虛擬電廠：熱潮之下，難題待解

虛擬電廠并非一個新鮮的概念，2022年多地限電之時，其被視為一種可以有效降低用電負荷的手段而為公眾所知。

虛擬電廠雖然名為“電廠”，但是并無實體電廠，而是在現有用電設備上加裝控制器、感應器等硬件設備，再通過軟件系統，針對需求側用戶分散的負荷、儲能、分布式電源等可調節資源，進行集中管理、優化控制，可以被視為聚合分散資源的平臺。

盡管近年來各地虛擬電廠紛紛落地，去年下半年以來，虛擬電廠概念股在資本市場的熱度幾次被拉高，但是虛擬電廠的“頂層設計”始終缺位。今年4月11日，國家發展改革委、國家能源局發布的《關于加快推進虛擬電廠發展的指導意見》（下稱《指導意見》）被認為填補了這一空白?！吨笇б庖姟烦ッ鞔_提出虛擬電廠的定義與功能定位，也被業內認為確定了虛擬電廠的發展路徑，“市場化”成為加快推進虛擬電廠發展的關鍵。

虛擬電廠熱潮何來？

雖然并無實體電廠，但是對于電力系統而言，虛擬電廠的功能類似實體電廠。

江蘇華工新能源技術有限公司（下稱“華工新能源”）副總經理張強告訴《中國新聞周刊》，在“雙碳”目標之下，新能源在電力系統中占比提升，但是其本身具有隨機性、間歇性和波動性的特征，導致其可控性較差，加大電力系統供需平衡難度，而虛擬電廠具備在需求側進行調節的能力。

作為一種聚合分散資源的平臺，虛擬電廠可以被理解為“網約車平臺”，風光等分布式電源、儲能、可調負荷等用戶側資源可被視為“社會車輛”，平臺通過算法匹配供需，提高效率。

指導意見將虛擬電廠的功能描述為“對增強電力保供能力、促進新能源消納、完善電力市場體系具有重要作用”。

能源基金會清潔電力項目高級顧問周勤向《中國新聞周刊》表示，虛擬電廠是一個聚合分布式資源的平臺，將原本不可調、不可控，或是難調、難控的分散資源整合為可調、可控的資源，有利于保供、新能源消納，其承擔的功能不能一概而論，而是由其所聚合的資源的特點決定?！叭绻摂M電廠聚合大量可調負荷或儲能設備，便能在保供中發揮較大作用?！?/p>

根據虛擬電廠聚攏資源與作用的差異，其可以被分為負荷型、電源型、混合型等。在國內，負荷型虛擬電廠是當下主流。

近年來，由政府牽頭的虛擬電廠頻頻落地。2024年，重慶、成都、青島、蕪湖等多個省級、城市級虛擬電廠上線，聚合的可調節資源在十幾萬千瓦到幾十萬千瓦不等，相當于一座中小型電站的裝機規模。張強介紹，華工新能源已經在5個省份的16個市、區縣上線虛擬電廠平臺，其中不乏政府牽頭的項目。

這些虛擬電廠往往在“缺電”時通過參與需求響應發揮保供作用。所謂“需求響應”，是指應對短時的電力供需緊張、可再生能源電力消納困難等情況，通過經濟激勵措施，引導電力用戶自愿調整用電行為，實現削峰填谷。在國內，需求響應通常是為了應對季節性、臨時性電力需求高峰，也就是“削峰”。

能源基金會清潔電力項目主任張永平告訴《中國新聞周刊》，地方政府希望虛擬電廠發揮需求側調節，也就是保供功能的訴求占據多數。這類虛擬電廠往往聚合需求側可調節資源，包括樓宇空調、充換電站、工業企業等。“對于電力系統而言，始終面臨如迎峰度夏等時段性缺電的挑戰，電力系統有不同的保供選項，一方面可以新建電源，如上馬煤電項目，另一方面就是挖掘需求側潛力，也就是減少用電負荷，從減碳、經濟性等角度考慮，后者是更優選項，一些城市級虛擬電廠建設的初衷是保供。”

特別是像深圳這樣的特大城市，每年需要應對不斷增長的尖峰負荷。2024年7月25日中午，南方電網數據顯示，深圳電網用電負荷達2313.4萬千瓦，歷史首次突破2300萬千瓦，較上年最高負荷增長4.8％。但是一般而言，5％以內的尖峰負荷在一年內不超過100小時，為此新增發電裝機容量并不經濟，如何保障充足電力供應已經成為城市電力系統運營管理的一大挑戰。

