实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。进入2023，作为智慧能源和绿色电力的关键技术，“虚拟电厂”热度不减，引领绿色电力之光。

2023年6月，国家能源局发布首部关于新型电力系统建设文件《新型电力系统发展蓝皮书》，提出培育负荷聚合服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，充分挖掘用户侧消纳新能源潜力；明确新型电力系统形态由“源网荷”三要素向“源网荷储”转变；电力系统调控运行模式由源随荷动向源网荷储多元智能互动转变。

在“源网荷储”协同互动下，作为负荷侧核心场景之一的虚拟电厂迎来发展黄金期。

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虚拟电厂和产业链

在“碳中和”目标下，风电和光电正在越来越多地进入新一代电力系统，发挥着重要作用。但随着新能源发电随机性、波动性、季节不均衡性，对电力系统平衡问题带来挑战。

还有需求端的挑战，发电环节不一定能满足所有用电高峰期需求。

为了更好地解决这些问题，虚拟电厂成为最环保和经济的选择。根据国家电网测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿元，而通过虚拟电厂仅需投资500亿至600亿元，虚拟电厂的成本仅为火电厂的八分之一至七分之一。

虚拟电厂可提供一个可调控的资源池，通过参与电网调节，供应“弹性电力”，实时满足用电需求、匹配发电频率。

那么，虚拟电厂到底是什么？它又是如何参与电网调节？

所谓虚拟电厂（VirtualPowerPlant，VPP），是一种轻资产模式的能源协调管理系统，通过利用调控、通信技术可将相对分散的源、网、荷、储等资源进行整合，形成一个特殊的电厂来参与电力系统运行和电力市场管理。从业务看，虚拟电厂是一套完善可持续的商业模式，通过聚合海量分布式能源，参与电力市场，辅助电网平抑波动、稳定供需。

而虚拟，意味着它并不是一个真实的电厂，虚拟电厂本身并不放电，而是通过协调发电资源、调整部分用电需求来实现电网的平衡，减少高峰期用电和增加“电力弹性”起到和电厂发电一致的效果。与此同时，还可以提供调频、调压、备用等电力辅助服务，增强电网安全性。

兼具“源—荷”特性，是虚拟电厂最显著的特征。它既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳，配合系统填谷；可快速响应指令，配合保障电网稳定并获得经济补偿，也可直接像传统电厂一样，参与到电力市场交易、电力辅助服务交易等。


根据主体资源的差异，虚拟电厂可分为负荷型、电源型和混合型三大类。负荷型重点聚合用户侧的可调节负荷，即在基本不影响用户用电的前提下，聚合一定时间内可灵活参与调节的负荷，包括工业企业、商业和居民用户、建筑楼宇、空调、充电桩等。电源型则主要调度分布式电源，如小型光伏、风电和燃机、水电、储能等。混合型则两者兼而有之。

应用场景上，虚拟电厂可应用在能源管理、电力交易、微电网建设运营以及新能源发电集成等多个场景，可调节负荷资源主要包括楼宇用户、工业用户、居民用户、电动汽车、储能等新兴负荷。

从产业链来看，虚拟电厂产业链已有雏形。虚拟电厂的产业链由上游的基础资源、中游的虚拟电厂运营、下游的电力需求方共同构成。上游基础资源由可控负荷、分布式能源与储能构成；中游是提供运营服务与技术支持的虚拟电厂运营平台;下游则由电网公司、售电公司、工业企业、商业用户等电力需求方构成。具体参见下图：


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虚拟电厂商业模式

目前，我国虚拟电厂整体盈利模式仍处于探索阶段，尚未形成一套清晰的商业模式。

国内虚拟电厂商业模式主要通过需求响应和以辅助服务赚取补贴为主。当前，我国的虚拟电厂以邀约型为主，政府机构或电力调度机构发出邀约信号，负荷聚合商和虚拟电厂组织资源进行削峰填谷等需求响应，从电网电价补贴中获取收益。不过，每年开展的政策补贴型需求响应频次和补贴金额有限，虚拟电厂运营难以单纯通过业务盈利。

