虚拟电厂进入以需求为主导的快速发展期，谁才是虚拟电厂里面的王者

什么是虚拟电厂？

据专家介绍，虚拟电厂是一种将分布式发电、需求侧响应和储能资源统一协调控制，响应电网调度指令的物联网技术。通俗来说，虚拟电厂好比“看不见的电厂”，把散落在用户端的充电桩、空调、储能等电力负荷整合、协调起来，作为特殊电厂参与电力市场。在虚拟电厂的聚合下，企业、居民等用户均可参与电力市场交易，灵活性更高。当需求侧供电量不足时，可以作为“正电厂”向电力系统供电，当发电侧电量过大，需求侧难以负荷时，又可以作为“负电厂”加大负荷消纳电力系统电力，帮助电力市场削峰填谷，平滑新能源并网给电网带来的一系列影响。

冀北电力交易中心总经理王宣元表示，所谓“虚拟”，体现在它并不具有实体存在的电厂形式，却真有一个电厂的功能，而且是远超传统实体电厂的功能，因为它打破了传统电力系统中发电厂之间、发电侧和用电侧之间的物理界限。不同于传统发电站，虚拟电厂是借助虚拟（数字化）手段，通过信息通信技术和软件系统管理分布式能源，对内将相对分散的电源、电网、荷载和储能等进行聚合协调和优化控制。

券商研报：我国虚拟电厂市场空间近800亿元

研报称，以广东电力现货交易和需求侧响应的情况为参考，东北证券测算，需求响应退补后，预计每年广东省内虚拟电厂的收益空间约为83亿元，对应预计全国虚拟电厂收益空间约为870亿元。

新能源 汽车 巨头的“虚拟电厂”实验：普通家庭也能参与能源市场

公开信息显示，今年5 月末，特斯拉在美国举行了 Powerwall 家庭储能电池的示范项目，游说了 64 个拥有屋顶太阳能板和家用储能电池的得州北部家庭参与了这一试验，并向美国电网展示这种产品的潜力。特斯拉希望通过让“Powerwalls”用户抱团，以提供“并网发电”服务，从而帮助用户从电网运营公司获得收益，同时帮助电网缓解压力。特斯拉试验结果表明，设备能够在几秒钟内激活空闲的电池容量，并为电网提供供电服务。

上个月，特斯拉还在游说拥有太阳能和电池的房主参与德克萨斯州的能源市场。同时，特斯拉也开始呼吁得州电网营运商改变规则，就家用电池如何参与电力市场和获取收益制定新规则。该公司向运营电网的组织得州电力可靠性委员会 (ERCOT) 提出了一项规则变更要求，试图将使用太阳能板 + 电池用户 (即使用住宅太阳能用户) 能够对额外的容量进行投标。

特斯拉前日曾公开表示，它已经有64名Powerwall的所有者参与了VPP示范，早期的结果很有希望。现在，如果ERCOT通过规则的改变，这些相同的Powerwall业主可以通过特斯拉VPP开始参与德克萨斯州的能源市场，这将释放出家庭储能的更多价值，因此，它将缩短Powerwall等家用电池组的投资回报期，同时帮助稳定德克萨斯州的电网。特斯拉的目标是在今年年底前改变规则。

我国多地区已出台“虚拟电厂”行动方案

近年来，国家发改委、国家能源局出台一系列政策推动完善全国统一的电力市场体系，鼓励虚拟电厂参与电力市场交易及系统运行调节。实际上，我国不少地区已有出台“虚拟电厂”行动方案的指引。浙江、山西、广东等地不断 探索 通过虚拟电厂项目积极响应削峰填谷需求，提高电力系统运营效率。

浙江出台了“十四五”期间具体行动方案，规划了下一步的建设目标；“‘负荷类’虚拟电厂按‘报量报价’方式参与现货市场......其他批发市场用户按照‘报量不报价’方式参与市场交易。“到2025年，浙江省试点建设10个左右虚拟电厂项目，提升最大可控负荷储备，具备日调峰能力20万千瓦以上。”

