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新能源行業百科—虛擬電廠

發布日期：2024-07-09 閱讀量：作者：鴻嘉利新能源

新能源行業百科—虛擬電廠
新能源行業百科—虛擬電廠(圖1)

什么是虛擬電廠？
虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術和軟件系統，實現 DG（分布式電源）、儲能系統、可控負荷、電動汽車等 DER（分布式能源資源）的聚合和協調優化，以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。虛擬電廠可分為“負荷類”虛擬電廠和“源網荷儲一體化”虛擬電廠兩類。

一、政策形勢

近幾年，虛擬電廠行業政策密集發布，國家發展改革委、國家能源局在新型儲能、電力市場體系、電力現貨市場、需求側管理、新型電力系統等政策中，均明確支持虛擬電廠發展，以虛擬電廠方式參與需求側響應。2023 年 11 月，國家發展改革委、國家能源局印發《關于進一步加快電力現貨市場建設工作的通知》，提出要通過市場化方式形成分時價格信號，推動儲能、虛擬電廠、負荷聚合商等新型主體在削峰填谷、優化電能質量等方面發揮積極作用，探索“新能源+儲能”等新方式。2024 年 1 月，國家發展改革委、國家能源局等四部門印發《關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》，提出國家能源局派出機構要建立健全包括充電樁、充換電站、虛擬電廠、負荷聚合商在內的用戶及第三方輔助服務市場機制。虛擬電廠作為促進新能源消納的重要環節和電力商業模式創新的重要形式，后續政策的支持力度有望持續加大。

二、發展歷程

虛擬電廠這一概念首先在國外被提出，經歷了 20 多年的歷史，歸納起來其技術主要分為三代：第一代邀約型、第二代交易型、第三代自治型。目前我國的大多數虛擬電廠正處于從第一代邀約型向第二代交易型轉型階段，各省開展的虛擬電廠項目以試點為主，引導用戶通過開展需求響應，實現削峰填谷，測試需求響應能力。

三、行業產業鏈分析

虛擬電廠產業鏈上游主要是基礎資源，包括可控負荷、分布式能源以及儲能，其中，可控負荷包括工業負荷、商業和建筑物負荷以及居民負荷；分布式能源包括太陽能光伏電池發電、風力渦輪機發電和水力發電；儲能包括機械儲能、電磁儲能、化學儲能和相變儲能。產業鏈中游為虛擬電廠運營，產業鏈下游主要為虛擬電廠電力需求市場，包括電網公司、售電公司、工業企業和商業用戶。

四、行業現狀

虛擬電廠是當前國家開展新型電力系統建設，實現“雙碳”目標的一個重要建設方向。從我國虛擬電廠調節電量來看，2022 年我國虛擬電廠調節電量占全社會用電量比重達 0.5%。目前，短期內我國虛擬電廠主要盈利方式是參與電網調度，未來在新型電力系統發展下，虛擬電廠作為調節電源，將有望通過輔助服務與電力交易等途徑實現盈利。

五、發展因素

1、有利因素

（1）環保優勢較為突出

傳統發電廠以燃煤、燃油為能源，排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質對環境造成了嚴重的污染。而虛擬電廠主要以可再生能源為基礎，如太陽能、風能等，幾乎沒有污染物的排放，不僅有助于減少環境污染，還能降低碳排放，從而有助于應對氣候變化。未來，隨著技術的進步和政策的推動，虛擬電廠有望在能源市場中發揮更加重要的作用，為推動能源轉型和可持續發展做出積極貢獻。

（2）利好政策的支持

目前，我國已經充分認識清潔能源和可持續發展的重要性，紛紛出臺政策鼓勵和支持虛擬電廠的發展。包括《關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》《關于加強新形勢下電力系統穩定工作的指導意見》《關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》等政策，隨著政策的深入實施和不斷完善，虛擬電廠行業將迎來更加廣闊的發展空間和機遇。

（3）市場需求增長推動虛擬電廠發展

隨著全球能源結構的轉型和可持續發展目標的推進，市場對清潔、高效的能源服務需求呈現出不斷增長的趨勢。傳統能源供應方式已經難以滿足現代社會的需求，而虛擬電廠通過聚合分布式能源資源，將各種可再生能源、儲能設施以及傳統能源進行有效整合，形成了一個智能、高效的能源供應系統，能夠為用戶提供可靠、經濟、環保的能源解決方案，滿足市場需求。

2、不利因素

（1）虛擬電廠尚處于早期探索期

我國虛擬電廠仍處于早期探索階段，發展路線較為模糊，頂層建設仍欠缺。當前，虛擬電廠的建設主體、運營主體、監管主體、參與主體、系統設計、定價機制、技術標準和收益分成等問題尚未明確，這將導致虛擬電廠行業發展阻力較大。同時國內現行試點項目差異較大，并未形成區域性或全國性統一范式，不利于虛擬電廠軟硬件技術發展。

（2）虛擬電廠聚合資源規模較小

目前，傳統調度機構尚未形成調度負荷側資源的習慣。由于歷史和技術原因，傳統電力系統運行較為注重系統安全，仍主要依賴于可靠性較高的源側資源。而虛擬電廠作為新興的負荷側資源，其聚合的資源規模目前相對較小且分散，增加了調度的復雜性。此外，虛擬電廠采用無線公網進行通信控制，雖然提高了靈活性，但也帶來了新的風險和挑戰。

（3）虛擬電廠商業模式尚未確定

電力市場化改革是一個復雜而長期的過程，涉及多個方面的因素，包括政策、技術、經濟等。而虛擬電廠作為一種新興的商業模式，也需要在這樣的市場環境下不斷探索和發展。但目前我國電力市場化改革仍未成熟，虛擬電廠商業模式尚未確定。我國當前電力市場并非完全市場化交易，在“計劃電價”的牽制下，虛擬電廠盈利困難，商業化運作難度大，商業模式仍需探索和印證。

六、發展趨勢

隨著科技的不斷進步，虛擬電廠的技術也將不斷創新。例如，通過采用先進的控制算法和能源管理系統，虛擬電廠能夠更有效地管理能源，提高能源利用效率。未來，隨著 5G、物聯網、大數據等技術的不斷發展，虛擬電廠的技術創新將更加活躍，推動行業向更高水平發展。此外，虛擬電廠行業未來將呈現多元化發展趨勢。除了傳統的電力供應外，虛擬電廠還可以與新能源汽車、儲能系統等領域進行融合，提供更為豐富的能源服務。同時，隨著分布式能源的不斷增加，虛擬電廠也將更加注重與各類分布式能源資源的整合和優化。