中国储能网讯：

引  言

21世纪已接近四分之一尾声，近年来“虚拟”的概念在各行各业已是耳熟能详，虚拟现实、虚拟货币、虚拟形象、虚拟身份等新鲜名词层出不穷。在电力系统中，“虚拟电厂”(Virtual Power Plant，VPP)这一概念也逐渐崛起，那么，它与我们传统意义上理解的发电厂（Power Plant）又有什么区别？接下来，让我们来一探究竟！

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什么是虚拟电厂

1.定义决定身份和角色

传统的电力系统包括发电、输电、变电、配电、用电等环节，电力调度部门根据实际的用电负荷大小进行发电厂的出力调整和控制，实现“源随荷动”的运行模式。我国发电厂包括燃煤、燃气、核电、水力、光伏、风力、生物质等多种类型的发电机组。

图1 电力系统的环节

2024年11月28日，国家能源局发布的《关于支持电力领域新型经营主体创新发展的指导意见》中对“虚拟电厂”定义为：虚拟电厂是运用数字化、智能化等先进技术，聚合分布式电源和可调节负荷等，协同参与系统运行和市场交易的电力运行组织模式。

2025年2月1日正式实施的《GB/T 44241虚拟电厂管理规范》对虚拟电厂定义为：通过先进的信息通信技术、智能计量以及优化控制技术，将分布式电源、分布式储能、可调节负荷等分布式资源进行集成，构成能响应电网需求、参与电力市场运行或接受电网调度的系统。

结合中国电力系统的运行特点及电力体制改革进程，我们通常认为，虚拟电厂并非直接产生电力的发电厂，实质上是一套资源管理系统，将系统中不同的发电类或负荷类分布式资源（包括分布式光伏发电、分散式风力发电、储能系统、充电桩、可调节负荷等）聚合起来，既有电源侧资源也有负荷侧资源，通过可调节能力分析并进行负荷调节控制，参与电力市场和电网调度活动，以一种新的资源聚合类新型经营主体参与电力中长期市场和现货市场，实现削峰填谷的目标，提供调峰、调频、调压、备用等辅助服务。

图2 虚拟电厂构成

2.虚拟电厂的功能

不同于传统“发-输-变-配-用”的物理拓扑结构和地理位置关系，虚拟电厂通常对分布式能源的地理位置和运行特性没有特定的约束，比如虚拟电厂所聚合资源可以分布在同一个省份的不同市县，这一特点为电力系统提供了具有高度灵活性和适应性的分布式能源管理方式。

虚拟电厂作为电网侧调度管理、电力交易、新型电力负荷管理主体机构与不同类型分布式能源之间的中间交互环节，需要预测、计算并分析聚合分布式能源的调度计划、功率曲线及运行成本等参数和特性，根据申报或约定参与电力市场或电网调度。

基于不同的功能特征，虚拟电厂分为技术型和商业型两类。其中，技术型虚拟电厂为调度中心提供辅助服务，需要确定时序耦合周期内的可调节功率和调节功率成本，满足电网运行管理要求；商业型虚拟电厂参与电力市场，需要确定时序耦合周期内的竞标策略，达成系统运营及财务盈利目标。

从市场运营的角度，虚拟电厂的实际运行过程中，需要在满足收益最大化目标的同时，也要满足申报的运行计划及运行功率目标。

图3 虚拟电厂主要功能组成

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虚拟电厂的市场

2024年我国电力结构实现历史性跨越，全国发电总装机容量达33.5亿千瓦，其中新能源装机规模突破14.5亿千瓦，首次超越火电装机规模。随着新能源占比快速提升，电源侧与负荷侧的时空错配矛盾加剧。在此背景下，近年来国家在政策、市场机制等方面出台了一系列举措破解供需失衡。

1.政策支持

2024年6月1日起施行的《电力市场监管办法》中明确，电力交易主体包括：参与电力市场交易的发电企业、售电企业、电力用户、储能企业、虚拟电厂、负荷聚合商等。该办法的正式实施，将为可控负荷、新型储能、分布式新能源等灵活性资源提供进入市场的机会，明确虚拟电厂的经营主体身份，充分激发和释放用户侧灵活调节潜力。

2024年8月、2025年1月相继发布的《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》、《电力系统调节能力优化专项行动实施方案(2025—2027年）》明确提出，面向典型地区高比例需求响应的市场需求和机遇，建立需求侧的灵活调节资源库，通过优化调度运行机制、完善市场和价格机制，充分激发需求侧响应活力。新形势下，结合电力保供、新能源消纳等需求，充分利用当地源荷储资源，建设符合当地电力系统运行需求的虚拟电厂，成为当前的必由之路。

