虛擬電廠是近期多份國家政策文件提及的重點業(yè)態(tài)，在新型能源體系構建和保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行中具有重要價值，國網能源研究院立足國家戰(zhàn)略部署，瞄準研究前沿，成立“虛擬電廠攻關研究團隊”，梳理國內外相關情況，就發(fā)展前景、核心技術、商業(yè)模式等關鍵問題思考總結，力求取得研究成果，推動各方形成共識，服務虛擬電廠融入我國能源安全和綠色低碳發(fā)展大局，實現(xiàn)健康快速發(fā)展。

——國網能源研究院原副院長 蔣莉萍

文 | 吳瀟雨、曹雨晨、代紅才、時慶

國網能源研究院 虛擬電廠攻關研究團隊

虛擬電廠緣何火爆？

隨著我國風、光等新能源占比的快速提升，電力系統(tǒng)面臨的安全運行壓力也隨之而來。虛擬電廠通過整合需求側小微資源，對于提升新型電力系統(tǒng)靈活性、促進新能源消納具有積極作用，因此獲得多方關注，甚至被某些機構冠以“拯救電荒”、“黑科技”的標簽，并迅速升級為現(xiàn)象級“爆款”概念。其根本原因在于當前形勢下，多方主體利益訴求在虛擬電廠上找到了契合點。

對于政府來說，虛擬電廠是保障電力安全供應，帶動市場和產業(yè)發(fā)展的關鍵抓手。一方面，虛擬電廠是促進需求側各類資源的協(xié)調開發(fā)，強化供需互動，降低大規(guī)模新能源并網對系統(tǒng)安全沖擊的有效手段。另一方面，虛擬電廠作為新興市場主體，可以豐富電力市場業(yè)態(tài)、活躍市場交易，且其產業(yè)鏈條包括采集終端、運行控制軟件、數字化平臺等多個環(huán)節(jié)，是促進相關產業(yè)發(fā)展的關鍵抓手。

對于電網企業(yè)來說，虛擬電廠具有支撐電網安全穩(wěn)定運行，延緩電力投資的潛力。一方面，發(fā)展虛擬電廠可為電網運行帶來高質量可調節(jié)資源。根據國網能源院預測，較樂觀邊界條件下，我國2025年需求側資源的技術可開發(fā)潛力有望達到最大負荷的9%左右，通過虛擬電廠將難以調度利用的小微資源整合并參與系統(tǒng)運行調節(jié)，將對電力系統(tǒng)靈活性提升帶來助益。另一方面，發(fā)展虛擬電廠可節(jié)省電網投資。據相關機構統(tǒng)計，我國每年95%以上峰值負荷不超過50小時，但卻會帶來不可避免的輸變電設備投資，通過虛擬電廠平滑負荷曲線是節(jié)省電網投資的潛在選項。

對于資本市場來說，虛擬電廠是繼分布式光伏、氫能后又一吸引資金入場的絕佳概念。虛擬電廠與分布式發(fā)電、電力保供、能源數字化等熱點密切相關。一方面，炒作虛擬電廠概念有利于相關企業(yè)在一級市場融資。據華西證券預測2025年虛擬電廠市場規(guī)模將達到968億元，2030年超過4500億元，復合增速超過35%。今年我國穩(wěn)住經濟大盤的壓力較大，風投機構愈發(fā)謹慎，一級市場融資困難。炒作概念可以吸引風投機構對虛擬電廠進行戰(zhàn)略布局，有利于相關企業(yè)融資。另一方面，可以通過相關概念股票，在二級市場獲利。今年7、8月份我國出現(xiàn)極端高溫少雨天氣，根據同花順統(tǒng)計，兩個月內虛擬電廠指數累計漲幅超過20%，跑贏同期滬深300指數超過30個百分點。

