虚拟电厂发展空间逐步打开
2025-03-19 16:55 来源:法人杂志 作者:王茜

◎文 《法人》杂志全媒体记者 王茜

▲CFP

截至2月,国家能源集团在湖北、广东、宁夏、江西、浙江5个省份的虚拟电厂先后建成投产,标志着央企在虚拟电厂的新赛道上发力提速。

从市场规模来看,虚拟电厂的发展前景极为广阔。华泰证券预测,2025年,我国虚拟电厂市场规模将达102亿元,到2030年,虚拟电厂市场规模有望达到千亿元。

在全球能源转型的大背景下,虚拟电厂作为能源与信息技术深度融合的重要方向,正崭露头角,成为推动电力行业变革的重要力量。同时,能源结构转型和电力市场发展提速,吸引了众多上市公司的关注。据了解,目前已有多家上市公司积极布局虚拟电厂领域,抢占市场先机。

各地试点投运虚拟电厂

“新任职的公司正在申请售电牌照,明年将会进入虚拟电厂市场。”受访者李昊(化名)刚刚辞去了一家国资电厂的工作,新的就业方向正是虚拟电厂业务。近日,他对《法人》记者说:“原来的工作虽然稳定,待遇也挺好,但市场化转型速度太慢。电力体系改革加速行业转型,让市场充满机遇,我希望进入一个具有更加广阔前景的领域。”

虚拟电厂是未来电力系统的重要组成部分,对于推动能源转型和实现碳中和目标具有重要意义。

中国宏观经济研究院能源研究所高级工程师赵晓东认为,虚拟电厂是在电力需求侧管理长期实践的基础上,将数智技术与电力行业融合升级而成的新业态,是电力领域培育发展新质生产力的典型代表。通常认为,虚拟电厂依托负荷聚合商、售电公司等能源服务机构,通过新一代信息通信、系统集成等技术,将广泛分布于需求侧的可调节负荷、分布式电源、储能、电动汽车等资源聚合、协调与优化,形成规模化调节能力支撑新型电力系统安全运行。

赵晓东在其撰写的研究报告中指出,业内专家学者对虚拟电厂的技术架构、商业模式、市场机制等方面开展的大量研究发现,目前我国虚拟电厂正逐渐从研究示范为主向推广应用为主转变,但仍处于相对初级的发展阶段,在功能定位、发展路径、实际运行等方面仍然面临一些关键问题有待探讨和厘清。

作为一个特殊电厂,虚拟电厂为配电网和输电网提供管理和辅助服务,核心概念可总结为“通信”和“聚合”,其关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。它最具吸引力的功能在于能够聚合DER(分布式能源资源)参与电力市场和辅助服务市场运行,为配电网和输电网提供管理和辅助服务。这种解决思路在我国具有非常大的市场潜力,对于解决“电力紧张和能效偏低矛盾”来说,无疑是一种优化的选择。

近年来,国家和地方陆续出台相关支持性政策与标准规范,推动虚拟电厂高质量发展。随着全国统一电力市场建设的加速推进,以“虚拟电厂”名义接入资源规模快速扩大,市场机制层面已明确虚拟电厂可作为电力领域的新型经营主体参与市场运行。

“国家层面,2024年6月1日起实施的《电力市场监管办法》第五条,明确规定了电力交易主体包括‘虚拟电厂’,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。”北京观韬(西安)律师事务所合伙人李慧文对记者说。

据李慧文介绍,2024年9月,国家能源局发布的《电力市场注册基本规则》第十二条明确了虚拟电厂(含负荷聚合商)作为经营主体的基本条件,包括与电网企业签订相关协议、具备数据计量与传输条件、聚合资源能力、调节或控制能力等;第十八条明确了虚拟电厂(含负荷聚合商)的注册条件,即初期参照《售电公司管理办法》执行。今年年初出台的《国家发展改革委 国家能源局关于深化新能源上网电价市场化改革 促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号,以下简称“136号文”),要求各地方政府在2025年年底前制定并推行具体方案,为风电与光伏电源引入新的定价机制。136号文进一步明确了市场化定价导向,为虚拟电厂发展创造了良好的政策环境。此外,于2025年2月开始实施了虚拟电厂领域首批国家标准GB/T 44241-2024 《虚拟电厂管理规范》等一系列政策文件。

各地政府正在响应国家指导,积极发布地方政策,推动虚拟电厂建设。2024年4月,安徽省能源局发布《关于组织申报虚拟电厂试点示范项目的通知》;2024年6月,广东省深圳市发展和改革委员会印发《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》;2024年11月,广东省能源局、国家能源局南方监管局印发《广东省虚拟电厂参与电力市场交易实施方案》的通知。此后,多地国企和央企相继启动虚拟电厂试点项目,推动其在实际应用中的落地。

