近期，我国多个省份迎来持续高温天气，用电量飙升，连续刷新用电负荷最高纪录，电力调度显得越发关键，各地也加速了虚拟电厂的建设。

什么是虚拟电厂？它在电力调度过程中起到什么样的作用？

何为“虚拟电厂”？

“虚拟电厂并不是个发电厂，而是一套能源管理系统。它安装在工厂等用电大户的控制终端，把可中断的如空调、照明等负荷纳入到控制序列，在不影响企业正常生产的情况下，通过精准控制达到供需平衡。”中国电力企业联合会常务副理事长杨昆说。

在江苏常州，一家商场的空调控制模块已接入负荷集控系统。该系统分析后发现，目前正是当地用电高峰，需降低用电负荷来平衡电网供需。30秒后，系统将商业综合体内功率为1200千瓦的空调负荷自动降到600千瓦，商场内的温度只上升了1℃，并没有影响到顾客的购物体验。

按照以往，当出现较大用电负荷时，传统解决办法是在发电端扩建电厂、紧急调动备用发电资源，同时加强用电端的有序使用。

不过，如果仅仅通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求，有可能在用电低谷期产生巨大浪费，有序用电造成的停工停产也会对企业生产造成冲击。因此，虚拟电厂成为有效解决用电负荷的新方案。

国家能源局相关负责人说，通过需求侧的响应将负荷降下来，对整个电力行业发展会产生更好的作用。

据了解，早在“十三五”时期，我国就已开展虚拟电厂的试点工作，部署多个虚拟电厂项目，取得很多经验和数据。比如，上海于2017年建成黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程。2019年，国家电网冀北电力公司优化创新虚拟电厂运营模式，并服务北京冬奥会。

《“十四五”现代能源体系规划》进一步提出，开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。

2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出要大力提升电力系统综合调节能力，加快灵活调节电源建设，引导自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节。

已有多家上市公司布局

总得来说，虚拟电厂成为电力信息化的重点建设方向之一，有望成为实现“双碳”的重要抓手，未来行业景气度有望不断提升。工厂、企业用户，未来居民也可以参与到虚拟电厂的价值创造中。

在良好发展前景吸引下，众多玩家“乐此不彼”。据不完全统计，包括恒实科技、国能日新、朗新科技、国网信通、远光软件、金智科技等多家公司明确表示对虚拟电厂领域进行了不同程度的参与。

恒实科技是虚拟电厂设计、建设与运营的先行者之一，曾全程参与国内首个虚拟电厂国网冀北电力公司虚拟电厂建设；国电南瑞在虚拟电厂上形成了完备的技术和产品系列，可灵活支持市场上多种新商业模式，优势在于丰富的电力系统运行经。

而国能日新则于2020年进入虚拟电厂领域，承接了国网综合能源服务集团有限公司虚拟电厂建设项目。根据公司官方微信公众号披露，公司已经在河北、山东等地有了项目落地。

新能源、新型储能等领域企业也开展虚拟电厂技术研发和布局，如天楹股份、电享科技等。

新能源高景气+电力市场化催生八百亿虚拟电厂市场空间

虚拟电厂兼具环保性与经济性，投入成本约为火电厂的 1/8。我国东西部电力供需 关系趋紧，电力峰谷差矛盾日益突出，各地年最高负荷 95%以上峰值负荷累计不足 50 小时。峰谷差问题可以依靠多种手段缓解，但总体来看，随着虚拟电厂技术的日 渐成熟，虚拟电厂将成为削峰填谷投资成本最低的手段。根据国家电网测算，通过 火电厂实现电力系统削峰填谷，满足 5%的峰值负荷需要投资 4000 亿，而通过虚拟 电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需 500-600 亿元，既满足环保要求，又能 够降低投入成本。（报告来源：未来智库）