2.市场方向

虚拟电厂技术的快速发展，可有效促进可再生能源消纳，缓解电力市场中的供需矛盾，助力新型电力系统灵活、高效和安全运行。

虚拟电厂作为新型电力系统建设过程中的新型经营主体，主要目标市场依然是电能量市场和电力辅助服务市场。其中，电能量市场是供需电力的交易场所，用于买卖电能，按照交易周期来看，主要包括中长期交易市场和现货交易市场。电力辅助服务市场是一个补充性市场，旨在支持电能量市场的平稳运行和电力系统的稳定性，包括有功平衡服务、无功平衡服务和事故应急及恢复服务等类别，分为基本电力辅助服务和有偿电力辅助服务。

随着国家和多个省市对虚拟电厂主体经营地位的充分明确，未来虚拟电厂在电力市场的发展过程中将大有可为。

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虚拟电厂的技术和应用

虚拟电厂所聚合资源主要包括发电侧和负荷侧资源，基于聚合的对象和主要业务方向，虚拟电厂主要分为发电类虚拟电厂、负荷类虚拟电厂以及混合型虚拟电厂三大类型，对外的主体身份就是一个区别于传统发电厂的“电厂”，可以提供电能量或电力辅助服务。

1.虚拟电厂技术及商业模式

1.1主要技术

面向所聚合的资源对象，虚拟电厂需要实现电量交易、调峰、调频、需求响应等运行指标要求，需要建立对不同控制对象的控制策略和技术。类似于传统电厂的分散式控制系统，资源的聚合需要实现数据的采集、分析、计算等功能，资源的控制需要实现对电压、频率、功率等参数的控制和调节。

此外，对于资源的组合和控制策略制定，需要考虑资源聚合分组模型、电力市场预测以及交易策略优化计算，而这也是虚拟电厂实现可靠性和经济性的重要功能。

虚拟电厂系统除了具备满足运行要求的资源聚合和控制功能，数据通信的质量和精度也是系统运行的重要指标。基于不同交互对象的输入和输出信息的通信技术，成为未来市场中虚拟电厂主体之间在性能指标上开展竞争的关键技术。

虚拟电厂技术主要包括市场运营、协调优化运营、物联网技术。

图4 虚拟电厂关键技术

1.2 商业模式和市场空间

随着我国电力体制改革的不断深入以及《电力市场运行基本规则》的正式施行，虚拟电厂的商业化发展迎来更多的挑战和机遇，需要因地制宜，确定不同的商业模式。

以分布式电源、可调负荷或储能为主的虚拟电厂，通过市场化的方式响应系统运行中的各类调节需求，从当前出台的政策文件来看，我国虚拟电厂可参与的交易类型包括调峰辅助服务、需求侧响应等；从远期看，可参与的交易类型还包括电力现货、中长期交易、调频/调压辅助服务、金融衍生品等。从我国虚拟电厂当期可参与的交易品种看，需求侧响应具有较高的单位价值量。

图5 虚拟电厂交易体系

以面向需求侧管理的需求响应市场进行测算，中电联发布的《2024-2025年度全国电力供需形势分析预测报告》指出，2024年全国统调最高用电负荷达14.5亿千瓦，同比提高1.1亿千瓦。预计2025年全国统调最高用电负荷将达15.5亿千瓦左右。

从建设投资角度测算，《电力需求侧管理办法（2023年版）》中提到，到2025年各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%-5%，预计需求响应能力需求为4650-7750万千瓦，按照500元/千瓦的建设成本测算，2025年虚拟电厂改造市场空间约为233-388亿元。

从市场运营端测算，按照年度尖峰负荷时长50h，补贴标准3元/千瓦时测算，预估年度市场空间为69.75-116.25亿元。

（注：以上为初步估算，具体以各省市的实际政策和电网运行策略为准。）

2.虚拟电厂应用

近几年，国内不同省市已先后建成多批虚拟电厂示范项目，参与省内、省间电力市场，逐步探索出一套与当地电网发展特点相适应的虚拟电厂运营模式。

国内虚拟电厂自2016年开始陆续启动示范测试，江苏、浙江、广东、冀北等地均开展了较长时间示范测试。国内示范项目以负荷侧资源调节为主，聚合类型偏少；市场机制处于探索阶段，电力现货机制尚待完善；商业模式仍处于前期探索阶段，收益模式以低频次的邀约式需求侧响应为主。预计“十四五”末期到“十五五”前期将是虚拟电厂商业模式探索的重要阶段，已建成虚拟电厂的运行经验数据将为虚拟电厂的发展方向提供重要参考。

3.eMind-VPP虚拟电厂智慧管理系统

奇点能源创新推出的eMind-VPP虚拟电厂智慧管理系统，作为虚拟电厂业务的专业运营平台，以分布于全国多个省市的源网侧和用户侧储能电站运营为基础，聚合充电桩和分布式光伏发电项目，面向全国市场开拓虚拟电厂运营新业态，发展智慧储能、电力交易、虚拟电厂等业务，致力于成为国内一流的虚拟电厂智慧管理平台研发及运营商。

目前，该系统已在西北、华北、华东和华南等多个区域投入实际应用，为储能项目运行效率提升和智慧运营、多种资源聚合优化运行、参与电力需求响应、辅助服务市场提供了稳定可靠的技术支撑。