导语
“双碳”目标下，作为应对缺电和消纳的重要手段，国内虚拟电厂呈现井喷式发展，各类支持政策加速落地，市场主体日趋多元，众多玩家纷纷涌入赛道，盈利模式不断成熟，千亿级市场蓝海日渐显现，我国虚拟电厂已逐步实现从邀约型向市场型转型。
在此背景下，本文从“识道、辨势、优术”三个方面进行分析，为虚拟电厂各参与方积极融入发展快车道提供建议参考。
识道：虚拟电厂概述
（一）特点
虚拟电厂在电网中扮演“负荷”和“电厂”的双重角色，对于促进电网供需平衡、推动绿色低碳转型具有重要意义。相较于传统电网资源，具有三大特点：
需求响应灵活度更强。当前常规煤电等传统调节资源，从启动到满足要求的功率时间较长，响应速度慢，难以快速响应调节需求。与传统调节资源相比，虚拟电厂功率爬坡速率快，有望达分钟级响应，同时虚拟发电厂的资源可自由组合进行供应。
负荷管理精细化更高。在需求侧响应模式下，除部分大用户可实现分路用电精确控制，中小微型负荷管理仅维持保安负荷使用。与常规负荷管理手段相比，虚拟电厂通过内部协调控制，整合负荷要素，快速响应电网调节需求，最大限度挖掘用户侧负荷调节潜力。
资源调节经济性更优。目前电力系统削峰填谷主要依赖煤电、燃气发电顶峰调峰等，前期需要大量资金投入建设。与现有的电网调节资源相比，虚拟电厂依托已有可调节资源，资金投入侧重于软件和平台。根据国家电网测算，满足5%的电网峰值负荷调节，虚拟电厂总投资仅为同等效力下火电的12%至15%。
（二）发展阶段
虚拟电厂发展可分为邀约型、市场型、自主型3个阶段，不同阶段的参与的灵活性性资源、可参与的市场类别以及收益来源不同。
邀约型阶段：无电力市场情况下，由政府部门或调度机构发出邀约，虚拟电厂聚合商参与，共同完成邀约、响应和激励流程，通过需求响应激励用电单位参与，实现削减峰荷。
市场型阶段：电力市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，参与电力现货市场、辅助服务市场等获得收益，通过市场交易引导用电方加入电力市场，实现电力平衡。
自主型阶段：虚拟电厂的区域范围扩大，能够参与跨区域的电力市场交易，类似为“虚拟电厂电力系统”，不仅包括分布式能源，也包括这些资源组成的微电网、区域能源互联网等，通过信息化强化市场主体参与力度，实现能源改革，当前欧美等地区进入此阶段。
图1 虚拟电厂发展阶段
辨势：国内虚拟电厂逐步进入市场型阶段
（一）政策标准密集发布
2022年以来，国内虚拟电厂行业政策密集发布，国家发改委、能源局在电力现货市场、电力负荷管理、新型电力系统等政策中，均明确指出支持虚拟电厂建设与发展，培育虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式。
同时，各省也出台了虚拟电厂利好政策，2022年6月北京首次将虚拟电厂建设纳入电力发展规划，山西能源局印发首份省级虚拟电厂建设运营实施方案。另外，2023年2月由国网上海电力和浙江电力分别牵头的《虚拟电厂资源配置与评估技术规范》、《虚拟电厂管理规范》两项国家标准获批立项，这些政策出台为虚拟电厂参与电力市场做出规范和指引。
中央部委、各省密集出台支持虚拟电厂建设的政策标准，反映了国内虚拟电厂体制机制、规则体系日益健全。
表1 虚拟电厂行业重点政策梳理
（二）典型项目不断涌现
近年来，虚拟电厂建设如雨后春笋般不断涌现，广东、浙江、上海、河北等省份建起了多个虚拟电厂的试点示范项目，各地虚拟电厂试点明显加速，虚拟电厂单一需求响应向综合性、发电侧、需求响应多元化资源发展。
从聚合资源来看，主要包括储能、负荷、分布式电源，比如江苏项目主要资源除了空调负荷以外，也包括充电桩、储能等；浙江丽水项目的资源除用户侧的资源还包括小水电。
从项目特点来看，江苏虚拟电厂建成世界首套“大规模源网荷友好互动系统”，是国内最大规模容量的“虚拟电厂”；南方电网公司分布式源荷聚合服务平台在网省两级同步开展虚拟电厂多功能联合调控，是我国首个区域级虚拟电厂。
虚拟电厂典型项目加速建设落地，已涌现出国内甚至世界范围内多个之最项目，反映了国内虚拟电厂逐步规模化。
