，具備參與調(diào)頻、備用容量、綠電交易等多種能力。市場機制能讓虛擬電廠在多種場景下“找活干、賺收益”，充分發(fā)揮其全部潛能，使收益最大化。德國的成功經(jīng)驗表明，市場化環(huán)境下，虛擬電廠可通過參與調(diào)頻、備用容量等多類服務，年收益提升30%以上。

虛擬電廠為海量分布式資源參與市場提供了便捷、高效、低成本的途徑，而近期國家發(fā)改委與能源局關于全面加快電力現(xiàn)貨市場建設工作的394號文件，為虛擬電廠加速市場化提供了機遇。文件提出了2025年電力現(xiàn)貨市場全覆蓋的目標，以日前及準實時的電能量交易為特征的現(xiàn)貨市場，能夠更真實地反映實時電力供需的成本，也能準確地體現(xiàn)虛擬電廠所聚合的分布式能源及可調(diào)節(jié)負荷的價值。

中國將在2025年基本建成，2030年全面構(gòu)建的全國統(tǒng)一電力市場體系，涵蓋了中長期交易、現(xiàn)貨、輔助服務、容量、跨省交易、分布式交易等多元化的市場類型。

虛擬電廠作為獨立的市場主體，有能力并將有機會公平地參與適合自身發(fā)展的相關市場。從充分發(fā)揮虛擬電廠的優(yōu)勢，實現(xiàn)價值最大化的角度，現(xiàn)貨市場與輔助服務市場是當下最適合虛擬電廠的市場化路徑。

虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場可以實現(xiàn)電力生產(chǎn)與消費的利益最大化。依據(jù)日前與實時的市場價格，適時轉(zhuǎn)換電力生產(chǎn)或消費的身份，“低谷買電、高峰賣電”，確保收益最大化或成本最小化。

虛擬電廠參與輔助服務市場有助于實時電力平衡與系統(tǒng)安全運行。根據(jù)自身特點，即所聚合的資源的特性，虛擬電廠可以提供電網(wǎng)安全運行所需的調(diào)頻、調(diào)峰、爬坡、系統(tǒng)備用等服務，實現(xiàn)“一體多用，分時復用”，最大限度拓寬自身收益渠道。

可以預見在未來，虛擬電廠還將有機會通過參與以大范圍資源優(yōu)化配置為目的的跨省電力交易，來助力可再生能源消納，提升系統(tǒng)靈活性能力，降低電力系統(tǒng)運行成本，實現(xiàn)跨省綠電直購。也可以通過參與以保障長周期電力供需平衡與高比例可再生能源消納為目的的容量市場，獲得更穩(wěn)定長期收益。

虛擬電廠從試點示范向大規(guī)模商業(yè)應用，急需社會資本的參與。民營企業(yè)的高靈活性和創(chuàng)新能力，對市場變化的快速“逐利”能力，追求極致的成本控制和效率提升能力，以及善于服務的客戶“粘連”能力，都將使其在一個公平競爭的市場環(huán)境下能夠“淋漓盡致”地體現(xiàn)虛擬電廠的價值。

而備受關注的電網(wǎng)公司，在以提供需求響應為主導模式的虛擬電廠建設中，依據(jù)自身的運營與技術優(yōu)勢，發(fā)揮了出色的引領作用。但在未來市場化環(huán)境下，電網(wǎng)公司將不再“包打天下”，而應回歸系統(tǒng)調(diào)度的“中立”地位，從過去的試點示范、推廣技術創(chuàng)新的引領角色，轉(zhuǎn)變?yōu)橹С痔摂M電廠公平地參與電力市場，與可靠地提供系統(tǒng)安全運行保障的服務角色。

一個可參考的案例是山東電網(wǎng)建立的虛擬電廠服務中心，它通過明確參與市場的規(guī)范和數(shù)據(jù)接入的技術指標，開發(fā)建設運營服務平臺，以實現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)控、統(tǒng)一服務，規(guī)范虛擬電廠調(diào)節(jié)能力測試標準，為山東各地虛擬電廠的可持續(xù)發(fā)展提供了保駕護航的重要作用。

平臺，虛擬電廠的底座

虛擬電廠的本質(zhì)是“平臺經(jīng)濟”，是物聯(lián)網(wǎng)平臺在新型電力系統(tǒng)中的應用。沒有高效可靠的平臺，虛擬電廠如同“無槳之舟”，難以乘風破浪，過“萬重山”。

虛擬電廠的特性決定了需要基于平臺實現(xiàn)多方位的協(xié)同，它需要聚合、調(diào)度海量分布式資源，與電網(wǎng)調(diào)度、負荷、電力交易機構(gòu)多個外部相關方展開互動，并動態(tài)地在電廠與負荷的角色之間進行變換。

因此，平臺必須具備快速、可靠參與電力系統(tǒng)安全運行，整合與調(diào)度海量分布式資源，以及面向多元用戶可擴展增值服務三大能力。

建設安全、高效的虛擬電廠服務平臺需要考慮多種技術因素。EFC（能源基金會）認為，建設過程中特別應該做好兩件事：

采用統(tǒng)一的標準化體系：要在技術互聯(lián)，市場交易，調(diào)度控制，用戶管理等多方面實現(xiàn)“車同軌、書同文”，從而降低平臺建設與運營成本，為虛擬電廠構(gòu)建牢固的數(shù)字底座。

歐盟推出的CEN-CENELEC標準體系中CLC/TS 50549，EN 50600等標準，就為虛擬電廠的信息交互，市場交易，及信息安全等提供了范本，是一個具有國際成熟經(jīng)驗的、可借鑒的樣板。

開發(fā)AI賦能的應用能力：用智能算法替代人工決策，提升運營效率，提高參與電力系統(tǒng)及電力市場運行的響應速度與精度，涵蓋高精度的分布式能源與負荷預測，電力市場交易的智能報價策略，及自動的電力交易與結(jié)算合約執(zhí)行等。例如，特斯拉的Autobidder平臺正是通過AI技術來實時決策“何時充電、何時放電、在哪個市場參與交易、報多少價格”，實現(xiàn)儲能資產(chǎn)的收益最大化。

毫不夸張地講，一個安全、高效、智能的平臺，是虛擬電廠健康運行的“基石”。沒有平臺，就沒有虛擬電廠真正的能力釋放。

全國統(tǒng)一電力市場的構(gòu)建，特別是2025年電力現(xiàn)貨市場的全覆蓋，為虛擬電廠的商業(yè)化發(fā)展提供了天時；分布式可再生能源與儲能的大規(guī)模接入電力系統(tǒng)為虛擬電廠的規(guī)?；l(fā)展提供了地利；政府與電網(wǎng)公司的大力引領及對民營企業(yè)積極參與的鼓勵是虛擬電廠可持續(xù)發(fā)展的人和。

在有利的外部環(huán)境下，要實現(xiàn)《指導意見》提出的虛擬電廠等發(fā)展目標仍任重道遠，虛擬電廠面臨可持續(xù)的商業(yè)模式，規(guī)?；恼{(diào)節(jié)能力，及可靠、精準的資源聚合與配置等多方面的挑戰(zhàn)。

從“摸著石頭過河”的試點探索，到邁向市場化的發(fā)展全面落地，虛擬電廠正處在走向規(guī)模化、商業(yè)化應用的關鍵階段。

（作者張永平為能源基金會清潔電力項目主任、周勤為能源基金會清潔電力項目高級顧問、周鋒為能源基金會清潔電力項目主管；編輯：韓舒淋）