山西省能源局6月23日发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》。方案明确了虚拟电厂的类型、技术要求、参与市场、建设及入市流程等。

据了解，我国已出现首个调度用户负荷参与电力现货市场并盈利的虚拟电厂—日前，国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台参与电力现货市场。

开源证券分析师赵良毕表示，虚拟电厂可以降本增效，为电力行业未来主要发展方向，战略意义重大。国元证券表示，由于行业发展潜力巨大，目前虚拟电厂已吸引了国网信通、国电南瑞、恒实 科技 等众多相关企业加速布局。随着国家对清洁能源和新兴技术的大力推动，虚拟电厂将成为智能电网和能源互联网中重要的能源聚合形式。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。

编辑/田野

1.什么是虚拟电厂？

虚拟电厂是在配电网中，由众多分布式发电、储能设备和可控负荷，聚合在一起而形成的电厂。

相对于传统的电厂，虚拟电厂可以理解为是一种广域的线上电厂，虽然没有确切的厂区，散布的设备形态与“电厂”的概念也有较大落差，但却实际发挥着一个电厂的本质作用。

虚拟电厂由终端、主站和软件构成。终端主要包括风电、光伏、小水电、潮汐能发电等分布式可再生发电设备，蓄电池、充电桩、小型蓄能电站等分布式储能设备和社区 微电网等可调控负荷 ；主站运用物联网控制技术， 对加入的终端进行聚合、控制，并以唯一的主接口参与外部电力市场交易 。

2.虚拟电厂的主要功能

（1）聚合功能：虚拟电厂在电网的配电侧，专门吸纳小而散的 分布式发电、储能和可调负荷资源 ，形成规模，参与市场和电网运营，解决小容量单独接入成本高、难操作等问题。

（2）主体功能：虚拟电厂除了分布和商业模式外，与传统电厂以同样的方式接入电网，同样作为市场主体参与常态化运营，权益同样受法律保护。

（3）平衡功能：虚拟电厂发挥内部系统平抑调节功能，可以减轻主电网的调度压力，增强电网调度的灵活性，能更好的服务于能源结构绿色转型升级。

3.关键核心技术

（1）物联网控制技术：克服间歇性和随机性，实现广域的电力负荷聚合并能被电网灵活调用，是参与电力市场常态化运行的关键。

（2）智能计量技术：是实现自动抄表，实时监测的基础。

（3）信息通信技术：通过线路载波技术、无线通信技术等，实现双向通信和目标信息控制。

4.发展的驱动因素

虚拟电厂的产生和发展，主要受到3个因素的驱动：

一是终端需求，随着分布式发电、储能数量的急剧增长，有解决接入电网、组团降低成本的需求；

二是电网需要，电力系统转型升级，迫切需要分级平抑新能源电力的冲击和调度难题；

三是技术支持，能够实现广域分布式能源的聚合和调节控制。

5.虚拟电厂的现状及前景

目前，我国虚拟电厂处于早期培育阶段。一些虚拟电厂还只是配电侧的辅助系统，仅向 社会 提供电力交易的撮合服务。只有先将虚拟电厂运作起来，其功能、市场规模、业务体量、成熟度等才会慢慢地有一个质的飞跃。在政策优惠、政府补贴下逐渐积累能力、完善功能，从时间上看，可能还需要3 5年的市场培育期。

在发展领先的广东省，单个虚拟电厂聚合的容量规模，有的达到15万千瓦，与百万千瓦级的水电站或集中式风电场相比，差距仍然太大。

虚拟电厂成熟的商业模式，应是聚合大量分布式可再生能源和储能设施，形成规模化；根据电网负荷需求预测、分类分时电价、碳排放指标、成本和运行特性等，制订效益优化的售电和购电计划，形成持续稳定供电型模式，或“削峰填谷”调节型模式。