對于能源服務商來說，虛擬電廠是有前景的業(yè)務發(fā)展方向，也是搶占客戶資源的好題材。一方面，虛擬電廠代表了能源數字化、用戶側資源開發(fā)利用等能源電力未來高價值發(fā)展方向，值得提前布局，但當前也有部分服務商借虛擬電廠概念包裝既有的節(jié)能、交易等低技術密度業(yè)務。另一方面，在當前虛擬電廠熱潮下，提前布局可獲得更多優(yōu)質客戶資源，培養(yǎng)客戶粘性，未來可以進一步拓展節(jié)能、分布式能源開發(fā)利用等其他業(yè)務。

綜上所述，多方面原因導致目前虛擬電廠概念火爆。但是，在多方追捧、光鮮亮麗外表下，是否存在被忽略的問題，還需要冷靜深思。

多方關注下存在深層次問題

需客觀分析

關注度大幅提升背景下，山西、廣東、山東等多地能源主管部門先后出臺專項政策，產學研各界密集發(fā)聲。但虛擬電廠從學術概念到當前進入落地實施階段，從長遠計，仍有關乎其健康發(fā)展的體系性宏觀問題尚未有效解決。

問題一：概念內涵、功能形態(tài)未形成權威統(tǒng)一認識——“先規(guī)范，再發(fā)展”和“先發(fā)展，再規(guī)范”的十字路口如何抉擇？

在高熱度下，政學產研各界均對虛擬電廠的概念內涵在各自的專業(yè)和立場上進行了解讀，哪怕以“每一個人眼中都有一個不同的虛擬電廠”來描述也不過分。山西省能源局文件認為虛擬電廠可以有負荷型、源網荷儲一體等多種類型，學術界則傾向于認為虛擬電廠是一套技術管理系統(tǒng)，能源服業(yè)企業(yè)則基于業(yè)務拓展和搶占客戶資源的考慮，傾向于編織虛擬電廠的大框，將綜合能源服務等概念納入其中。

百家爭鳴的現(xiàn)狀雖然打開了虛擬電廠的發(fā)展思路，但概念內涵、功能形態(tài)是新生事物的“四梁八柱”，沒有穩(wěn)固統(tǒng)一的基本認識，后續(xù)圍繞虛擬電廠設計其市場機制、管理規(guī)范等都將在各自的話語體系里生長，在并網管理、市場交易、模式創(chuàng)新等多方面帶來高額的、不必要的系統(tǒng)性成本增長。

問題二：虛擬電廠作為市場主體、并網調度主體，在電力市場、電網調度運行體系中的定位和責權利邊界不明確，其商業(yè)價值和系統(tǒng)運行價值如何發(fā)掘？

在2021年底國家發(fā)改委、國家能源局新版兩個細則中已將虛擬電廠認定為輔助服務市場主體、并網調度主體，相當于給予其在市場交易、系統(tǒng)調度運行中的合法“身份”，但是主體身份背后則是復雜的責權利設計，其責權利是否明確和對等，關乎虛擬電廠是否能與各類主體建立清晰的規(guī)則體系，直接決定了虛擬電廠能走多遠。

山東現(xiàn)貨市場規(guī)則對虛擬電廠責權利進行了專門表述，但是仍處于框架階段，還需要細化的論述，這是當前虛擬電廠責權利設計的普遍性問題。

責權利的不明確將使資本方、運營商、電網企業(yè)對于在虛擬電廠的發(fā)展投入上有所保留。資本方不敢投入因為“利”不明確，市場主體定位不清楚，能夠參與的交易品種少，盈利渠道受限。運營商則擔心“權”，虛擬電廠在市場交易和電網運行中屬于小微主體，沒有明確的依據謀取權利則較為困難。電網企業(yè)則擔心“責”，電網承擔電力系統(tǒng)的運行安全，責任事關國計民生安全，沒有明確的責任歸屬，虛擬電廠資源在運行中也難以用的安心。

問題三：技術標準體系不健全——導致對“內”整合各類型小微資源、對“外”與參與系統(tǒng)運行等多項問題。

虛擬電廠的量測、通信技術較為成熟，排除考驗運營商技術能力的多資源協(xié)調優(yōu)化技術外，關鍵在于技術體系的標準化，對內主要就是建設標準，制約其建設成本和運營效率，對外是并網運行標準，制約其在系統(tǒng)運行中發(fā)揮價值。

