新型電力系統需要怎樣的虛擬電廠

今年3月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于加快推動虛擬電廠高質量發展的指導意見》（發改能源〔2025〕357號，下稱《指導意見》），在電力行業引發熱議。這份文件不僅是構建新型電力系統的重要配套政策，更明確了虛擬電廠在推動電力綠色低碳轉型中的重要作用，標志著虛擬電廠正式從“試驗田”邁向“主戰場”。

什么是虛擬電廠

虛擬電廠的作用可以通俗的理解為，它能讓廣大的分布式能源和負荷“團結起來就是力量”，通過聚合在電網中星羅棋布的分布式電源、儲能及可調節負荷，基于平臺的集中控制，形成一個等效的、可同時具備發電與用電特性的、可觀測、可調控的電廠/負荷。

正是因為這種“團結起來就是力量”的作用，虛擬電廠為“體量小，數量大，難觀測，難調節”的海量分布式資源提供了參與電力保供、助力可再生能源消納，并通過電力市場實現效益最大化的機遇，近年來受到了極大的關注。

雖然國外開了虛擬電廠之先河，但國內呈后來者居上之勢。

在德國、美國等電力市場化程度高的國家，虛擬電廠已實現商業化運營多年。例如，德國的Next Kraftwerke公司，通過聚合數千個分布式資源，成為電力輔助服務市場的活躍參與者，不僅實現穩定盈利，還對電力系統安全運行發揮了重要支撐作用。

而國內在政策激勵、技術創新及市場化的合力驅動下，全國各地均有眾多試點示范項目，廣東、江蘇、山東、上海等地以地方政府主導、在電網公司大力支持下，以參與電網需求響應為主的城市級虛擬電廠的示范項目，取得了顯著的保障電力供應，助力可再生能源消納的作用。例如，深圳市虛擬電廠通過接入電動汽車充電站、5G基站儲能、商業樓宇空調等資源聚合500兆瓦可調節需求響應能力，在2023年高溫天氣期間成功削減高峰負荷15%。

盡管示范成效顯著，但虛擬電廠規模化應用的挑戰依然存在，體現在商業盈利模式單一，主要靠參與需求響應獲得補貼，而需求響應僅在電力供應緊張時才有需求；缺乏與電網互動的能力，大部分未接入電網調度自動化系統，從而無法為電網的安全運行提供直接支持；以及海量、異質的分布式資源的聚合與調度的難度大，服務平臺建設與運營門檻高。

衡量虛擬電廠發展水平的核心指標，是其在新型電力系統中提供的可調節能力。

《指導意見》給出了未來五年調節能力的量化指標，即2027年實現2000萬千瓦以上，2030年實現5000萬千瓦以上的可調節能力。

虛擬電廠的發展需圍繞打造可靠、靈活的調節能力發力，構建提供調節能力的平臺，完善可調節能力的評估體系，打通與電網的“溝通”渠道，并通過多元化的電力市場體系體現調節能力的價值。

及時友好的“廠”網互動、主動積極的市場參與、安全高效的平臺運作將是虛擬電廠行穩致遠的立身之道。

虛擬電廠關鍵在于電網互動能力

虛擬電廠要有“有生命力”，就得“能用、好用、常用”，而關鍵就在于它要有與電網的互動能力，要能與電網“說上話”“聽得懂”“做得到”。

電力系統的穩定運行依賴供需的瞬時平衡，這需要供應側、需求側都能夠提供可調節能力，以應對高比例新能源發電及負荷的波動所致的電力不平衡。

傳統上需求側由于缺乏對電力成本的實時感受，沒有動力調整其需求。同時，分布式可再生能源的高速發展，更進一步增加了供應側的波動性與不確定性，增大了電力不平衡的可能性。

虛擬電廠是賦能需求側可調節的一種高效、經濟的方式，其與電網的緊密互動，將實現電網與需求側的雙贏。

對用戶而言，可能降低電力消費成本。通過充分利用電網分時電價、低邊際成本可再生能源及多種儲能技術，可以最大限度地降低用電總成本。

對電網而言，可以實現安全可靠的電網運行。虛擬電廠對海量、難調節的分布式電源、儲能及負荷的高度集成，極大地提升了電網對需求側的觀測與調度能力，電網就能夠告訴需求側“什么時候能用，怎么用”，從而有效的減少分布式電源和需求側的波動對電網安全穩定運行的影響。