记者观察到,各项政策的发布,一方面吸引了更多企业参与到虚拟电厂的建设和运营中,激发了市场活力,推动虚拟电厂从概念走向现实,加速行业成熟;另一方面,国家标准的出台,统一了虚拟电厂的技术标准和规范,有助于打破技术壁垒,促进不同企业和地区之间的技术交流与合作,提高整体技术水平。

截至今年1月底,国家能源集团在前述5个省份的虚拟电厂项目聚合资源共计610.61兆瓦,增加可灵活调节容量164.71兆瓦。国家能源集团有关负责人介绍:“依托湖北、江西、浙江等地公司的虚拟电厂项目,多个项目获信息通信行业创新类和技术应用类大赛奖项以及多项发明专利。”

今年年初,中国首个百万千瓦级居民虚拟电厂在江苏启动建设,其利用物联网、人工智能等先进技术,将居民家中的大功率智能电器整合为云端虚拟能量池。据公开报道,特别是夏冬季用电高峰期,省内居民可通过能量池邀约,主动参与错峰、避峰用电,由此获取收益。

广东深圳的虚拟电厂建设也走在全国前列。据了解,2021年,深圳虚拟电厂调控管理云平台正式上线;2022年,深圳虚拟电厂管理中心正式揭牌,这是国内首家虚拟电厂管理中心。预计在2025年,深圳将建成具备100万千瓦级可调节能力的虚拟电厂,逐步形成年度最大负荷5%左右的稳定调节能力。

政策支持与地方实践相结合,正在推动虚拟电厂从概念走向现实,加速行业成熟。

商业模式探索“现货交易”

相较于真实的电厂,虚拟电厂像是一个电力服务的“管家”,其功能和意义不亚于实体电厂。在电力供应紧张时段,虚拟电厂通过调度资源,降低用电功率,既可以实现特定时段内的负荷调节、保证电网安全稳定运行,又可以削峰填谷,提升电网的经济运行水平。换言之,目前虚拟电厂功能作用之一就是补强电力系统调节能力,助力电力系统供需平衡。

赵晓东指出,从国际上看,德国、法国等欧洲国家于 21 世纪初,以试点项目形式,通过经济手段引导电力用户在用电高峰时段主动削减电力消费,因减少用电所削减的电力负荷与电厂增加发电出力的效果类似,无需建设实体电厂,于是被称为“虚拟电厂”。同期,北美地区以“电力需求响应”为名,开展了相似的实践,属于电力需求侧管理的范畴。而我国虚拟电厂是在电力需求侧管理实践基础上长期演化发展,吸收国外经验并立足我国新型电力系统建设特点的基础上持续迭代,与电力需求响应功能有所重叠、内涵密不可分。我国于1992 年引进了电力需求侧管理相关理念与技术。自 2013 年上海首次实施电力需求响应以来,虚拟电厂常采用电力需求响应的形式,以华东为主要应用区域、以大中型用户直接参与响应为主要方式,逐步向全国推广。

“虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成部分,在提升电网灵活性方面发挥着关键作用。其核心价值在于能够根据电网需求灵活调节电力供需,在电力供应紧张时,可通过释放储备电力或削减负荷缓解压力。在电力供应充裕时,则可吸纳过剩电力,实现电力资源的优化配置。”国家能源集团有关负责人表示,未来将加强可调容量、响应速率、调节精度、功率预测准确率等运行和经营指标监控分析和优化提升,有效提升新型电力系统灵活调节能力和运行稳定性能。

▲2024年7月29日,安徽省芜湖市虚拟电厂监控中心的工作人员在运营平台上对用户电力资源进行监控。CFP

据了解,未来1年至3年,国家能源集团将进一步组织编制虚拟电厂、零碳智慧园区、绿色算力、增量配电网等负荷侧可调资源有关技术路线和标准,通过搭建运营管控平台,聚合可调节用户资源,将可调用户用电信息接入管控平台,实现与电网调度自动化系统、新型负荷管理系统的数据交互。

电力交易市场价格波动频繁,是行业参与者面临的共同挑战。随着新能源电价机制的不断完善和电力市场体系的逐步健全,电价弹性显著增强,为虚拟电厂等新兴业态的培育提供了有利条件。

