虚拟电厂是整合、 调控分布式电力资源的重要载体

虚拟电厂是整合、调控分布式电力资源的重要载体。虚拟电厂（VirtualPowerPlant,VPP）是一种先进的分布式电力资源管理方案，通过数据化、信息化等手段，将分散的电源（例如光伏、风电等）、可控负荷（例如商业楼宇、工厂、空调、充电桩等）、新型储能等资源统一调度，形成一个高效、灵活、可控的电力系统。另一方面，虚拟电厂借助通信、算法等技术手段学习电力市场供需动态以及价格等电力市场信号，稳定电源出力、调节负荷峰谷、为相关主体盈利，控制、调度自身系统内部集合的可控电力资源。

电力系统对可灵活电力资源需求增长推动虚拟电厂建设。伴随全球节能减排战略在各国陆续推进，大规模分布式风电、光伏为代表的新能源并网对全球电力系统的稳定带来挑战。随着新型能源结构对电力系统调度能力要求的提升，可灵活调度电力资源需求也快速增长。虚拟电厂的重要价值即为将分布式电源、负荷、新型储能等灵活性资源有效聚合，通过数字化手段实现智能调控，有机响应电网的调度需求。梳理德国、美国、澳大利亚等国家虚拟电厂的发展历史，可见电力系统对可灵活调度电力资源需求增长，是推动虚拟电厂发展的重要动力。

(资料图片)

虚拟电厂物理层面聚合源、荷、储侧多类电力资源。为灵活地满足电网的调度需求，虚拟电厂需要首先在物理层面上聚合一系列可调控的电力资源，此类资源类型可以是非常多元的。基于国内外已落地及规划中的虚拟电厂项目，可聚合的电力资源可大致分为源、荷、储三类，每一类资源的特性及衡量其灵活响应度的关键指标均不同。

（1）电源侧，虚拟电厂聚合的资源类型主要为分布式风光、分布式水电，风光发电设备出力间歇性较强，水电出力则具备较强连续性，衡量电源侧资源灵活响应度的关键指标包括：额定出力、出力曲线，最小开停机时间等。这些电力设施不直接提供大规模电力，但通过智能软件联合调度可提供匹配传统发电厂的响应能力。

（2）负荷侧，虚拟电厂聚合的资源包括工业园区、商业楼宇、居民负荷等，其中工业园区负荷可实现跨时段平移，商业楼宇和居民负荷则即可平移也可中断，衡量负荷侧资源灵活响应度的关键指标包括：可平移容量&时间、可中断容量&时间等。

（3）储能类，虚拟电厂聚合的资源包括分布式储能、新能源汽车等，基于储能设备的灵活充放电性能，其可平移属性显著，衡量储能类资源灵活响应度的关键指标包括：充放电状态&效率、可用容量、响应时间等。

电力市场调控需求驱动虚拟电厂动作，虚拟电厂动态参与电力市场生态。虚拟电厂通过聚合多元的可灵活调度电力资源，构成灵活资源动态可行域。该可行域的触发来自电力市场的动态调控需求，而市场动态调控需求由电力系统运行动态、市场运营动态等多维度耦合驱动。虚拟电厂聚合分布式电力资源并网，改变了电力系统的物理拓扑结构，能够间接调整电力系统潮流传输路径；同时，虚拟电厂内用户参与电力市场的机制与决策，直接形成价格等交易信号，构成电力市场的重要组成部分。虚拟电厂的数据与通信技术将物理和市场运行动态反馈至系统运营商，运营方与电网确认系调控需求，从而触发虚拟电厂搭建的灵活资源响应系统变化，通过改变电网潮流满足调控需求，同时参与电力市场交易，进而深入影响电力市场供需格局。

虚拟电厂产业链可大致拆解为上游电力资源、中游虚拟电厂系统化平台、下游电力调度需求方与响应方。

（1）上游电力资源：虚拟电厂物理层面对多元分布式电力资源的聚合是其实现调度功能、跑通商业模式的基础，目前国内虚拟电厂聚合的分布式资源主要包括电源、负荷、储能类电力设施，其中电源以分布式风电光伏、水力发电机组为代表；负荷以工业园区、商业楼宇、居民负荷为代表；储能以新式储能、新能源车、充电桩为代表。

