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有效市场+有为政府如何助力虚拟电厂进阶

作者:洪嘉琳 来源:南方能源观察 发布时间:2025-08-20 浏览:

中国储能网讯:2025年3月,国家发展改革委、国家能源局印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》(发改能源〔2025〕357号,以下简称“357号文”),首次在全国层面明确了虚拟电厂的定义,被行业视为虚拟电厂“进阶”的积极信号。

2021年以来,国内虚拟电厂发展火热,技术平台构建、资源聚合、电力系统响应调节等探索在多地铺开,模式“百花齐放”的同时也出现盈利能力和规模效益不强的情况。

虚拟电厂调节潜力和商业模式开发或将迎来新的爆发期。在近期《南方能源观察》杂志社联合中国人民大学应用经济学院举办的“虚拟电厂进阶:价值与路径”圆桌研讨会上,与会嘉宾分享了以聚合空调负荷为主、“售电+”、制造商主导等国内外虚拟电厂模式经验,并看好公共机构、零碳园区等虚拟电厂应用场景。

与会嘉宾表示,虚拟电厂有望成为系统调节的重要资源,但目前仍处于起步阶段。电力市场价格信号要进一步提升时空精确度,电能量、辅助服务乃至未来的容量市场要为虚拟电厂“敞开大门”,进一步激发虚拟电厂的调节潜力、提高盈利能力并逐步增强出力的稳定性。政府也要在政策、标准、市场规则等方面发挥关键引导作用,推动行业朝着标准化、高效率、规模化的方向发展。


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看好公共机构、零碳园区场景

357号文首次在全国层面明确虚拟电厂的定义,提出“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”。

近年来,随着新型电力系统建设加速推进,电力供给侧和需求侧的不确定程度加深,虚拟电厂聚合分布式资源参与电力系统调节的模式兴起。多地根据自身负荷资源情况、系统调节需求和对虚拟电厂的理解开展探索。

冀北虚拟电厂聚合蓄热式电锅炉、工商业可调负荷、电动重卡等资源,主要促进夜间用电低谷时段新能源消纳;深圳、上海等超大城市虚拟电厂则主要聚合充电桩、智慧楼宇、储能等资源,在负荷尖高峰时段调峰。

由于工商业负荷规模大、负荷类型多样、单位负荷量调控相对集中,近年来,苏州积极探索城市级虚拟电厂并推动地方相关产业发展。国网(苏州)城市能源研究院虚拟电厂发展研究中心主任江海燕介绍,根据统计数据估算,苏州的灵活性资源可调节潜力约为450万千瓦,包含储能、空调、充电桩、数据中心、工业柔性负荷等多种类型。

根据2024年底的相关统计数据,苏州的空调负荷调节潜力约为160万千瓦,在上述资源中占有较大比重。江海燕介绍,昆山市政府于2022年牵头打造了以各类公共建筑空调资源为主的政府侧虚拟电厂。经过联调联试验证,项目能精准实现负荷调峰压降幅度45%、夜间待机能耗下降60%等综合目标。然而,项目在示范探索过程中也发现了虚拟电厂的建设难点和痛点。空调、储能、光伏等典型设备资源,往往存在“物权”“运营权”和“控制权”不统一的现实情况。“资源设备业主不一定掌握设备的接入开放权限,相关工作会涉及到业主、投资方、设备厂商等多家权限所有者。即使可以开放,不同设备制造商的接入标准不一。同一个分布式光伏项目可能涉及多个投资主体,接入问题将更加棘手,海量设备接入虚拟电厂的‘最后一公里’问题亟须解决。”江海燕说。

有嘉宾提出,可借鉴特斯拉聚合自产分布式储能设施的模式,发展制造商主导型虚拟电厂。在该模式下,空调,电动汽车、电池系统等制造商在设备制造阶段嵌入通信和控制功能,能突破地域限制聚合分散的可控设备,实现设备的可观、可测、可调、可控。

以苏州协鑫为代表的部分虚拟电厂企业,选择将企业售电业务和虚拟电厂业务并行推进,将电能量交易和调节量服务有效结合。在聚合分布式电源、储能、充换电站、生产负荷等资源的基础上,运营商通过资源编码的方式实现根据调节需求自动匹配编码资源。“在当前的市场发展阶段和需求发生频次下,‘售电+’的模式较为可行,售电公司熟悉掌握代理用户数据,并基于频次固定的电能量交易和绿电业务,长期与用户保持密切沟通,当市场化需求响应等启动时,这些聚合商能够第一时间代理用户协同参与响应和交易。”江海燕说。

全球范围看,多国根据自身资源禀赋发展虚拟电厂,已由政策驱动期逐步过渡到商业转化期,部分商业模式创新值得借鉴。

美国食品药品监督管理局(US Food and Drug Administration,USFDA)和全球高科技企业霍尼韦尔签署了为期20年的合同能源管理项目,霍尼韦尔为USFDA投资打造了包含光伏、多类型储能、柔性负荷等资源在内的55兆瓦微网,通过节能服务费和微网参与需求响应、辅助服务、容量市场等获取的市场收益回收投资。据介绍,2016年至今,该微网实现了70次孤网运行,为USFDA节省了购买双回路高可靠性供电服务的费用。来自美国加州的专家介绍:“USFDA获得高能效系统、节约了能效开支,霍尼韦尔获取20年的长期收益,当地电网获得兆瓦级灵活性资源,无需建设新的调峰电源,实现多方共赢。”

