在“双碳”目标下，能源系统对灵活性的需求日益提升。虚拟电厂可通过对各种分布式资源进行聚合与协调控制来参与电力市场和电网运行，为电网及能源系统安全稳定运行提供支撑。目前，河北、天津、江苏、上海、广东等地已经开展了虚拟电厂试点示范建设工作，虚拟电厂在我国正面临着巨大的发展机遇。

“虚拟电厂”政策利好频频

简单来说，虚拟电厂是一套电力智能调度系统，是一座基于能源互联网技术的“看不见的电厂”。与传统电厂相比，它没有厂房、机组，不占用土地资源，不烧煤不烧气，能促进可再生能源消纳和有效利用。

智能计量技术、大数据、人工智能和区块链技术是支持虚拟电厂的重要技术基础。通过配套技术把分散在不同空间的小型太阳能、风能等新能源发电装置、储能电池和各类可控制的用电设备整合集成，协调控制，对外等效形成一个可控电源，辅助电力系统运行，并可参与电力市场交易，同时优化资源利用，维护区域内、甚至跨区域的用电稳定与用电安全。

11月25日，国家能源局发布了《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》，要求积极推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易，探索建立市场化容量补偿机制。而在今年1月，国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》也提出，鼓励抽水蓄能、储能、虚拟电厂等调节电源的投资建设。

政策层多次提及虚拟电厂，是因为在“双碳”目标下，虚拟电厂对于提升新能源消纳及电力保供、推动新型电力系统建设具有重要意义。

近年来，我国在上海、江苏、浙江、广东等地相继开展了虚拟电厂试点，主要以工业负荷、商业楼宇空调负荷和居民侧负荷等负荷类资源为主，辅以储能、分布式光伏、自备电厂等资源，拓展出需求响应、调峰、调频、调压、备用等多种补贴收益方式。

今年8月，我国首家虚拟电厂管理中心在深圳成立；今年5月，国家电投深圳能源的虚拟电厂平台参与电力现货市场，获得平均度电0.274元的收益，成为国内首个虚拟电厂参与电力现货市场盈利的案例；2019年12月，国网冀北电力有限公司建设的泛在电力物联网虚拟电厂示范工程聚合优化了“源网荷储售服”智能控制技术和互动商业模式，将泛在可调资源聚合为可与电网柔性互动的互联网电厂；2019年5月，江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程以“源网荷储”的运营机制，实现了非工业柔性调控2715户、工业刚性调控1726户、主动需求响应20.8万户接入。“这些项目在削峰填谷、保障电网供需平衡、促进新能源消纳、提升能效管理水平、降低用能成本等方面都取得了良好的示范效果。”中国电科院技术战略中心主任闫华光说。

三大优势显著

虚拟电厂总体来说，有三个明显优势。

在电网侧，虚拟电厂能够将需求侧分散资源聚沙成塔，与电网进行灵活、精准、智能化互动响应，有助于平抑电网峰谷差，提升电网安全保障水平。

在用户侧，能够降低用户侧用能成本。

在发电侧，能够促进新能源消纳。大大提升电力系统调节能力，降低“三弃”电量。

以电动汽车充电桩为例，比如15：00~16：00是用电高峰，电网供不上电，用户本来计划利用这个时间段来充电，虚拟电厂就会通过灵活定价，把15：00前、16：00后的定价调低，引导用户尽量在便宜的时间段去充电，既能保证电力消纳，又降低了用户的用电成本。

目前新能源汽车产业都是通过充电桩、换电站来参与虚拟电厂的调控，但在虚拟电厂中，电动车也拥有着重要角色。

2022年中国智能网联汽车大会上，中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高表示，2040年中国有3亿辆电动车，如果每辆车65度电，车上可装电就是200亿度，这样的储能规模让“虚拟电厂”成为可能，而新能源汽车在最关键的储能环节上将发挥重要作用。

随着新能源发电的逐渐并网，波动性、削峰填谷就是必须要面对的问题，否则会给电网带来巨大冲击引发运行安全问题。比如，华北电网最典型的特征是冬天时张家口的风电出力很大，供热机组开机较多且出力难以下调，到后半夜（凌晨4点-7点）恰逢用电低谷，就可能存在弃风问题。这个时候，虚拟电厂就可以通过场站调度，以降低用电价格激励用户、车主在用电低谷期充电，消纳多余的风电。

欧美的虚拟电厂更为发达，我们熟悉的特斯拉更是开启了用户“发电”的先例。特斯拉与太阳能面板安装商SolarCity合作，开发了家用储能装置Powerwall。用户白天利用太阳能为Powerwall充电并储能在专门的电池中，此后就可以随时用电，用户还可以实时通过手机查看设备发电、家庭用电、储能余量和电网状况等信息。

