新型电力系统的负荷结构更加多元化，负荷特性更加复杂，用户侧与电网侧的交互将越来越多。虚拟电厂的核心在于聚合与通信。分布式电源、分布式储能、可控负荷、充电桩等不同类型的分布式资源就像是“沙”，通过虚拟电厂技术，这些“沙”被聚拢利用、整合协同，形成巨大的“宝藏”。

一、虚拟电厂的重要作用

2022年1月29日，国家发展改革委和国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》，提出大力推进电源侧储能发展，合理配置储能规模，改善新能源场站出力特性，支持分布式新能源合理配置储能系统，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（V2G）能量互动（车网互动）等各类资源聚合的虚拟电厂示范。虚拟电厂作为智能电网和能源互联网中重要的能源聚合形式，被称为能源调度的管家，可以大大缓解高峰用电的紧张，起到削峰填谷，平衡电网供需的作用。

比如，在电力供应紧张时段，虚拟电厂平台可直接调度海量分散的充电桩、空调、电动汽车等用电资源，降低用电功率。而在冬季夜间，整个电网正值负荷低谷期，却恰恰是风电大发期。如果这个时候，虚拟电厂平台能够聚合各类型分布式资源，实时跟踪电网调峰需求及调度指令，有效拉升电网低谷负荷，实现“荷随风动、荷随源动”，这将有效缓解由于调峰困难引起的弃风限电，实现风电的多发增发，也是对电网原有火电等调峰资源的有益补充和扩展。

随着电力体制改革不断深化，新型电力系统的构建强调以新能源为主体，提升光伏、风电等清洁能源的消纳，能源转型催生储能需求和更加数字化、智能化的电力系统。虚拟电厂作为协调分布式资源参与电力交易市场和需求响应的能源数字化平台，在产业政策和市场需求不断加码的现期，将发挥重要作用。

二、首个虚拟电厂主体项目进入全面建设阶段

近日，国家能源集团首个虚拟电厂主体工程“国能浙江梅屿100MW/200MWh新型电化学储能电站”进入全面建设阶段。

“国能浙江梅屿100MW/200MWh新型电化学储能电站”是国家能源集团2022年十大科技攻关项目“以集中式储能电站为主体的高可靠高灵活新型虚拟电厂关键技术研究与工程示范”主体工程，也是浙江省“十四五”第一批电网侧新型储能示范项目。该项目针对虚拟电厂“集中+分布式”资源协同出力置信度提升这一科学问题进行攻关，通过资源优化配置、协同调度、商业模式、综合评价、示范工程建设等关键技术研究，聚合周边分布式资源和可控负荷，建成整体规模不低于200MW的新型虚拟电厂，最终实现平抑新能源电网波动，促进可再生能源消纳，为电力系统提供容量支撑及辅助服务。

项目建成后预计每年可提高清洁能源消纳4.8亿千瓦时，减少碳排放38万吨，同时可为浙江电网提供快速灵活的调频、调峰、备用、黑启动、需求响应等多种电力辅助服务，对优化浙江电源电网结构、建设新型电力系统具有积极意义。

三、虚拟电厂在美国和欧洲的商业模式

早在25年前，Shimon Awerbuch博士在其著作《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》中，就首次提出了“虚拟电厂”这个概念。2000年，欧洲5个国家的11家公司就联合推出了虚拟电厂项目VFCPP。截至2020年底，英国虚拟电厂项目数量已超过32个，总容量达到616万千瓦；法国虚拟电厂项目主要由法国电力公司开发实施，项目数量累计超17个，总容量超150万千瓦；德国虚拟电厂项目已基本实现商业化，项目参与方主要为独立运营商、售电公司，其中规模最大的运营商Next Kraftwerke是欧洲最大的虚拟电厂运营商之一。

目前，虚拟电厂主要有两种商业模式，一种是通过参与电力交易来获取收益；另一种是通过提供辅助服务来获取收益。

第一种商业模式在欧洲较为普遍，该模式收入来源主要有两种：为发电企业提供技术支持，降低成本，根据节省的成本收取一定比例费用；帮助发电单位接入电网，完成电力交易后，从交易中抽成。最具代表性的是德国的Next Kraftwerke。截至2018年，Next Kraftwerke管理了超过6854个客户资产，包括生物质发电装置、水电站、风能和太阳能光伏电站等。Next Kraftwerke管理容量超5987MW，但客户平均仅0.87MW，普遍规模偏小且零散，如果不是Next Kraftwerke在背后发挥“聚沙成塔”的作用，将面临交易难度大、成本高等难题。