上述能效+负荷管理的虚拟电厂模式也可以复制到其他应用场景。当前,国内学校、医院、政府机构等负荷集中的公共机构正开展能源托管服务,是落地该模式的潜在优质场景。工业园区也有较大的虚拟电厂发展潜力,工业用热可能是一个有待挖掘的领域。上述专家提到,工业热特别是轻工业的中低温热易于实现电气化替代,通过高效工业热泵连接蓄热系统,在用电低谷时段用电蓄热、在高峰时段放热,形成用热电气化+储热+需求响应的模式。

杭州思度云电力科技有限公司创始人俞庆认为,从近年国内的实践经验看,运营商发展虚拟电厂单一业务是不可持续的,需将虚拟电厂融入到工业园区、企业的零碳运营服务中。他提出,运营商在开展能源托管服务、投资可再生能源和储能等设施,获取能源管理费、绿电销售费、储能峰谷套利费等收入的同时,利用掌握客户用能数据、拥有源网荷储充等设备运行调度权的优势,“顺带”把具有响应能力的资源聚合参与市场出清。“零碳运营服务是‘锦’,虚拟电厂是‘花’,两者结合将形成‘锦上添花’、获取多元增量收益的效果。”

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市场开拓+政府引导

南方电网科学研究院有限责任公司新型电力系统研究所需求资源调度技术研究团队一级项目经理赵文猛表示:“在357号文的定义下,虚拟电厂的定位不再局限于参与需求响应的安全保供角色,而是可持续、市场化运营的新型经营主体。”

前述美国加州专家表示,在缺乏准确定位的情况下,此前虚拟电厂更多的是一种技术解决手段。在新定义的指引下,虚拟电厂须逐步向电力系统调节资源的方向发展。“从国际经验看,虚拟电厂的真正价值在于稳定市场价格,是一个从临时应急响应到常态化经济优化的工具。”

睿博能源智库高级研究员高驰提到,随着国内电气化持续推进、电力体制改革进入深水区,电价信号的时间精度越来越高、波动幅度越来越大。从微观看,虚拟电厂可以提升电力用户的用电灵活度,降低用能成本。从宏观看,虚拟电厂可以高效传导价格信号,将电改红利传导至终端用户并创造新的受益群体。

与会嘉宾普遍看好虚拟电厂的发展前景,但也表示国内虚拟电厂发展仍未成熟,相关市场价格机制、盈利模式、技术标准等有待进一步完善。

中国人民大学应用经济学院教授宋枫认为:“市场创新体现为商业模式创新。随着新能源在电力系统中的占比逐步提高,其带来的巨大挑战之一是系统调节成本急剧增加,电力市场机制设计也将发生很大的变化,辅助服务市场向虚拟电厂等新型主体进一步开放便是市场建设深化的一个体现。”她表示,未来,自下而上的电力市场机制创新需求不断出现,将推动电力市场朝着更适应新能源发展的方向发展。

根据精准的价格信号响应调节是虚拟电厂的底层逻辑和核心生命力。多位嘉宾提出,随着电力现货市场建设加快推进,实时电价信号的精准度将进一步提升,同时也要逐步实现电价时间、空间维度的精细化,引导虚拟电厂在关键时刻、关键节点有效出力。

与会嘉宾普遍表示,参与电力市场交易是虚拟电厂的重要盈利渠道,要进一步开放市场准入、完善市场机制,让虚拟电厂作为独立主体参与多元市场。前述美国加州专家表示,国外经验表明,在动态电价+容量保障+绩效奖惩的联动市场机制下,虚拟电厂能充分参与市场并获得足以支撑运营的市场收益,也能让虚拟电厂提高出力稳定性。电力现货、辅助服务、容量市场等多元市场联动能使虚拟电厂运营商的年收益比参与单一市场提升30%以上。

与会嘉宾也提到,除了加快电力市场建设及市场背景下的虚拟电厂商业模式创新,现阶段,政府也要发挥关键引导作用。

前述美国加州专家举例称,加州政府制定了资源优先顺序政策和公平的市场准入机制,用户侧资源能优先于化石能源发电机组提供系统调节作用,并在市场中与传统机组公平竞争;建立了涵盖技术标准、通信协议、系统运行等统一标准化体系,实现行业“车同轨”的同时有效保障电网的运行效率。加州政府还建立了集实时市场价格、电网运行状态、电网碳排放等信息发布于一体的信息化基础设施,同步实现用户降本增效、电网韧性提升、电力系统脱碳等多重目标。

宋枫表示,政府效用发挥包括事前制度制定和事后监管两个方面。在规则制定上,针对虚拟电厂的制度设计可能会有一定滞后性,制度出台可能是一个自下而上驱动的过程。“在新型主体、新需求、新业态刚‘萌芽’时,规则制度不能定得太细,待发展到较成熟的程度时,再出台较统一的规则制度。”她也提到:“在全国统一大市场的建设背景下,政策制定者要逐步出台统一的技术制度规则,并形成涉及安全、秩序、利益等方面的事后监管。若一个城市一套建设标准,虚拟电厂是无法形成规模经济的。”

“当前,国内已出台虚拟电厂发展指导意见,如果政府在市场机制、基础设施建设、标准化体系、目标设定等方面发挥更大的作用,可以将虚拟电厂的作用发挥、业态发展推向更高的层次。”上述专家说。

长城证券(中国华能)产业金融研究院能源转型研究中心主任张鹏提到,在借鉴国外虚拟电厂发展经验时,要理性看待中外能源资源禀赋和发展阶段的差异。他认为,国内虚拟电厂有较好的发展前景,但在较短时间内,市场空间可能较为有限。“后续,虚拟电厂发展需由政府牵头,在政策、标准、市场规则方面做有效的引导并在前期提供一定的补贴支持。”

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关键字:虚拟电厂

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