虚拟电厂技术助力公共机构节能降碳可行性分析

近年来，在党中央关于碳达峰碳中和有关战略部署的推动下，我国虚拟电厂产业发展迅猛。国家能源局数据显示，截至2025年底，全国虚拟电厂总规模已超过3500万千瓦，相当于一个半三峡电站的装机容量。2025年3月，国家发展改革委、国家能源局印发的《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）明确提出：到2027年，虚拟电厂建设运行管理机制成熟规范，参与电力市场的机制健全完善，全国虚拟电厂调节能力达到2000万千瓦以上；到2030年，虚拟电厂应用场景进一步拓展，各类商业模式创新发展，全国虚拟电厂调节能力达到5000万千瓦以上。这一政策文件将进一步加速推动全国虚拟电厂产业发展和项目落地，也为公共机构应用虚拟电厂技术进行节能降碳提供了政策基础和发展机遇。

什么是虚拟电厂？

虚拟电厂的定义与功能。1997年，英国经济学家西蒙·阿韦布赫（Shimon Awerbuch）博士首次提出“虚拟电厂”概念，在其著作《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》中提出了初步定义：“虚拟公共设施是独立且以市场为驱动的实体之间的一种灵活合作，这些实体不必拥有相应的资产而能够为消费者提供其所需要的高效电能服务。”《指导意见》对虚拟电厂的定义与功能定位进行了明确阐述：虚拟电厂是基于电力系统架构，运用现代信息通信、系统集成控制等技术，聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源，作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式，对增强电力保供能力、促进新能源消纳、完善电力市场体系具有重要作用。其本质就是利用用能调节技术和交易市场，智慧管理分散能源，以获取“降低用能费用”等经济效益。

虚拟电厂的组建要素。硬件方面，虚拟电厂建设的核心是搭建管理平台，用来了解运营对象的能源使用习惯和规律，实时掌握能源消耗动态，及时调节优化电能配置。储能、计量器具及可控元器件（比如传感器和控制器）必不可少，可为运营对象用能提供调峰、调频等多种调节服务。此外，分布式光伏发电、风力发电等分散能源是虚拟电厂的调节对象。软件方面，虚拟电厂运行通常需要智能计量、信息通信和协调控制3项关键技术：智能计量技术能够快速对各项分布式能源以及用能设施设备用能情况进行精确测量，是后续电力协调配置的基础；信息通信技术，比如5G通信技术、高速载波通信技术等，用来实现分布式能源聚合；协调控制技术能够基于实时用能数据实现最优配置输出电能。市场环境方面，当地需要有开放的电力现货交易市场、绿电绿证交易市场、碳排放权交易市场等市场机制，能够让运营主体将富余电力、绿色电力、碳排放权等进行交易产生收益。

虚拟电厂的未来发展。2012年，欧洲能源巨头企业Statkraft建成了全球首个商业化的虚拟电厂项目，成为全球虚拟电厂建设的样板。相较于国外，我国的虚拟电厂产业起步较晚。“十三五”时期及以前，主要停留在概念验证与邀约试点阶段。2022年，国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》，为“十四五”时期虚拟电厂加速市场化应用提供了更加有力的政策支撑。上海、山西、河北、深圳等多地开始探索开展虚拟电厂建设试点，逐步规模化应用人工智能算法、物联网等技术，对接电力现货市场和辅助服务市场，采用“响应补贴+市场收益”的盈利模式，迈出我国探索商业化虚拟电厂运营的坚实一步。2025年12月，广东省佛山市禅城区人民政府与南网综能数字服务（广州）有限公司签署建设“智慧低碳公共机构虚拟电厂”战略合作协议，为公共机构探索应用虚拟电厂技术按下“启动键”。“十五五”时期，在政策和市场的驱动下，虚拟电厂将迎来前所未有的爆发期。一方面，通过政策引导，依靠更加高速稳定的通信网络，依托更加高效可控的设施技术，推动开放协议和标准化接口，将加快实现跨省跨区域调度，更大范围优化配置电力资源；另一方面，通过市场化模式，紧密结合节能降碳改造、合同能源管理等综合能源辅助服务市场，更大力度运用电力、绿电绿证、碳排放权交易等市场交易机制，将大幅提升虚拟电厂的效益和规模。此外，通过引入智能计量、云计算、人工智能、大数据分析、区块链、物联网等先进技术，更加精准预测负荷需求，动态调整调度策略，将加大提升响应速度，更好发挥虚拟电厂的调节功能。