深圳是國內最早上線虛擬電廠的城市之一，于2022年8月成立了全國首家虛擬電廠管理中心，由南方電網深圳供電局設立、深圳市發展改革委管理。截至2024年底，深圳虛擬電廠管理中心已累計接入59家虛擬電廠運營商，接入容量達到380萬千瓦，最大可調節能力為84萬千瓦，相當于1臺大型火電機組。通過組織開展精準響應超過百次，累計調節電量達560.3萬千瓦時，按照燃煤與電網排放因子差額計算，可實現減排二氧化碳約100萬噸。

深圳市科中云技術有限公司董事長饒亦然告訴《中國新聞周刊》，深圳虛擬電廠目前以需求響應模式為主，每次需求響應貢獻的可調節負荷在200兆瓦左右，對于深圳迎峰度夏有一定現實意義。2023年7月和10月，在深圳負荷尖峰電網供電不足的情況下，深圳虛擬電廠管理中心通過邀約實現虛擬電廠最大調節功率分別達7萬千瓦和21萬千瓦。

華工新能源運營的蘇州市相城區虛擬電廠去年夏天曾參與過當地迎峰度夏演練，當時通過平臺申報參與響應的企業共7家，負荷類型包括工業柔性可調負荷、儲能、充電站等多種能源形態，實際響應負荷共計8.8 兆瓦，覆蓋預設缺口。

能源基金會清潔電力項目主管周鋒表示，當前一般地市級虛擬電廠可調負荷量為幾十萬到幾百萬千瓦，如果出現短時電力供需不平衡，基本可以通過虛擬電廠參與需求響應填補缺口，也能避免新增火電機組。

指導意見提出目標，到2027年，全國虛擬電廠調節能力達到2000萬千瓦以上；到2030年，全國虛擬電廠調節能力達到5000萬千瓦以上。

虛擬電廠的調節能力在很大程度上取決于聚合資源的情況，運營商需要聚合更多用戶側資源，這是虛擬電廠運營商能力的重要表現。

“如果只為單個用戶搭建對接虛擬電廠管理中心的平臺，成本較高，虛擬電廠運營商也需要聚合更多資源，分攤成本?！别堃嗳槐硎?。據了解，深圳市虛擬電廠平臺的建設成本為數千萬元。

但是在各地虛擬電廠的熱潮之下，用戶，特別是企業由于不了解虛擬電廠，參與的意愿比較低。而2024年數據顯示，工業用電量約占全社會用電量的65％。

周鋒坦言，哪怕只是部署負荷接入系統，也需要投入5萬到10萬元，部署能源管理系統、改造生產工序等同樣需要投入，成本達到每千瓦幾百元至上千元。企業在不了解虛擬電廠的情況下，可能不愿意做出投資，而且企業也會根據自身可調節負荷情況評估投入產出。

虛擬電廠是一種資源聚合方式，并非一種技術，但是其實現卻依賴技術。比如能否清晰了解當前企業負荷情況，甚至具體到某個高耗能設備，這就需要安裝高精度的物聯網采集終端，將負荷情況實時上傳至虛擬電廠平臺，這需要前期投入。

前期投入之后，虛擬電廠收益仍有不確定性，這也成為部分用戶積極性不高的重要原因。

盈利難題待解

“我們主要聚合兩類資源。一類是工商業，比如在蘇州這樣的工業大市，工商業能耗體量較大，而一些工業企業的高耗能設備其實可以移峰、錯峰生產。還有一類就是儲能，儲能是最好的調節資源，但是工商業側儲能尚在市場推廣期，數量有限?！睆垙姼嬖V記者，目前企業對于虛擬電廠基本沒有認知，企業可能想過如何節能降費，但是沒有想過通過在電力市場交易的方式進行，而且目前電力市場機制尚不健全，哪怕運營商與企業簽訂協議，可能未來兩三年都無法為企業帶來任何收益，協議中的收益更多是估算結果，目前有限的收益難以吸引企業。

周勤表示，虛擬電廠在國內處于示范階段，尚未進入商業化階段。國內虛擬電廠獲得收益的主要途徑還是參與需求響應，獲得政府補貼，因此獲利渠道有限。

業內普遍認為，指導意見提出“持續豐富虛擬電廠商業模式”，正是看到了虛擬電廠當前的盈利挑戰，僅僅依靠參與需求響應獲得政府補貼，難以讓虛擬電廠盈利。

根據浙江省發展改革委公布的2022年夏季電力需求響應情況，7月16日至8月7日間，浙江省共開展電力需求響應16次，合計參與43.83萬戶次，累計降低電網高峰負荷5200萬千瓦，總補貼約5.46億元，補貼金額4元/千瓦時封頂。