从长远来看，随着我国风电、光伏、储能、电力交易、碳交易 等业态的发展，虚拟电厂 有望成为电力体系转型升级、效率优化的重要手段 ，获得大力发展，形成规模效益。

尽管虚拟电厂已经获得的许多专业人士的认可，并在解决各项问题方面起着至关重要的作用，但是我们不可否认的是该模式还未成熟。虚拟电厂受追捧的原因有两个，一是因为多个地区因高温出现缺电状况，二是因为电力市场正在发生着巨大的变化。

随着越来越多的居民和工厂需要大量的电力，这使得多个省份面临着关于电力等多项问题，尤其是电量供应不足。以今年的四川高温为例，为平衡发电量，四川采取不定时停电以及工厂停工，让电于民等方式。

早在很久之前，我国传统的煤炭发电成为主流的发电方式之一。随着环保概念以及居民对环境提出了更高的要求，新能源发电方式进入居民的生活中。以山东省为例，风力发电设备遍布于德州和滨州等地，这为缓解用电缺口提供了有效的电量。用电市场发生巨大的变化后，相对应的商业发展模式随之改变。

人们之所以会提出虚拟电厂，虚拟电厂确实可以发挥稳定的解决作用。首先，缺少充足的电量是困扰多个省份发展的难题，而虚拟电厂从一定程度上，或多或少可以解决用电缺口。其次，随着生活水平的提高，智能化和虚拟化越来越完善。人们受科技影响，成活的方方面面都需要建立支持。

总的来说，任何有利于提高居民生活质量的概念都会随着时代的发展而变化，虚拟电厂也不例外。当现实生活中的发电厂出现供电不足等状况后，虚拟电厂重新被人们所认识。除此之外，虚拟电厂的火爆程度反映在股票市场中，相对应的概念股票随之上涨。

电动汽车不光会用电，也能卖电赚钱，这样的事情在十年前讲给人们听估计不会有人相信，但是随着电动汽车的发展以及智能电网的普及，虚拟电厂概念的提出让这样的事情成为了现实。

随着科学技术的发展，电动汽车逐渐开始取代传统的燃油汽车在汽车行业占据主导地位，由于电动汽车的清洁、无污染等特点，受到了官方的力推，同时也受到了消费者的大量追捧，随着新能源汽车的续航里程、充电速度等难题逐渐解决，电动汽车替代燃油汽车已经成为不可逆转的事实，这一方面拉动了汽车市场的消费以及汽车工业的发展外，也意外带红了一个“虚拟电厂”的概念，很多人其实对于“虚拟电厂”并不了解，毕竟在人们的传统观念中电厂是企业行为，跟个人并没有太大的关系，但是虚拟电厂却颠覆了这种观点，所谓的虚拟电厂就是用户可以将自己多余的电量通过智能输电网络卖给电厂，用户自己就是一个独立的个人电厂。

很多人不理解个人为什么会有多余的电量，这跟太阳能电池板以及电动汽车的发展有着脱不开的关系，通过高效率的太阳能电池板可以将太阳能转换成电能进行储存，除了供自己使用外，也可以将多余的电量卖给电网，而电动汽车本身就是一个大的储电装置，甚至可以利用电量不同时间段不同价位来讲电量储存在电动汽车里，等电价高时再将电动汽车里多余的电量反向卖给电网，从而赚取差价，不过虚拟电厂当前还有很多关键问题没有解决，依然任重道远。

电网的数字化升级是实现“3060双碳目标”的必经之路。

国网河北电力发布的《数字孪生电网白皮书》中提到：随着“碳达峰、碳中和”“构建以新能源为主体的新型电力系统”等战略目标的提出，电网将会接入大量具有随机性、间歇性、波动性特征的分布式能源，以及储能装置、V2G 等交互式能源设施，使其呈现出结构更加复杂、设备更加繁多、技术更加庞杂的趋势。