公共机构应用虚拟电厂技术是否具有可行性？

公共机构用能特征与虚拟电厂适配性分析。从用能规模与类型上看，公共机构建筑群数量庞大，单体建筑能耗强度不低，总体可聚合的负荷容量可观。特别是在负荷类型中，空调、照明、热水、通风等用能系统以及部分专用设备具备较强的可调节潜力。从运营模式与可控性上看，公共机构运营时间相对固定，用能曲线存在规律性峰谷，通过科学实施响应策略，可在不影响核心公共服务职能和人员舒适度的前提下，对部分柔性负荷进行时段平移或功率调节。从数据基础与信息化水平上看，目前众多公共机构部署了分项计量、楼宇自控等系统，具备了基础的能源数据采集和部分设备远程控制条件。从社会与政策属性上看，公共机构具有强烈的公共属性与示范职责。其参与虚拟电厂，不仅是经济行为，更是践行绿色发展理念、响应国家“双碳”战略的政治和社会责任体现。

公共机构应用虚拟电厂技术优缺点分析。优点是虚拟电厂建设推动公共机构绿色低碳转型。首先，虚拟电厂建设将推动公共机构更大力度运用太阳能、风能、地热能等可再生能源，减少使用化石燃料，有助于尽早实现碳达峰碳中和目标。其次，通过对分布式能源的优化和调控，结合电力交易、碳排放权交易等市场化机制，能够帮助公共机构有效降低用能费用。再次，通过储能等调节设施和智慧调控系统，能够更好地保障公共机构用电需求，尽可能避免出现用能短缺情况。缺点是虚拟电厂建设产业发展还不成熟，不确定因素较多。伴随着我国电力供给能力不断提升，电力保障不足或紧张情况大幅减少，叠加大量基础设施建设和改造成本以及运营费用，以调峰、调频为主要营收渠道的虚拟电厂盈利模式也面临严峻考验。此外，部分地区电力市场化改革仍在推进，虚拟电厂参与市场交易的品种、价格机制和结算方式还不明确或不具吸引力。同时，虚拟电厂建设专业性较强，涉及财政、金融、能源、商业、生态环境等多个领域，需要多部门协调支持，也涵盖用能调控、电力交易、节能改造等多项工作，需要公共机构外的专业团队实施运营，可能引发对公共机构用能数据使用的安全忧虑。此外，当前国内设备接口、通信协议尚未完全统一，技术标准与互联互通壁垒较高。

未来公共机构运用虚拟电厂技术的政策建议。加强顶层设计，会同发展改革、能源等管理部门，研究制定推动公共机构领域应用虚拟电厂技术的专项方案，明确工作目标、路径和支持政策，为各地区开展有关工作提供依据和指引。制定公共机构负荷资源分类、可调节能力评估、接口规范、数据安全等一系列标准，形成一套适配公共机构的虚拟电厂建设标准体系。强化试点示范。遴选一批能源消耗量大、信息化基础好的公共机构集群开展试点，打造一批可复制、可推广的标杆示范项目。加强专业人员培养，面向各地区管理干部开展相关业务培训，提升对虚拟电厂建设的认知和运作能力。深化市场机制。充分运用市场化手段，大力推广“合同能源管理+虚拟电厂”模式，鼓励采用综合能源服务模式，引入资金、技术、专业人才等社会资源，解决公共机构投资压力、人才缺口等问题。夯实工作基础。推动公共机构进一步加强计量器具配备、监测平台建设、数据统计报送等基础性工作，因地制宜推动分布式光伏、储能、可控负荷、充电桩等基础设施建设，为虚拟电厂建设打下“源-荷-储”一体化聚合基础。

从长远看，在碳达峰碳中和与能源体系转型的大背景下，公共机构可以通过运用虚拟电厂技术实现节能降碳目标，在技术、经济、社会效益等方面具备一定的可行性。但从当下看，产业发展不成熟、初期投资较大、市场机制壁垒、协调环节复杂等也成为公共机构应用虚拟电厂技术的主要挑战。未来，在有关政策的推动和产业的发展下，管理部门可分阶段、分层次推动公共机构虚拟电厂的部署与应用，使其成为公共机构绿色低碳转型、实现“双碳”目标的有力支撑。

来源：《中国机关后勤》公众号，作者：林笠（国家机关事务管理局）

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