“以一家企業情況來看，如果有1到2兆瓦可調負荷，一年收入可能不足10萬元，可能僅僅覆蓋負荷接入虛擬電廠的成本。”周鋒說。

針對虛擬電廠，深圳市2023年補貼450萬元，2024年曾公布的預計補貼額為1400萬元，深圳目前約有60家虛擬電廠運營商，每家運營商獲得的補貼收益比較有限。

另外，虛擬電廠參與需求響應具有較大的不確定性?！氨９┬枨笥呻娏┬枞笨跊Q定。保供需求主要出現在迎峰度夏、度冬時段。以2024年為例，長三角地區并未出現明顯電力供應缺口，江蘇這樣的負荷大省只啟動了一天的需求響應?？梢姳９┬枨蟛⒉环€定，虛擬電廠難以通過參與需求響應獲得常態化收益?！敝茕h表示。

一些省份已經設置容量補貼，也就是如果用戶申報需求響應，哪怕需求響應最終并未啟動，也會給予該用戶一定補貼。但是容量補貼金額極為有限，以浙江為例，2023年6—9月和12月，也就是傳統意義上的迎峰度夏、度冬期間，并未啟動需求響應，而上述月份容量補貼約1447萬元，用戶單月獲得的補貼金額至多不過上萬元。

張強坦言，如果虛擬電廠只依靠參與需求響應獲得收益，可能一年下來也沒有多少收益。

因此目前參與需求響應獲利較好的并非高耗能企業，而是充換電站、儲能電站等，以及具備較好儲能能力的樓宇、企業等，其除去參與需求響應，同時可以利用峰谷電價套利，獲取不止一份收益。這也是為什么虛擬電廠運營商通常聯合儲能供應商，鼓勵用戶安裝用戶側儲能提升調節能力。

而且哪怕是在保供需求出現時，目前虛擬電廠相比其他可調節資源也可能并不占據優勢。

“新建一個百萬千瓦級煤電機組，需要30億—40億元，相比之下，新建一個調節能力與之相當的虛擬電廠，投資要小得多，但是關鍵在于新建虛擬電廠的調節或者備用成本能否有效疏導。”周鋒表示，煤電機組對于地方GDP的貢獻，以及較低的調度難度，都讓煤電機組成為保供時的第一選擇。“面對電力缺口，建議未來省級電力市場能給予虛擬電廠等新型主體更多參與空間、更優先的調度順位?！?/p>

周勤表示，對于電力系統的電力平衡，如果沒有市場，完全依靠電網調度，在調與不調之間有其原則。從電網調度的角度來看，需求響應本質是減負荷，但是在能夠調度供給側的情況下，不會優先減負荷。

對于目前虛擬電廠在電網調度中所處的序列，有業內人士表示，不同的省調有不同的想法，比如深圳虛擬電廠管理中心歸調度部門管理，為支持虛擬電廠發展，外加深圳可調資源相對有限，因此在調度時會更多考慮虛擬電廠。“但是從調度效率與難度角度考慮，調度煤電、獨立儲能電站等資源要比調度聚合用戶側資源的虛擬電廠更容易。比如調度煤電，一通電話就可以實現，但是在虛擬電廠被調度后，其執行情況的確認比傳統電源復雜。因此從同臺競爭的角度來看，虛擬電廠并不具備優勢。”

張永平坦言：“如何把虛擬電廠收益的蛋糕做大，讓參與方獲得相應收益，也就是跑通商業模式，這是虛擬電廠面臨的核心問題?！?/p>

“公眾對于虛擬電廠概念的關注因保供而起，但是如果虛擬電廠運營商只是參與保供，那么商業模式難以閉環?！敝茕h表示，指導意見的出臺正值《關于深化新能源上網電價市場化改革 促進新能源高質量發展的通知》出臺，電力市場化改革向前邁進之時，因此指導意見希望引導虛擬電廠運營商通過參與電力市場獲得收益。

“各方已經意識到參與市場交易才是虛擬電廠比較合適的形態。”饒亦然認為，虛擬電廠從需求響應型過渡到市場型已是必然。

向電力市場要收益

當前，虛擬電廠運營商為了獲得更好的用戶黏性，往往還會為用戶提供能源管理、售電代理等服務，虛擬電廠只是用戶可選服務之一。

張強向記者表示，不能單純以虛擬電廠運營商的身份與用戶接觸?！肮疽环矫嫱ㄟ^參與政府主導的項目接入更多企業資源，另一方面更多以綜合能源服務商的身份接觸用戶，比如幫助企業搭建能源和碳排放管理數字化平臺、挖掘企業節能降費空間等，在此基礎上不斷聚合用戶資源，等待電力市場成熟后通過虛擬電廠幫助企業未來參與電力現貨市場交易，再疊加一層收益。目前如果只是單純提供虛擬電廠服務，企業幾乎沒有接受的可能?！?/p>