當前，虛擬電廠對內的建設標準不統(tǒng)一，導致成本高且存在信息安全風險。各類資源主體仍通過自有平臺提供接口、安裝采集控制設備等方式接入虛擬電廠，對其接口的開放配合意愿低，同時采集控制設備規(guī)約不一致，數據交互存在壁壘，難以建立多系統(tǒng)貫通的信息安全防護體系。

對外是并網調度標準、規(guī)程不明確，導致并網調度難。大部分省份能源主管機構均未出臺適用于虛擬電廠的專門并網調度協(xié)議模板，并網調度依據不足，缺乏接入規(guī)范、調節(jié)能力要求、數據交互要求、補償考核方式和計量結算要求等并網調度必備細則。

健康發(fā)展需要“冷思考”

虛擬電廠是在《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》、《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》等多份國家級政策文件中均有涉及的重點概念，代表其在支撐“雙碳”目標實現(xiàn)、新型電力系統(tǒng)建設、構建新型能源體系的征程中必將發(fā)揮重要作用。因此，面對當下虛擬電廠暴露出的多項問題，我們應立足能源安全保供、綠色低碳發(fā)展的大局中去全面謀劃、深入思考。

思考一：單純以商業(yè)視角或技術視角去解構虛擬電廠過于片面，而應以“系統(tǒng)觀念”置于能源電力綠色低碳、安全高效發(fā)展的大局中去認知虛擬電廠。

虛擬電廠“是什么、具備什么特征”是決定其作為一類獨立市場主體和并網主體的關鍵。一方面，如果只是商業(yè)性的將虛擬電廠過度泛化，與負荷集成商、需求響應等概念簡單等同，不明確其作為一類新興市場主體所應具備的獨特技術特性（類電廠特性，后文解釋），那么將毫無提出虛擬電廠的必要性。另一方面，如果僅從技術視角關注虛擬電廠具備什么樣的調節(jié)性能，而對其作為一類主體的責權利無清晰界定，那么其將難以參與市場交易和系統(tǒng)運行。因此，需要對虛擬電廠的概念構建系統(tǒng)性認知：

一是虛擬電廠對其聚合的各類用戶來說是一種運營服務，對于電力系統(tǒng)來說是具備“類電廠”技術特性的特殊電廠。對內部的用戶來說，虛擬電廠以貼合其生產需求為前提的資源管理，，資源管理的形式可以是各類能源服務，但核心是挖掘其用電曲線的潛在可調價值并博得收益。而對于電力系統(tǒng)來說，虛擬電廠具備超越一般聚合資源的類電廠技術特性，即調節(jié)能力而非提供電量，成為調峰調頻等日漸稀缺的靈活性資源的可靠提供者，是體現(xiàn)其系統(tǒng)價值的重要方向。

二是虛擬電廠的聚合對象應聚焦于電網難以直接調度的零散小微資源。從電力系統(tǒng)運行視角看，對點多面廣的分布式資源的直接調度管理十分困難且成本高昂，一旦分布式資源占比達到一定程度對電力系統(tǒng)運行帶來極大的不確定性。因此，虛擬電廠的發(fā)展應該瞄準小微資源，扮演系統(tǒng)調度與用戶的中間管理者角色，進行資源的整合、優(yōu)化和調配，將使分布式光伏、用戶側儲能、可調節(jié)負荷等各類資源更好地在系統(tǒng)運行和市場中交易發(fā)揮作用，同時獲取合理收益。

三是虛擬電廠承擔系統(tǒng)平衡責任、接受電網調度，并逐步與常規(guī)電廠“同責同權”是發(fā)展方向。虛擬電廠的發(fā)展需要多方主體共同參與，在響應系統(tǒng)需求獲取收益的同時，承擔與之匹配的平衡責任也是大勢所趨，例如對于響應偏差的相應考核等。目前對于虛擬電廠的響應偏差在市場規(guī)定中還處于比較寬松的環(huán)境，比如華北調峰輔助服務市場中，對于火電廠偏差超過2%即需要考核，而對于虛擬電廠標準這一數字是30%。