表2虚拟电厂典型项目梳理
资料来源：前瞻产业研究院
（三）盈利能力日渐增强
国内虚拟电厂收益模式逐步多元化，由以往主要依赖于政府专项补贴，转变为需求侧响应、辅助服务市场交易，通过调峰调频使得多方获益。
其中辅助服务市场方面，2019年底，冀北虚拟电厂建成投运我国首个以市场化方式运营的虚拟电厂示范工程，莲花滩风电场接入后，当月发电指标提升了5个百分点，实现单机发电能力和利润的提升。需求侧响应方面，2022年，深圳虚拟电厂平台试点应用，完成参与电力现货市场的功能试验，平均度点收益为0.274元，连续2个月实现售电盈利提升超过200%，成为国内首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例。
冀北虚拟电厂参与调峰辅助服务市场、深圳虚拟电厂参与电力现货市场取得商业化成功，论证了虚拟电厂盈利能力日渐增强。
（四）众多玩家纷纷入局
近年来，国内众多领域企业入局虚拟电厂赛道，从不同切入点布局虚拟电厂相关业务，主要通过综合能源服务、软件研发等方式涌入虚拟电厂市场。
综合能源服务方面，主要以负荷聚合商身份开展虚拟电厂项目运营，通过调峰、调频等辅助服务获取收益，也有拓展综合能源服务业务，参与虚拟电厂建设，如南网能源、国电南瑞等。
软件研发方面，主要承接虚拟电厂建设项目，开展虚拟电厂平台相关软件产品开发、平台联调等，如华为、远光软件等，同时也有公司打造了虚拟电厂平台与解决方案，如朗新科技建设的电动聚合平台，目前已应用于浙江、湖北等省份，其中浙江已接入省电动及蔚来等第三方运营商等上万个充电桩，接入充电设施总容量超过52万千瓦，湖北也已接入近万个充电桩。
我国虚拟电厂呈现加速发展态势，已逐步迈入市场型阶段，虚拟电厂空间广阔，蓝海赛道蓄势待发，各参与主体积极布局，主动融入虚拟电厂快车道，抢占市场高地。
优术：融入市场型虚拟电厂快车道
（一）面向车网互动的电动汽车换电站聚合调控
为提升电动汽车换电站参与系统调节的主动性，虚拟电厂资源供给方运营主体通过聚合换电站等可调节资源，贯通电力调度系统，建立资源层、聚合调控层，推动实现多方效益最大化。
资源层包括将充电设施可调负荷聚合接入管理，形成资源调节池，根据电力需求侧实时管理系统下达的负荷总体调节策略，完成需求响应，实现资源可观、可测、可控、可调。聚合调控层包括数据接入管理、聚合资源管理、调控能力评估、调控策略管理和调控执行管理，支撑车网协同互动。
图2 面向车网互动的电动汽车换电站聚合调控
（二）面向源网荷储的客户侧柔性可调负荷预测
为缓解清洁能源消纳压力，虚拟电厂资源需求方运营主体通过将客户侧柔性负荷聚合起来，优化客户侧柔性负荷数字建模技术，对历史用电数据、天气数据等进行汇集并处理，利用大数据模型训练选择出用户最优算法和参数，支持日内96点等多频度预测，并对接电网调度中心的调峰调频等需求生成日前调度计划，以日前计划-日内滚动的多时间尺度的优化调度方式，消除预测误差影响，满足分布式资源日、周、月季、年多时间尺度的负荷分析，支撑“源随荷动、荷随网动”的友好互动模式。
图3 面向源网荷储的客户侧柔性可调负荷预测
（三）面向资源整合的综合技术服务平台运营
依托虚拟电厂综合服务运营主体天然的“平台+聚合”能力，虚拟电厂交易撮合方将可调负荷、储能侧和电源侧等资源接入到综合服务平台，与虚拟电厂上下游企业贯通，加强资源整合与业务拓展，提供交易、结算、市场服务等平台公共服务。
同时，对虚拟电厂各类资源的参数、运行状态，以及市场主体交易活动和行为进行实时监测，提供全方位平台运营监控分析，实现对平台活跃监控、业务监控、响应分析等，为平台运营商决策赋能。
图4 面向资源整合的综合技术服务平台运营
结语
成熟的市场环境是虚拟电厂发展的沃土，我国虚拟电厂有望在电力市场化改革背景下加速完成商业模式探索、实现更大规模的应用，不仅包括辅助服务品种、中长期容量多元化市场拓宽，还包括主体地位明确、交易规则健全等。未来几年，在“双碳”目标下，虚拟电厂势必会迎来更大的发展机遇。