从能源结构看，我国风电、光伏及电网系统更接近于欧洲模式。第一，中国新能源 补贴政策与欧洲各国较为相似，且欧洲国家在风电、光伏等新能源发展方面领先中 国，风电、光伏装机容量占比达到约 34%，中国则为 24%，未来我国的发电结构将 向欧洲水平趋近。第二，中国与欧洲电网的职能、架构更为类似：a) 欧洲各国之间 有成熟的跨境电网，并由专门的跨境电网运营商进行调度，而中国的电网一直由国 家电网、南方电网负责运营，能够实现跨省、远距离的电力调度；b) 与美国相比， 中国与欧洲的需求侧很难直接与分布式发电相连，即使是发展较快的整县光伏项目， 也需接入配电网，再输送至近距离用户，因此很难实现美国例如家用光伏的发电与 用电“合二为一”。因此我国虚拟电厂的早期实践案例聚合了较多风电、光伏资源， 与欧洲模式具有较强的相似性。

从市场机制看，我国电力交易市场尚处于试点起，虚拟电厂的运营仍以邀约制下的 需求侧响应为主要模式，因此当前情况下更接近于美国模式。欧洲虚拟电厂利用软 件算法设定电力现货市场的竞价策略，实现交易收益的最大化。但我国电力市场处 于起步阶段，目前仅有广东省对电力现货交易实行了试点，当电力供给出现缺口或 存在调峰调频需求时，通常依靠电网公司牵头邀约，实现需求侧响应或辅助服务， 因此目前用户侧资源以参与需求侧响应为主，与美国模式更为接近。

虚拟电厂收益空间巨大，每年市场空间或超 800 亿元。我国虚拟电厂仍处在邀约型 阶段，以需求侧响应、调峰调频为主要的收益来源。目前广东省作为缺电大省，每 年 30%左右电量来自于外省输送，是我国电力市场化需求最为迫切、也是市场化进 展领先的地区。因此我们以广东省的情况为例，测算了虚拟电厂的市场空间：《广 州市虚拟电厂实施细则（征求意见稿）》中提出，通过开展需求响应实现削峰填谷， 逐步形成约占广州市统调最高负荷 3%左右的需求响应能力，对参与响应的用户或 聚合商给予补贴，削峰补贴最高 5 元/度，填谷补贴最高 2 元/度。根据测算，补贴 环境下，预计每年广东省虚拟电厂的收益空间有望达到 294 亿元；若考虑日后退补 的情况，参考广东电力现货交易试点的价格，预计每年广东省内虚拟电厂的收益空 间约为 83 亿元；按照同样的测算方法，市场化情况下，预计全国虚拟电厂收益空 间约为 870 亿元。

“虚拟电厂” 离火爆还有多远？

业内人士指出，随着新能源大规模装机并网以及电网峰谷差的扩大，虚拟电厂的作用正在日益凸显。但值得注意的是，作为一个已经不算新鲜的概念，虚拟电厂行业在国内的发展仍处于较为初步的状态。

相较于热电厂、水力发电设施等常规电厂，“虚拟电厂”更类似于一个由各个环节组成的电力系统缓冲器，即通过各类通信和监测技术，将多地的分布式新能源、储能设施、用电负荷乃至电力汽车等连接成一个系统，对系统内的用电情况进行协调和优化，对整体电网系统起到“削峰填谷”的作用。

全球能源互联网发展合作组织运行局运行分析处处长冯利民介绍：“VPP是一种通过先进信息通信和监测控制技术，实现海量分布式新能源、储能系统、可控负荷、电动汽车等资源的聚合和协调优化，作为一个特殊电厂参与电力系统运行和电力市场交易的电源协调管理系统，对外表现为一个可控电源。”

上海交通大学电气工程系长聘教授艾芊认为：“虚拟电厂聚合了海量柔性资源，通过其智能管控，形成一个整体来参与运行，参与电网的互动，参与电力市场，从而获取它更高的收益。从这个角度来讲，对虚拟电厂的发展以及对内部成员的诉求提升，都是一个很好的契机。”

华西证券在研报中指出，城市电网峰谷差逐渐扩大，如果一味通过扩建电厂来满足尖峰时刻的用电需求，便会在用电低谷期产生巨大浪费，新型电力系统亟待挖掘负荷侧调节能力来应对发、用电实时平衡。