山西风行测控股份有限公司(以下简称“风行测控”)是全国首家现货模式下的“负荷类”虚拟电厂,依托公司丰富的大工业用户综合能源服务经验和领先的电力交易能力,自主研发虚拟电厂技术平台。在电力现货市场中,通过精准、及时、有效的价格信号传导机制,引导用户更加理性地调整用电行为,进一步提升电力市场的灵活性和效率,提高新能源消纳能力和降低系统运行费用、用户用电成本。截至2025年2月,风行测控虚拟电厂聚合32家用户,聚合容量1500MW,调节容量200MW。

“关于虚拟电厂商业模式的探索,一直未曾停止。”风行测控虚拟电厂研究院院长南豆在接受记者采访时表示,“参与电力批发市场,获得市场化收益”和“全链条解决方案和技术服务”是虚拟电厂实践问题的解决之道。

南豆表示,现货模式下,虚拟电厂作为升级版的售电公司,通过市场化交易获得收益。“虚拟电厂在不同交易批次进行电量买卖,根据现货市场边界条件进行日前价格预测,根据预测价格引导用户提前3日至5日调整生产计划,做好用户可调资源评估,明确可调生产设备或工艺。当市场出现极限价格时,充分利用虚拟电厂约束放大范围,大量购电或减少企业用电量,降低整体批发成本,增加虚拟电厂溢价收入。”

由于具有虚拟电厂设计、建设、运营的全链条解决方案和以数据为驱动的虚拟电厂全流程核心技术,风行测控不同于单纯的虚拟电厂软件或硬件服务商,而是真正“下场”实际运营的虚拟电厂技术运营公司。为合作伙伴提供“SAAS(服务型软件,一种云计算的应用模式)化软件平台+可复制用户潜力挖掘+规模化电力交易+人才培养”的全链条完整生态,并在服务过程中帮助合作伙伴拓展综合能源业务板块和后续技术支持。

应用场景日益丰富

政策扶持之下,资本市场中虚拟电厂概念早已受到广泛追捧,多家上市公司开始抢滩布局。Choice数据显示,目前A股共计约45家上市公司归属于虚拟电厂概念。而诸多虚拟电厂概念股的背后,机构投资者博弈日益显现。

“在绿色电力交易推动下,虚拟电厂盈利空间有所拓展。”添翼数字经济智库高级研究员吴婉莹指出,“目前,其商业模式仍不够成熟。虚拟电厂的盈利主要依赖于电力市场交易、需求响应补偿等方式,但这些盈利渠道的稳定性和可持续性还需进一步验证。”

赵晓东长期调研跟踪发现,“使虚拟电厂成为新型电力系统的常态化调节手段,并引导各类社会资本持续参与到虚拟电厂的全产业链中”仍存在一定的挑战。如虚拟电厂是否需要达到传统电厂级的调控标准、常态化运行应如何融入电力市场,以及只靠电力市场是否足以支持虚拟电厂的价值实现等关键问题。

由此可见,未来相关政策体系需明确虚拟电厂发展的配套支持措施,同时加快完善市场机制,建立合理的虚拟电厂定价机制以及市场准入和退出机制,保障市场公平竞争。

近些年,虚拟电厂的覆盖场景日益丰富,但主要针对工商业用户,居民侧电力负荷资源常处于“沉睡”状态。此次江苏开建的虚拟电厂,从一批试点项目着手,不断推进虚拟电厂的建设和推广。借助居民虚拟电厂,让千家万户的发用电设备和储能设备“手拉手”,居民不再只是电力消费者,更成为电力市场的参与者。每个家庭都可以通过这一平台,主动加入弹性用电,为实现“双碳”目标贡献力量。

“居民错峰用电不仅能省钱,还能赚钱。”江苏省连云港市居民李先生接受记者采访时表示。

据了解,虚拟电厂投资仅为传统电厂的10%至20%,通过智能调节居民用电时段,可在一定程度上平衡电力供需,为保障特殊时段电力供应提供更为经济的新思路。

此外,虽然虚拟电厂的投运展现出巨大潜力,但未来发展中,技术整合难度较大仍是首要问题。

虚拟电厂涉及储能系统、可控负荷、电动汽车等多种分布式能源资源的聚合和协调优化,需要整合通信技术、信息技术、电力技术等多种技术。目前,不同技术之间的兼容性和协同性仍存在一定问题,导致虚拟电厂的整体运行效率受到影响。

“用电大户是虚拟电厂未来发展的重点客户。”李昊对记者说,未来如何开发这些客户,是虚拟电厂能否成功的关键因素。

编审|渠 洋

责编|白 馗

校对|张 波 张雪慧

来源|《法人》杂志2025年3月总第253期

编辑:张波