他認為，運營商需要提供多元服務，獲得多元收益，從而在電力市場機制尚未成熟時“活得更好”。

在歐美等成熟的電力市場中，虛擬電廠已完全實現商業化，主要從電力現貨市場中獲益。以德國為例，據伍珀塔爾研究所預測，德國的能源聚合市場和靈活性市場規模約為75吉瓦，這一數字預計到2030年將會翻一番。虛擬電廠目前主要活躍在德國的日前、日間市場，二次和三次備用市場，尤其是日間市場。

與歐美情況不同，國內虛擬電廠誕生在電力市場尚未成熟之時。

周勤表示：“其實企業對于價格信號很敏感，此前一些地區實施分時電價的效果就很明顯，企業會將生產計劃安排在低電價時段。企業只要接收到價格信號，并且擁有可調節負荷，便會有參與的積極性。”

電力市場是傳遞價格信號的關鍵。但是目前多地電力現貨市場建設還在進行中，用戶普遍未能“既報量又報價”地參與現貨市場，只能作為價格接受者，沒有直接的價格競爭話語權，電網作為中介機構仍是市場主要買方。

目前國內只有山西、山東等少量已經開設電力現貨市場的省份，允許虛擬電廠常態化參與電力現貨市場，比如在山西，虛擬電廠一年有三分之一到三分之二的時間可以參與電力現貨市場。“對于一些已經開設電力現貨市場的省份，往往將虛擬電廠分為兩類：一類是負荷型虛擬電廠，聚合各種負荷資源，通過對其柔性調節參與市場；另外一類就是電源型虛擬電廠，聚合體量較小的分布式電源參與市場。對于這兩類虛擬電廠參與電力現貨市場，都會提出相關技術要求，比如調節容量、連續響應時長下限等，再比如參與調頻市場的主體，除去對調節容量、響應時間有要求外，還會對調節速率提出要求，一般而言每分鐘不低于調節容量的1％—3％。”周鋒表示。

虛擬電廠參與電力現貨市場的情況也取決于當地電力市場是削峰類市場，還是填谷類市場，比如山西屬于填谷類市場，而像尚未開放電力現貨市場的長三角地區便屬于削峰類市場。這兩種類型的電力市場對于虛擬電廠的需求也不盡相同。對于填谷類市場，本地負荷較小，新能源發電量較大，也容易形成較大電價差，對于虛擬電廠填谷的需求更加旺盛。張強告訴記者，近年華工新能源在山西運營的虛擬電廠每年進行近100次削峰填谷業務。

周鋒認為，當前最主要的還是完善電力市場機制，沒有開設電力現貨市場的省份盡快開設，并且允許像虛擬電廠這樣的新型主體參與。去年11月，浙江電力交易中心印發《浙江電力現貨市場運行方案（征求意見稿）》，指出將適時探索引入電網側儲能、虛擬電廠等新型主體參與現貨市場交易。從培育新型主體的角度，各省會因地制宜采用差異化設計，從不報量不報價到報量報價，同時，也希望推動虛擬電廠容量補貼或電價機制，促進其規?；⒊B化發展。

張強認為，目前正處在市場培育階段，只有當更多虛擬電廠運營商具備更多調節能力之后，相關市場才會陸續開放。因此，虛擬電廠運營商能力的建設同樣重要。

虛擬電廠需要構建源荷互動的能力，比如在用電高峰期降低用電量，要實現這點，一方面取決于技術能力，另一方面就是運營商是否擁有聚合更多資源的能力，聚合100家企業和聚合1萬家企業所擁有的調節能力不可同日而語?！暗枪ど虡I企業的業務不同，經營情況不同，需要針對每家企業建立調節模型，通過算法優化告訴企業哪些設備在哪些時段可以調節多少資源，其實目前大部分虛擬電廠運營商不具備這樣的能力?！睆垙娬f。

他告訴記者，目前一些虛擬電廠運營商只是完成注冊，與電力調度自動化系統對接，其可能沒有參與過需求響應，比如如何幫助用戶確認可調節負荷，如何與調度認定調節結果，如何與用戶分享收益等流程可能都沒有經歷過。

有業內人士告訴記者，此前申請成為虛擬電廠運營商的門檻相對較低，一些持有一兩座儲能電站的主體也能申請成為虛擬電廠運營商，專業能力參差不齊，從而導致省級電力市場對虛擬電廠主體的開放不可能一蹴而就。

周鋒認為，此次國家層面的政策出臺也是希望各省能結合本地實際制定發展方案，加快培育虛擬電廠運營商在內的相關主體，持續提升虛擬電廠建設運行管理水平。只有相關主體發展成熟且運行管理水平切實提高，才能真正發揮虛擬電廠在聚合分散電力資源、增強靈活調節能力、減小供電缺口、促進新能源消納等場景下的關鍵作用。