国网能源研究院副院长蒋莉萍认为，虚拟电厂把分散的资源聚沙成塔，是未来新型电力系统很需要的一种调节方式。

细分来看，上述利益相关方在VPP建设运营中分别承担不同角色，对于上述利益相关方，VPP也具有不同功能价值。

在电网侧，VPP功能价值表现在服务电网安全稳定运行，包括提供电网调峰能力、提供电网调频服务、提供负荷备用服务、提供电网阻塞缓解手段等；在用电侧，VPP功能价值表现在保证优质供电服务，包括提供参与电力市场机遇、提供用户侧节能服务提供应急电源服务等；在发电侧，VPP功能价值表现在保障电源并网及电力消纳，包括提供海量分布式电源精益化管理手段、提供清洁发展思路等；在监管侧，VPP功能价值表现在降低电力系统整体运行成本，提供公平多元化市场竞争、提供系统价格稳定能力和提供分布式能源监管手段等；在产业链侧，VPP功能价值表现在创造全产业链和全业态综合收益，包括提供全产业链发展效益、提供能源金融及大数据增值等衍生服务等。

备受关注的虚拟电厂，尽管其概念的提出已经有二三十年的历史，但目前在国内仍处于相对的起步阶段。

7月14日，全球能源互联网发展合作组织发布了一份名为《中国虚拟电厂发展前景和商业模式分析》的报告（下称《报告》），对国内虚拟电厂的发展现状以及未来的前景进行了分析。

《报告》指出，当前虚拟电厂理论和实践在欧美发达国家发展较为成熟，国内的虚拟电厂整体仍处于发展初期，政策机制仍不健全，具体项目以研究示范为主且由政府主导、电网实施，并且普遍聚焦在需求侧响应模式。

冯利民介绍：“国外VPP的商业模式分为电力公司或电力零售商主导模式、电力营销商模式、独立聚合商模式和储能供应商主导模式四类。”

《报告》显示，各国针对虚拟电厂发展各有侧重。其中，以德国为代表的欧洲国家以聚合分布式电源为主；美国以可控负荷为主；日本以聚合用户侧储能和分布式电源为主，计划到2030年部署超过2500万千瓦；澳大利亚以聚合用户侧储能为主，特斯拉公司在南澳建成了号称世界上最大的电池VPP。

从国内看，我国VPP整体仍处于发展初期，政策机制不甚健全，项目以研究示范为主并由政府引导、电网实施，且普遍聚焦于需求侧响应模式。

从政策环境来看，近年来诸多省份在政府引导下，由两大电网开展系列示范项目，并以参与需求侧响应为主要运营和盈利模式，持续推进VPP发展。各地已普遍出台辅助服务市场政策，引导VPP参与系统调峰调频，在此背景下，各示范项目积极主动探索市场化运营、创新可行商业模式，有望带动国内VPP快速可持续发展。

未来，中国虚拟电厂有可能按照下面“三步走”目标发展。

第一阶段（2022～2025 年）：由政府指导、电网公司实施项目开发，以专项资金、特定合约等模式实现商业运营，实现一定规模分布式新能源、可控负荷聚合。

第二阶段（2026～2030 年）：由专项资金、特定合约模式，逐步转变为全面参与电量、容量、辅助服务等市场的可持续商业模式，多种主体参与VPP开发，市场趋于活跃。

第三阶段（2031～2035 年）：VPP实现全面市场化运作，业务趋于成熟稳定，培育出全球领先、技术先进的VPP龙头企业，大型专业化VPP运营商成为主流模式。

华西证券指出，目前山东、广东等省份正加速推进虚拟电厂参与电力现货市场，国内也有多个大型虚拟电厂试点项目，分布在河北、江苏、浙江、广东和上海等省区，但从聚合阶段来看仍处于初期。

未来，伴随更多分布式能源以及系统从集中向分布式与集中并存方向发展，采用新一代数字技术实现通信和灵活控制的虚拟电厂将成为新型电力系统建设的重要一环，并作为主体直接参与电力市场。这是技术和市场的双重需求，虚拟电厂的前途光明！

文章来源：能投委，证券之星，未来智库，光明网