（2）中游虚拟电厂系统化平台：物理层面完成对电力资源的聚合之后，虚拟电厂系统搭建方需要依靠物联网、云、大数据等数字化技术，在数据层面完成对多种资源的有机组织、聚合管理、优化调控，进而实现虚拟电厂的主要价值。虚拟电厂系统搭建方将数字化技术服务标准化，向产业下游输出，构成虚拟电厂产业链的关键环节。

（3）下游电力调度需求方与响应方：虚拟电厂通过对电网调控需求响应，一方面服务电网企业，另一方面作为电力市场的参与方通过与电网的交易获益，并完成交易收益在虚拟电厂运营方与具体用户之间的再分配。因此虚拟电厂产业链下游环节既包括电网企业，也包括通常担任运营角色的电力资源聚合商（售电公司为主）、具体用户。

虚拟电厂典型内部结构拆解——南方区域虚拟电厂为例

以南方区域虚拟电厂的结构为例拆解典型虚拟电厂系统的内部结构。虚拟电厂整体可分数据中心专区和网络隔离区，数据中心集资源聚合、数据服务、调度控制等虚拟电厂主体功能于一体，网络隔离区则处于虚拟电厂内部网络、外部电网之间，通过防火墙保障虚拟电厂信息传输安全性的同时，配置注册及配置中心，管理下属聚合商身份权限，完成资源监视和电力市场交易标的统整等工作。各分区内均通过对底层电力资源、聚合商运行数据的搜集整合，借助数字化平台生成控制指令，依靠信息专线完成数据和控制指令的上传下达，同时将需求、申报、出清、结算环节的数据对外向调度中心、交易中心汇报。

虚拟电厂典型商业模式分析

虚拟电厂基于自身聚合的电力资源、系统化的数字化水平，完成对源、荷、储等多类资源的灵活调度，以及对电力系统有序用电需求的响应。与此同时，理顺虚拟电厂完成该角色过程中主要的参与方、参与方的动作规范以及参与方之间的利益分配，是跑通虚拟电厂商业模式，进而促进行业快速发展的重要一环。本节将首先梳理虚拟电厂商业模式中的主要参与方，及其扮演的主要角色，其次结合目前国内电力市场建设的进度与未来规划，尝试拆解厘清主要参与方如何通过虚拟电厂参与电力市场交易并获利。

虚拟电厂向内承载搭建方、运营方，向外对接有序用电需求方。从功能方面看，虚拟电厂是响应电网公司有序用电需求的系统化方案，因此其作为系统化平台需要承载搭建方、运营方的同时，对接有序用电需求方等主体。其中，虚拟电厂搭建方主要负责系统化输出虚拟电厂平台搭建所需的技术服务解决方案，国内代表搭建方多为在智能配用电、出力预测等业务领域有所积淀的企业，例如恒实科技、东方电子、国能日新等；虚拟电厂运营方负责整合电网需求和资源动态，制定落实相关主体的相应任务，目前构成较多元，包括售电公司、传统负荷聚合商、虚拟电厂搭建方等；有序用电需求通常由电网公司发布，电网侧通常设置调度及交易中心统一管理需求发布及交易落实。

虚拟电厂搭建方通过销售系统化虚拟电厂技术服务创收，国内相关业务尚处于起步阶段。虚拟电厂搭建方对外输出系统化平台技术解决方案，收取建设费和后续运维费用，是虚拟电厂搭建环节最直接的商业模式。目前国内虚拟电厂市场发展仍处于起步阶段，相关公司的虚拟电厂业务尚未形成规模化收益。以东方电子为例，公司近年先后承建南方五省、南方电网虚拟电厂项目，典型案例“粤能投”虚拟电厂管理平台项目，被授予中国电力技术市场2022年综合智慧能源优秀示范项目奖牌，广州明珠工业园项目成为国家“十三五”科技创新成就展中唯一参展的综合能源国家重点项目，虚拟电厂业务走在国内市场前列。2022年公司综合能源及虚拟电厂业务实现营业收入1.68亿元，同比下降约5%，仅贡献整体营收的3%，毛利率约25%。

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