“辅助服务：

主要是指除正常电能生产、输送、使用外，为维护电力系统的安全稳定运行、保证电能质量，由发电企业、电网企业和电力用户提供的服务，分为基本辅助服务和有偿辅助服务，包括调峰、一调频、自动发电控制（AGC）、无功调节、备用、黑启动服务等。

他山之石，可以攻玉。

国外虚拟电厂发展比我国早，辅助服务市场和电力现货市场较为成熟，相关配套机制较为健全，商业模式已较为成熟。

在商业模式上，国外虚拟电厂通过电力市场交易、参与调峰调频、配置储能等获得收益。主要分为两种，一是以分布式发电单位为主，通过参与电力交易来获取收益；二是以用户端的电力资源为主，通过提供辅助服务来获取收益。

第一，分布式发电单位，通过参与电力交易来获取收益。

在这种模式下，虚拟电厂主要通过提供技术支持，优化发电成本，降低不必要损失，从而收取佣金；或是辅助发电单位接入电网，完成电力交易，获取服务费及溢价部分分成。

以德国最大的虚拟电厂运营商Next-Kraftwerke为例，其盈利模式大致分为三种，一是向可再生能源发电企业提供服务，协助发电商监测发电情况，节省不必要的成本；二是向电网侧提供短期柔性储能服务，提供来自发电侧的调峰、调频服务赚取收益；三是通过控制需求侧，服务电网侧，以赚取相应费用。

第二，用户端的电力资源，通过提供辅助服务来获取收益。

能源零售商开展虚拟电厂计划，通过提供低价储能电池或现金，换取家庭一部分电力的控制权，必要时给零售商提供电力，零售商的虚拟电厂聚合这些储能并在用电高峰期提供给需要的用户，从而获取辅助服务收益。

国内一些典型示范项目也践行出了可参考的商业模式。

比如冀北虚拟电厂，该项目于2019年投运，通过云侧的物联网云平台提供数据采集、设备管理等功能，支撑市场交易、聚合和调控相关应用的运行。冀北虚拟电厂作为可调度单元参与了华北调峰辅助服务市场出清，截至2022年9月末已接入张家口、秦皇岛、承德等地区的蓄热式电采暖、智慧楼宇、可调节工商业等11类可调节资源，总容量达到358MW，最大调节能力204MW。

随着全国统一电力交易市场的成熟，虚拟电厂商业模式重心将转向参与电力市场交易。

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虚拟电厂迎来发展黄金期

2000年左右，虚拟电厂最早在欧洲开始萌芽，2010年左右开始探索商业化运营。

早就盯上这一领域的是科技公司，马斯克最早入局。

早在2015年，特斯拉推出了家用储能产品PowerWall——一个可充电的家用电池系统；2022年6月，特斯拉宣布和美国加州最大的电网公司共同成立虚拟电厂，特斯拉宣称要努力和用户合作打造出“世界上最大的分布式电池”；同年7月，特斯拉与太平洋天然气与电力公司（PG＆E）合作在加州推出虚拟电厂试点计划；8月，特斯拉与南加州爱迪生公司（SCE）建立合作关系，将虚拟电厂业务扩大至加州南部地区。

近两年，国内虚拟电厂也颇受热捧。

据统计，今年以来虚拟电厂概念股平均涨幅达到17.95%，超出同期上证指数11.64个百分点。

在国内，随着工商业储能的爆发，包含电网企业、发电集团、能源企业及储能光伏企业在内也都在抢占下一风口、前瞻布局虚拟电厂。

具体来看，包含国家能源集团、国家电投、国网综能服务集团、国网信通等在内的央企已然布局，天合光能、奥特迅、朗新科技、金智科技、远光软件等民企也加速进入赛道，与虚拟电厂相关的5G技术深化应用、能源工业云网等均在加速探索研究。

