新能源行业百科—虚拟电厂

什么是虚拟电厂？
虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现 DG（分布式电源）、储能系统、可控负荷、电动汽车等 DER（分布式能源资源）的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂可分为“负荷类”虚拟电厂和“源网荷储一体化”虚拟电厂两类。

一、政策形势
近几年，虚拟电厂行业政策密集发布，国家发展改革委、国家能源局在新型储能、电力市场体系、电力现货市场、需求侧管理、新型电力系统等政策中，均明确支持虚拟电厂发展，以虚拟电厂方式参与需求侧响应。2023 年 11 月，国家发展改革委、国家能源局印发《关于进一步加快电力现货市场建设工作的通知》，提出要通过市场化方式形成分时价格信号，推动储能、虚拟电厂、负荷聚合商等新型主体在削峰填谷、优化电能质量等方面发挥积极作用，探索“新能源+储能”等新方式。2024 年 1 月，国家发展改革委、国家能源局等四部门印发《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》，提出国家能源局派出机构要建立健全包括充电桩、充换电站、虚拟电厂、负荷聚合商在内的用户及第三方辅助服务市场机制。虚拟电厂作为促进新能源消纳的重要环节和电力商业模式创新的重要形式，后续政策的支持力度有望持续加大。

二、发展历程
虚拟电厂这一概念首先在国外被提出，经历了 20 多年的历史，归纳起来其技术主要分为三代：第一代邀约型、第二代交易型、第三代自治型。目前我国的大多数虚拟电厂正处于从第一代邀约型向第二代交易型转型阶段，各省开展的虚拟电厂项目以试点为主，引导用户通过开展需求响应，实现削峰填谷，测试需求响应能力。

三、行业产业链分析
虚拟电厂产业链上游主要是基础资源，包括可控负荷、分布式能源以及储能，其中，可控负荷包括工业负荷、商业和建筑物负荷以及居民负荷；分布式能源包括太阳能光伏电池发电、风力涡轮机发电和水力发电；储能包括机械储能、电磁储能、化学储能和相变储能。产业链中游为虚拟电厂运营，产业链下游主要为虚拟电厂电力需求市场，包括电网公司、售电公司、工业企业和商业用户。

四、行业现状
虚拟电厂是当前国家开展新型电力系统建设，实现“双碳”目标的一个重要建设方向。从我国虚拟电厂调节电量来看，2022 年我国虚拟电厂调节电量占全社会用电量比重达 0.5%。目前，短期内我国虚拟电厂主要盈利方式是参与电网调度，未来在新型电力系统发展下，虚拟电厂作为调节电源，将有望通过辅助服务与电力交易等途径实现盈利。

五、发展因素
1、有利因素
（1）环保优势较为突出
传统发电厂以燃煤、燃油为能源，排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质对环境造成了严 重的污染。而虚拟电厂主要以可再生能源为基础，如太阳能、风能等，几乎没有污染物的排放，不仅 有助于减少环境污染，还能降低碳排放，从而有助于应对气候变化。未来，随着技术的进步和政策的 推动，虚拟电厂有望在能源市场中发挥更加重要的作用，为推动能源转型和可持续发展做出积极贡献。
（2）利好政策的支持
目前，我国已经充分认识清洁能源和可持续发展的重要性，纷纷出台政策鼓励和支持虚拟电厂的发展。包括《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》《关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见》《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》等政策，随着政策的深入实施和不断完善，虚拟电厂行业将迎来更加广阔的发展空间和机遇。
（3）市场需求增长推动虚拟电厂发展
随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进，市场对清洁、高效的能源服务需求呈现出不断增长的趋势。传统能源供应方式已经难以满足现代社会的需求，而虚拟电厂通过聚合分布式能源资源，将各种可再生能源、储能设施以及传统能源进行有效整合，形成了一个智能、高效的能源供应系统，能够为用户提供可靠、经济、环保的能源解决方案，满足市场需求。
2、不利因素
（1）虚拟电厂尚处于早期探索期
我国虚拟电厂仍处于早期探索阶段，发展路线较为模糊，顶层建设仍欠缺。当前，虚拟电厂的建设主体、运营主体、监管主体、参与主体、系统设计、定价机制、技术标准和收益分成等问题尚未明确，这将导致虚拟电厂行业发展阻力较大。同时国内现行试点项目差异较大，并未形成区域性或全国性统一范式，不利于虚拟电厂软硬件技术发展。
（2）虚拟电厂聚合资源规模较小
目前，传统调度机构尚未形成调度负荷侧资源的习惯。由于历史和技术原因，传统电力系统运行较为注重系统安全，仍主要依赖于可靠性较高的源侧资源。而虚拟电厂作为新兴的负荷侧资源，其聚合的资源规模目前相对较小且分散，增加了调度的复杂性。此外，虚拟电厂采用无线公网进行通信控制，虽然提高了灵活性，但也带来了新的风险和挑战。
（3）虚拟电厂商业模式尚未确定
电力市场化改革是一个复杂而长期的过程，涉及多个方面的因素，包括政策、技术、经济等。而虚拟电厂作为一种新兴的商业模式，也需要在这样的市场环境下不断探索和发展。但目前我国电力市场化改革仍未成熟，虚拟电厂商业模式尚未确定。我国当前电力市场并非完全市场化交易，在“计划电价”的牵制下，虚拟电厂盈利困难，商业化运作难度大，商业模式仍需探索和印证。
六、发展趋势
随着科技的不断进步，虚拟电厂的技术也将不断创新。例如，通过采用先进的控制算法和能源管理系统，虚拟电厂能够更有效地管理能源，提高能源利用效率。未来，随着 5G、物联网、大数据等技术的不断发展，虚拟电厂的技术创新将更加活跃，推动行业向更高水平发展。此外，虚拟电厂行业未来将呈现多元化发展趋势。除了传统的电力供应外，虚拟电厂还可以与新能源汽车、储能系统等领域进行融合，提供更为丰富的能源服务。同时，随着分布式能源的不断增加，虚拟电厂也将更加注重与各类分布式能源资源的整合和优化。