要實現與電網的及時、友好互動，虛擬電廠必須具備實時信息互通，實時資源整合、實時響應調度的能力。

一是與電網調度的實時信息交換能力。電網系統調度需能夠對虛擬電廠的電力需求或供給進行實時監測及遠程的調節與控制；虛擬電廠則需能夠隨時地感知電網的運行狀態、市場價格的實時信號及系統調度給出的調節控制指令。

二是對分布式資源的整合及實時調配能力。分布式資源的海量、小體量、地理分布分散、電力出力或消費高度不確定等特性，使得虛擬電廠需高度依靠協調控制、智能計量與信息通信三項關鍵技術來聚合與調度分布式資源。

三是響應電網實時指令的調節能力。虛擬電廠要能夠依據市場價格的實時信號及系統調度給出的調節控制指令，迅速地依據這些指令信號或者是自身的效益需求來調節其電力的消費或供給。

通過與電網互動，虛擬電廠能實現多重價值。

首先，電網更安全，虛擬電廠可以為電力的安全可靠供給提供調頻、調峰、爬坡、備用等服務，成為電力系統運行的“穩定器”。

其次，新能源更好消納，能快速應對“棄風棄光”問題，提升綠色能源利用率，讓每一度綠電都能發光發熱。

最后，系統成本更低，通過精準的調節，減少對傳統大電源和輸電網的新建依賴，顯著降低電網的投資建設與運營成本。

蘇州相城區虛擬電廠通過“市場+行政”的方式建立區域彈性負荷管理能力，與供電公司共同舉行了2024年虛擬電廠迎峰度夏負荷管理演練，成功驗證了虛擬電廠在負荷集中區域電力供應短缺時的保供價值。

總而言之，實現與電網的及時友好互動才能展現虛擬電廠的生命力。

虛擬電廠的發展需要市場機制變革

目前國內的虛擬電廠仍以參與“需求響應”為主，收益依賴政府補貼和電網安排，缺乏商業自主性。要讓虛擬電廠“活得長久”，不能只靠政策“輸血”，必須跳出“政策溫室”，學會自己“造血”。

通過參與電力市場、在多元化市場中獲得真實的價值回報，成為重要而可行的選擇。實時電價機制能更真實反映電力供需成本，而虛擬電廠的靈活特性恰好能在市場中“左右逢源”——電價高時售電獲利，電價低時充電或用電。

可以預見，未來的虛擬電廠運營者，需要成為資深“電力交易員”，深諳多市場策略，在各種“賽道”中自由切換、靈活應對。

實踐證明，現有的以參與需求響應為主的商業模式難以為繼，因為需求響應只有在電力緊張時才能通過消減用電獲得補貼收益，平時則被“閑置”。

而虛擬電廠不僅能“減少用電”，還能“輸出電力”，具備參與調頻、備用容量、綠電交易等多種能力。市場機制能讓虛擬電廠在多種場景下“找活干、賺收益”，充分發揮其全部潛能，使收益最大化。德國的成功經驗表明，市場化環境下，虛擬電廠可通過參與調頻、備用容量等多類服務，年收益提升30%以上。

虛擬電廠為海量分布式資源參與市場提供了便捷、高效、低成本的途徑，而近期國家發改委與能源局關于全面加快電力現貨市場建設工作的394號文件，為虛擬電廠加速市場化提供了機遇。文件提出了2025年電力現貨市場全覆蓋的目標，以日前及準實時的電能量交易為特征的現貨市場，能夠更真實地反映實時電力供需的成本，也能準確地體現虛擬電廠所聚合的分布式能源及可調節負荷的價值。

中國將在2025年基本建成，2030年全面構建的全國統一電力市場體系，涵蓋了中長期交易、現貨、輔助服務、容量、跨省交易、分布式交易等多元化的市場類型。

虛擬電廠作為獨立的市場主體，有能力并將有機會公平地參與適合自身發展的相關市場。從充分發揮虛擬電廠的優勢，實現價值最大化的角度，現貨市場與輔助服務市場是當下最適合虛擬電廠的市場化路徑。

虛擬電廠參與現貨市場可以實現電力生產與消費的利益最大化。依據日前與實時的市場價格，適時轉換電力生產或消費的身份，“低谷買電、高峰賣電”，確保收益最大化或成本最小化。

虛擬電廠參與輔助服務市場有助于實時電力平衡與系統安全運行。根據自身特點，即所聚合的資源的特性，虛擬電廠可以提供電網安全運行所需的調頻、調峰、爬坡、系統備用等服務，實現“一體多用，分時復用”，最大限度拓寬自身收益渠道。