在此基础上，特斯拉与加州公用事业公司PG&E合作推出了虚拟电厂项目。自愿参与该项目的用户，在电网承压时每提供一度电即可获得2美元收益；特斯拉与佛蒙特州公用事业公司Green Mountain Power的合作项目，则是用户让渡部分电池控制权，允许电力公司使用储能设备中的部分电能“削峰填谷”，作为回报，用户可以用优惠价获得Powerwall。可以说，完全实现了电力的市场化交易，用户从中获得了收益。

欧洲的虚拟电厂则是聚合发电资源模式，接入了电动汽车充电站平台、氧化还原电池、锂电池、光伏电站、风电场、小型水电站。目前，欧洲多国虚拟电厂已进入商业化阶段。

如何建设好虚拟电厂

浙江浙达能源科技有限公司虚拟电厂运营总监吕卿民作题为《虚拟电厂的关键环节与技术支撑》的分享。在分享中，吕卿民从虚拟电厂资源接入、核心技术、技术应用三个方面介绍了浙达能源在虚拟电厂方面的技术路线。浙达能源虚拟电厂在资源接入方面，融合了直联、级联技术方案，开展规模化资源接入；在核心技术方面，包括分时分类信息建模、分层分区动态聚合、用户标签精细管理、调度潜力精准预测、运行策略滚动优化等；技术应用方面，从需求响应、辅助服务以及电力市场联合优化三大方面出发，开展具体应用的实施。

浙达能源创立于2017年，作为电力市场服务提供商、虚拟电源商、电动汽车聚合商、云储能商、售电商，致力于为客户提供能源领域的数字化解决方案和路径，虚拟电厂正是其重点布局的业务方向之一。据了解，浙达能源在浙江、江苏、上海等多个省市都已有虚拟电厂项目落地。

泰豪软件股份有限公司数字能源解决方案总监余正义作题为《考虑碳效益等多目标的新型虚拟电厂建设与展望》的分享。余正义认为，通过虚拟电厂平台统一建模和管理使虚拟电厂可以更广泛地参与到包括需求响应、辅助服务市场、电能量市场等，促进分布式能源行业的健康、有序、可控发展。现阶段，以虚拟电厂参与电力市场交易是主要切入点。

余正义在分享中还介绍了泰豪软件虚拟电厂调控平台技术路线以及实践案例。譬如，泰豪软件在南昌建设了园区级虚拟电厂项目，园区建设有屋顶光伏、光伏车棚、储能设施、充电桩、燃气热电联产等等，这个示范项目将区域的微电网群升级成为虚拟电厂，实现基于区块链的分布式交易的试点。

泰豪软件长期为电网及能源行业客户提供软件信息化产品和服务，提供包括电网生产管理、电网调度运行管理、综合能源服务、电力市场、能源大数据、智慧电厂及智慧矿山等方面一系列产品、解决方案及服务。泰豪软件的调度运行管理产品在全国26个网省得到应用。

北京清能互联科技有限公司技术总监赖晓文作题为《虚拟电厂建设运营实践与思考》的分享。清能互联针对能源用户的降费、降碳核心需求，提供涵盖源网荷储泛资源要素、投建运管全周期场景、云管边端多层次服务的规划咨询、平台建设、运营托管整体解决方案。目前，清能互联已经在10余家单位落地虚拟电厂平台应用。

赖晓文表示，虚拟电厂建设与运营的核心能力，一是行业认知，二是量化计算。一方面，需基于对市场规则和底层商业逻辑的深刻理解，设计虚拟电厂平台的功能架构与业务流程，有效提升聚合商全环节业务管理能力和效率；另一方面，关键的数据、策略和控制逻辑应由基于数据分析和建模优化的算法程序精确计算给出，例如基线负荷预测、响应能力分析、市场价格预测、申报策略优化、调度指令分解等，从而保障虚拟电厂决策和控制的准确性和可靠性，最大程度提升收益。

杭州数元电力科技有限公司董事长俞庆作题为《虚拟电厂的落地思考》的分享，介绍了虚拟电厂的技术阶段划分、商业模式等。

俞庆认为，虚拟电厂的运营主体大多是电网公司，少量是电厂以及专业的第三方公司。然而，虚拟电厂想实现商业化，要更多挖掘用户侧资源，如何说服客户让渡部分负荷资源，是一个关键问题。

目前，虚拟电厂补偿有限，经济利益还比较低，难以激发客户的主动性，客户更注重虚拟电厂建设对生产安全的影响。

俞庆表示，现阶段，虚拟电厂对电力用户来说并非刚需，客户更需要的是专业的能源管理服务。在与客户沟通时，可以先从能源管理服务入手，帮助客户梳理好线路和负荷的关系，获取客户信任后，未来再向虚拟电厂升级。

文章来源： 零碳风云， 北极星电力网 ，中国能源报