资料显示，Next Kraftwerke业务主要分为三块：

一是帮助新能源发电企业实时监测发电情况，节省不必要的成本；

二是向电网侧提供短期柔性储能服务，并向其收取费用；

三是根据电网状况调整用电侧的需求，收取辅助费用。

另一种商业模式在美国较为流行。

过去几年，在美国政府的大力扶持下，美国光伏发电快速发展。巨大的光伏装机容量，使用户在满足需求之余还可以在必要时输入电网进行售电，这个过程中，虚拟电厂就成了一个必不可少的关键角色。代表性的例子就是特斯拉的Autobidder。特斯拉在电动汽车业务取得突破后，开始进军储能项目开发、光伏和储能设备制造、光伏发电运营等领域，并发展虚拟电厂智能平台Autobidder，实现了在交易端与公用电网的连接。Autobidder可以在车辆、电池、光伏设备等特斯拉生态系统、甚至电网中自动调度能源电力，以实现高效的资源分配和最大的商业效益。

2022年，特斯拉与加州公用事业公司合作开展了名为“紧急负荷削减计划”的虚拟电厂项目，用户可以自愿通过特斯拉的应用程序注册加入该项目。在电网面临需求压力时，项目参与者可按每千瓦时2美元的价格向电网供电，当地每千瓦时电价仅25美分。除了能为用户获得收益，这个项目也能为公用事业单位解决问题。在过去电网面临压力时，公用事业单位不得不以更高的价格向其他电厂购入电力，有时甚至还会因为购不到电而导致断电。当然，在这个用户和公用事业单位各取所需的过程中，特斯拉也获得了服务费用。

四、中国的虚拟电厂近年来地位不断提升

与欧美相比，中国的虚拟电厂起步时间较晚，但近年来地位不断提升。

2021年，国务院在《2030年前碳达峰行动方案》中提出，引导虚拟电厂参与新型电力系统灵活调节。

2022年3月，《“十四五”现代能源体系规划》发布指出，要推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与电力辅助服务。

2022年5月20日，部署于国电投深圳能源的虚拟电厂通过试验获利，成为国内首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例。

2022年6月23日，山西省能源局发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，为目前国内首份省级虚拟电厂运营管理文件。

当然，目前中国的虚拟电厂整体仍处于发展初期，项目以研究示范为主，普遍由政府主导、电网实施，远没有到市场驱动的阶段。

有分析认为，虚拟电厂的发展与电力市场建设情况相适应，电力市场建设越发达的地方，虚拟电厂往往发展更快。

“如果没有电力市场，虚拟电厂只是一个小规模的发电厂，仅靠卖电不足以形成激励，收益会比较受限。”有业内人士称。

而进入电力市场，更大的制约在于电力价格的双轨制。

在电力市场中，并非所有电力用户都必须全部参与电力市场交易，考虑到各种因素，仍然会有部分电力用户长期执行政府核定的目录电价，如此就造成市场与计划“双轨制”并存运行的情况。

“作为一个市场主体来讲，虚拟电厂还要有一个清晰的、可进入到电力市场的准许模式，这样才逐渐能使虚拟电厂在电力市场的定位、参与、监管等方面明晰起来。”有评论称，现行情况下，行业更需要的是一个能够以虚拟电厂身份，进入到竞争性电力市场的先行者。

国家发改委给出的时间表是，到2025年，全国统一电力市场体系初步建成，到2030年，全国统一电力市场体系基本建成，适应新型电力系统要求。

此外，国内虚拟电厂发展面临的困难还包括：各方参与虚拟电厂的意愿不强、多数用户侧负荷可调控性差；电网侧业务布局和主导发展的力度较弱；管理体系与市场机制缺乏、相关电价和补偿机制未完善；产业链标准和商业模式不明确等。

更让人担心的，还有虚拟电厂的网络安全问题。

“传统上，国网作为全国性系统，在调度、运行、控制的数据使用上专网，面对潜在的网络攻击时，电网通信安全更有保障。如果虚拟电厂只能接到公网中，一旦遭到网络攻击，可能会对配电网运行产生影响。”有业内人士担忧道。

对于我国虚拟电厂的发展阶段，市场普遍认为，2025年前，虚拟电厂仍处于发展初期，各地因地制宜开展项目试点建设，形成中国第一代虚拟电厂的发展模式。

文章来源： 金角财经，金现代，国资小新