思考二：虛擬電廠所需的市場環(huán)境還處于建設推進階段，其核心在于市場準入條件、責權利規(guī)則以及交易品種的設計，需要充分結合虛擬電廠的特性。

虛擬電廠需要憑其核心能力即調節(jié)能力在市場博弈，其市場準入條件、交易品種以及對應規(guī)則將決定其收益空間，而目前這三個要素都僅在在華北、山西、山東、深圳等先行地區(qū)有著結合自身特色和實際的初步探索。

一是虛擬電廠主要市場盈利手段是其調節(jié)能力，應側重于支撐系統(tǒng)短時間尺度平衡的相關市場。虛擬電廠的核心作用不是發(fā)出電能量，而是調節(jié)能力。因此，參與系統(tǒng)日前、小時、分鐘甚至秒級的交易品種（如現(xiàn)貨、輔助服務），才是最大化系統(tǒng)價值的手段。如冀北的虛擬電廠參與調峰輔助服務市場，納入調度平衡計劃中，山西、山東則可參與現(xiàn)貨市場。

二是在虛擬電廠的市場準入標準上需要結合其類型，以及系統(tǒng)運行需求形成差異化的規(guī)定。虛擬電廠由于其聚合對象、技術條件參差不齊，在響應能力如調節(jié)速度、響應容量、調節(jié)時間上勢必會有各自擅長的領域，例如以用戶側儲能為主的虛擬電廠在調節(jié)速度上必然占有優(yōu)勢，進一步結合調峰、調頻等各類場景的實際需求，形成差異化市場準入條件是合理方向，一刀切的最低準入標準規(guī)定并不利于虛擬電廠發(fā)展。

三是當前對虛擬電廠在響應偏差上的考核適當放寬是可行之策，但逐步收緊也是必然趨勢。虛擬電廠當前還是新興事物且在市場中獲取的收益有限，在偏差考核等責任考核上過于嚴苛會影響其發(fā)展，當前各地基本對虛擬電廠的偏差考核較為松弛是正確的，未來逐步收緊也是大勢所趨。

思考三：虛擬電廠在核心技術上應聚焦考慮用戶用電特性、市場價格信息的多資源優(yōu)化調控算法，而在技術體系構建上做到“內外有別，各有側重”是關鍵。

一是在核心技術方面，應發(fā)力優(yōu)化調控算法，讓用戶無感、令經濟收益最大是重要目標。虛擬電廠的構建主要包括量測、通信和優(yōu)化調控技術，量測和通信已幾乎不存在技術瓶頸，而能夠綜合考慮用戶用電特性和舒適度，最大化挖掘其調節(jié)潛力，進一步結合市場信息實現(xiàn)客觀收益的優(yōu)化調控算法才是關鍵，例如美國Tesla Autobidder平臺、德國Next-Kraftwerke的NEMOCS平臺均具有相關核心算法。

二是技術標準體系方面，對內構建虛擬電廠的建設運營標準體系降成本，對外做好并網調度標準體系。虛擬電廠內部技術標準的不統(tǒng)一將抬高運營商的建設成本，應建立涵蓋采集控制設備規(guī)約、平臺接口等方面的統(tǒng)一標準體系，打通負荷設備、采集終端、虛擬電廠運營平臺之間的交互壁壘。外部技術標準主要是虛擬電廠的并網運行標準，包括安全防護、并網技術規(guī)范、補償考核方式和計量結算等，服務虛擬電廠更好的參與電網運行。

結語

總的來說，虛擬電廠在我國還處于發(fā)展初期，一味的追捧概念、大干快上并不可取，甚至可能適得其反。各方主體應冷靜下來，立足我國的基本國情、電力市場發(fā)展情況，于能源電力發(fā)展的大局中進行“系統(tǒng)性”思考，抓住虛擬電廠調節(jié)能力這一核心特征，形成其概念內涵、形態(tài)特征的統(tǒng)一認識，加快完善其參與市場的相關機制，構建技術標準體系，促進虛擬電廠健康發(fā)展，助力新型能源體系和新型電力系統(tǒng)構建。