可以預見在未來，虛擬電廠還將有機會通過參與以大范圍資源優化配置為目的的跨省電力交易，來助力可再生能源消納，提升系統靈活性能力，降低電力系統運行成本，實現跨省綠電直購。也可以通過參與以保障長周期電力供需平衡與高比例可再生能源消納為目的的容量市場，獲得更穩定長期收益。

虛擬電廠從試點示范向大規模商業應用，急需社會資本的參與。民營企業的高靈活性和創新能力，對市場變化的快速“逐利”能力，追求極致的成本控制和效率提升能力，以及善于服務的客戶“粘連”能力，都將使其在一個公平競爭的市場環境下能夠“淋漓盡致”地體現虛擬電廠的價值。

而備受關注的電網公司，在以提供需求響應為主導模式的虛擬電廠建設中，依據自身的運營與技術優勢，發揮了出色的引領作用。但在未來市場化環境下，電網公司將不再“包打天下”，而應回歸系統調度的“中立”地位，從過去的試點示范、推廣技術創新的引領角色，轉變為支持虛擬電廠公平地參與電力市場，與可靠地提供系統安全運行保障的服務角色。

一個可參考的案例是山東電網建立的虛擬電廠服務中心，它通過明確參與市場的規范和數據接入的技術指標，開發建設運營服務平臺，以實現統一管理、統一調控、統一服務，規范虛擬電廠調節能力測試標準，為山東各地虛擬電廠的可持續發展提供了保駕護航的重要作用。

平臺，虛擬電廠的底座

虛擬電廠的本質是“平臺經濟”，是物聯網平臺在新型電力系統中的應用。沒有高效可靠的平臺，虛擬電廠如同“無槳之舟”，難以乘風破浪，過“萬重山”。

虛擬電廠的特性決定了需要基于平臺實現多方位的協同，它需要聚合、調度海量分布式資源，與電網調度、負荷、電力交易機構多個外部相關方展開互動，并動態地在電廠與負荷的角色之間進行變換。

因此，平臺必須具備快速、可靠參與電力系統安全運行，整合與調度海量分布式資源，以及面向多元用戶可擴展增值服務三大能力。

建設安全、高效的虛擬電廠服務平臺需要考慮多種技術因素。EFC（能源基金會）認為，建設過程中特別應該做好兩件事：

采用統一的標準化體系：要在技術互聯，市場交易，調度控制，用戶管理等多方面實現“車同軌、書同文”，從而降低平臺建設與運營成本，為虛擬電廠構建牢固的數字底座。

歐盟推出的CEN-CENELEC標準體系中CLC/TS 50549，EN 50600等標準，就為虛擬電廠的信息交互，市場交易，及信息安全等提供了范本，是一個具有國際成熟經驗的、可借鑒的樣板。

開發AI賦能的應用能力：用智能算法替代人工決策，提升運營效率，提高參與電力系統及電力市場運行的響應速度與精度，涵蓋高精度的分布式能源與負荷預測，電力市場交易的智能報價策略，及自動的電力交易與結算合約執行等。例如，特斯拉的Autobidder平臺正是通過AI技術來實時決策“何時充電、何時放電、在哪個市場參與交易、報多少價格”，實現儲能資產的收益最大化。

毫不夸張地講，一個安全、高效、智能的平臺，是虛擬電廠健康運行的“基石”。沒有平臺，就沒有虛擬電廠真正的能力釋放。

全國統一電力市場的構建，特別是2025年電力現貨市場的全覆蓋，為虛擬電廠的商業化發展提供了天時；分布式可再生能源與儲能的大規模接入電力系統為虛擬電廠的規模化發展提供了地利；政府與電網公司的大力引領及對民營企業積極參與的鼓勵是虛擬電廠可持續發展的人和。

在有利的外部環境下，要實現《指導意見》提出的虛擬電廠等發展目標仍任重道遠，虛擬電廠面臨可持續的商業模式，規模化的調節能力，及可靠、精準的資源聚合與配置等多方面的挑戰。

從“摸著石頭過河”的試點探索，到邁向市場化的發展全面落地，虛擬電廠正處在走向規模化、商業化應用的關鍵階段。

（作者張永平為能源基金會清潔電力項目主任、周勤為能源基金會清潔電力項目高級顧問、周鋒為能源基金會清潔電力項目主管；編輯：韓舒淋）