地方层面，据中国能源报报道，国内多个省份正在加速布局相关项目。其中，上海虚拟电厂参与的负荷类型最多；山东虚拟电厂既可参与辅助服务，也可参与日前现货交易；广东开启需求响应市场化交易；山西率先出台虚拟电厂建设和运营管理实施方案，并围绕现货市场修订细化虚拟电厂市场化运营规则，为虚拟电厂实现商业运行探索盈利模式。目前，山西正推动两批合计10个虚拟电厂试点项目，累计可调节容量达400兆瓦。

在地方、企业入局之下，政策支持密集推进、技术创新及新能源的快速发展刺激虚拟电厂的发展。

自2022年以来，虚拟电厂相关政策密集落地，从国家到地方，涉及应用场景、盈利机制、运行要求等多个方面，并在多省区展开实践，为虚拟电厂发展提供了市场空间和发展机遇。

国家政策方面

2022年3月，《“十四五”现代能源体系规划》

提出要推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与辅助服务；要大力提升电力负荷弹性，开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网（V2G）能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。

2022年11月，《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》

国家能源局发布《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》提出，推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易。

2023年1月，《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》

提出培育负荷聚合服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，提升用户侧灵活调节能力；国家能源局将“引导虚拟电厂、新型储能等新型主体参与系统调节”，写入《2023年能源监管工作要点》。

2023年3月，《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》

国家能源局《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》出台，指出要重点推进虚拟电场景的智能化、数字化试点工作。

2023年6月，《新型电力系统发展蓝皮书》

国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书》，明确新型电力系统形态由“源网荷”三要素向“源网荷储”转变；电力系统调控运行模式由源随荷动向源网荷储多元智能互动转变。

地方政策方面

北京、天津、上海等10余省市相继发布的“十四五”能源电力发展规划及碳达峰实施方案，均对发展虚拟电厂提出明确要求。此外，北京、上海、山西、宁夏、深圳等多地发布了虚拟电厂相关政策。

2022年6月，山西《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》

山西省发布首份省级虚拟电厂建设和运营管理文件《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，定义了虚拟电厂的类型、技术要求、参与市场、建设及入市流程等。

2022年6月，《深圳市虚拟电厂落地工作方案（2022-2025）》

《深圳市虚拟电厂落地工作方案（2022-2025）》发布，指出深圳虚拟电厂参与市场化交易机制不断完善，产业生态初步形成；源网荷储一体化发展取得显著成效，用户侧可调节资源响应及聚合能力大幅提升简称具备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。

2023年2月，《宁夏“十四五”新型储能发展实施方案》

提出围绕大数据中心、5G基站、工业园区、公路服务区等终端用户，探索智慧电厂、虚拟电厂等“新型储能+”多元融合应用场景和商业模式。

2023年2月，《深圳市支持电化学储能产业加快发展的若干措施》

深圳发改委发布《深圳市支持电化学储能产业加快发展的若干措施》，支持电化学储能发展20条，同样提出通过虚拟电厂扩展储能商业模式。

张卓然认为，新能源发展和技术创新是驱动虚拟电厂备受关注的因素之一。

张卓然指出，随着新能源的大规模并网，电力系统需要更多的灵活性资源参与电力市场和辅助服务，虚拟电厂作为一种智慧能源系统，可以为电力系统提供多种价值和效益。同时，随着信息通信技术、智能计量技术、协调控制技术等的不断发展和进步，虚拟电厂的技术架构、功能和运行模式也在不断创新和完善。

目前，我国虚拟电厂处于初期阶段，市场与商业模式成熟度、核心技术及聚合资源类型丰富度等方面还面临挑战。但是在支持政策密集推进、实际需求日益旺盛、电力现货市场日益发展等助推下，作为聚合优化分布式能源的智能控制技术和互动商业模式，随着新型电力系统建设推进，虚拟电厂有望迎来快速发展，未来发展空间无限。中信证券发布研报称，预计到2025年虚拟电厂整体容量空间有望达到723亿元，到2030年其市场空间或将达到1961亿元。 

原标题：虚拟电厂迎来发展黄金期！商业模式、产业链与趋势详解