近年来，随着能源互联网建设进程的加快，已催生一系列智慧能源成果。虚拟电厂（Virtual Power Plants, VPP）作为能源智能化转型的一支奇兵，协调源、荷、储资源参与电力市场的属性，实现分布式能源（Distributed Energy Resources, DER）资源聚合管理运行模式，为市场提供着电力、负荷等资源。同时维稳电力的供应，保障电力系统的实时平衡，提升系统的运行效率。

当前，可选择以数字化为载体，依托数据共享优势，将专业横向融合，打破系统间的信息壁垒，把不同类型的分布式资源“聚沙成塔“，构建源网荷储一体化互动体系。实现从能源生产侧到应用侧的数据监测、数据融合、数据显示、设备维护联动管控，让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

将传统的“源随荷动”调度模式向“源荷互动”新模式转变。应用轻量化方式与强大的可视化引擎技术，围绕电厂负荷监测、调节策略、执行考核与效果分析三个层级，部署一套具备自主调控、快速响应、科学研判的综合性、多功能、集约化智慧电力综合管控平台。

可视化界面采用特有设计，沿用响应式布局进行划分排版，可以兼顾各种比例大小下的屏幕。支持编辑器的自定义风格、布局、菜单工具条等内容，能承载十万以上级别的 2D、3D、UI 的表格树通用组件图元量，满足海量物联网设备和数据场景需求。

可视化大屏将碎片化、小规模、多类型的分布式电源（Distributed Generator, DG）、储能系统、柔性负荷等众多可调节资源进行聚合协调。从负荷预测、运行效果、调度优化、电网互动、策略配置、市场交易等维度出发，贯穿了发、输、变、配、用各个环节。深化电力需求侧管理，实现对分布式资源的实时采集与科学配置。同时为并网运行后，对大电网的调频、调峰、调压等做辅助支撑，缓解电网运行压力。

负荷监测

支持对接底层应用接口，聚合 DG 和可控负荷资源的发电管理、用电趋势、资源占比等关键数据，创建多参数实时在线监测和控制，以及有效的数据检索和调用手段。覆盖指令下达、一键响应、自动优化等联动控制功能，为日后现场无人值守和对供电系统的遥测、遥控、遥调业务所需奠定扎实的基础。

应用丰富的图表组件，选以分类、组合、排序等风格，简化数据浅显易懂，让分类施策取代粗放管理，让系统量化分析取代决策者主观判断，让决策者一眼望穿负荷特性，并在必要的时刻及时调整配网运行方式。在强化电厂的运行调控能力的同时，也提高了经济效益降低防范风险。

执行考核：依据爬坡耗时、响应模式、在线机组数量、负荷信号曲线信息及变化规律的统计，对运行态势进行统一评估和监测管理，更合理地优化资源分布，提升指挥中心规模化的协调指挥能力。

效果分析：应用数据分析手段，搭配一系列聚簇、栅格、活动规律等多样化可视分析手段，对负荷聚合商执行效果、历史竞价、技术能力、出清结算等情况，Hightopo采取多方位并行分析呈现。全面体现电网多品类交易组织结构，便于决策者对每个用户的参与状态进行集中规范和细化

参与市场交易：遵照技术参数差异，创建合理收益激励，能高质量运转电力负荷调度模式。可视化交易业务体系中，把预测到的电力市场电价及市场的历史数据，与监控到的内部各分布式能源实时运行状态相结合，帮助决策者对双边市场的竞标电价及报价展开合理设置。使虚拟电厂在需求侧管理层面上，达到了数据共享化、响应实时化、操作可视化的目的。

出清效果

曾搭建过以上海市商业型虚拟电厂解决方案，通过集成各 DG 的数据，从资源管理、实时状态监测、负荷预测、发电任务管理、发电任务追溯、运行效果决策六个方面阐述“虚拟电厂”的运作流程

同样也支持采用 3D 轻量化建模形式，将多种复杂的电力管理信息聚集在虚拟仿真环境下，结合专业分析预测模型，对运维设备、运行状态、控制系统进行实时动态采集与多角度并行分析，辅助决策者管理工作的颗粒度更精细、响应更敏捷、行为更智能.