◎文 《法人》雜志全媒體記者 王茜
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截至2月,國家能源集團(tuán)在湖北、廣東、寧夏、江西、浙江5個省份的虛擬電廠先后建成投產(chǎn),標(biāo)志著央企在虛擬電廠的新賽道上發(fā)力提速。
從市場規(guī)模來看,虛擬電廠的發(fā)展前景極為廣闊。華泰證券預(yù)測,2025年,我國虛擬電廠市場規(guī)模將達(dá)102億元,到2030年,虛擬電廠市場規(guī)模有望達(dá)到千億元。
在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下,虛擬電廠作為能源與信息技術(shù)深度融合的重要方向,正嶄露頭角,成為推動電力行業(yè)變革的重要力量。同時,能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和電力市場發(fā)展提速,吸引了眾多上市公司的關(guān)注。據(jù)了解,目前已有多家上市公司積極布局虛擬電廠領(lǐng)域,搶占市場先機(jī)。
各地試點(diǎn)投運(yùn)虛擬電廠
“新任職的公司正在申請售電牌照,明年將會進(jìn)入虛擬電廠市場?!笔茉L者李昊(化名)剛剛辭去了一家國資電廠的工作,新的就業(yè)方向正是虛擬電廠業(yè)務(wù)。近日,他對《法人》記者說:“原來的工作雖然穩(wěn)定,待遇也挺好,但市場化轉(zhuǎn)型速度太慢。電力體系改革加速行業(yè)轉(zhuǎn)型,讓市場充滿機(jī)遇,我希望進(jìn)入一個具有更加廣闊前景的領(lǐng)域?!?/p>
虛擬電廠是未來電力系統(tǒng)的重要組成部分,對于推動能源轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重要意義。
中國宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源研究所高級工程師趙曉東認(rèn)為,虛擬電廠是在電力需求側(cè)管理長期實(shí)踐的基礎(chǔ)上,將數(shù)智技術(shù)與電力行業(yè)融合升級而成的新業(yè)態(tài),是電力領(lǐng)域培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表。通常認(rèn)為,虛擬電廠依托負(fù)荷聚合商、售電公司等能源服務(wù)機(jī)構(gòu),通過新一代信息通信、系統(tǒng)集成等技術(shù),將廣泛分布于需求側(cè)的可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式電源、儲能、電動汽車等資源聚合、協(xié)調(diào)與優(yōu)化,形成規(guī)?;{(diào)節(jié)能力支撐新型電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。
趙曉東在其撰寫的研究報告中指出,業(yè)內(nèi)專家學(xué)者對虛擬電廠的技術(shù)架構(gòu)、商業(yè)模式、市場機(jī)制等方面開展的大量研究發(fā)現(xiàn),目前我國虛擬電廠正逐漸從研究示范為主向推廣應(yīng)用為主轉(zhuǎn)變,但仍處于相對初級的發(fā)展階段,在功能定位、發(fā)展路徑、實(shí)際運(yùn)行等方面仍然面臨一些關(guān)鍵問題有待探討和厘清。
作為一個特殊電廠,虛擬電廠為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù),核心概念可總結(jié)為“通信”和“聚合”,其關(guān)鍵技術(shù)主要包括協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計(jì)量技術(shù)以及信息通信技術(shù)。它最具吸引力的功能在于能夠聚合DER(分布式能源資源)參與電力市場和輔助服務(wù)市場運(yùn)行,為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)。這種解決思路在我國具有非常大的市場潛力,對于解決“電力緊張和能效偏低矛盾”來說,無疑是一種優(yōu)化的選擇。
近年來,國家和地方陸續(xù)出臺相關(guān)支持性政策與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,推動虛擬電廠高質(zhì)量發(fā)展。隨著全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)的加速推進(jìn),以“虛擬電廠”名義接入資源規(guī)模快速擴(kuò)大,市場機(jī)制層面已明確虛擬電廠可作為電力領(lǐng)域的新型經(jīng)營主體參與市場運(yùn)行。
“國家層面,2024年6月1日起實(shí)施的《電力市場監(jiān)管辦法》第五條,明確規(guī)定了電力交易主體包括‘虛擬電廠’,為可控負(fù)荷、新型儲能、分布式新能源等靈活性資源提供進(jìn)入市場的機(jī)會?!北本┯^韜(西安)律師事務(wù)所合伙人李慧文對記者說。
據(jù)李慧文介紹,2024年9月,國家能源局發(fā)布的《電力市場注冊基本規(guī)則》第十二條明確了虛擬電廠(含負(fù)荷聚合商)作為經(jīng)營主體的基本條件,包括與電網(wǎng)企業(yè)簽訂相關(guān)協(xié)議、具備數(shù)據(jù)計(jì)量與傳輸條件、聚合資源能力、調(diào)節(jié)或控制能力等;第十八條明確了虛擬電廠(含負(fù)荷聚合商)的注冊條件,即初期參照《售電公司管理辦法》執(zhí)行。今年年初出臺的《國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價市場化改革 促進(jìn)新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》(發(fā)改價格〔2025〕136號,以下簡稱“136號文”),要求各地方政府在2025年年底前制定并推行具體方案,為風(fēng)電與光伏電源引入新的定價機(jī)制。136號文進(jìn)一步明確了市場化定價導(dǎo)向,為虛擬電廠發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。此外,于2025年2月開始實(shí)施了虛擬電廠領(lǐng)域首批國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 44241-2024 《虛擬電廠管理規(guī)范》等一系列政策文件。
各地政府正在響應(yīng)國家指導(dǎo),積極發(fā)布地方政策,推動虛擬電廠建設(shè)。2024年4月,安徽省能源局發(fā)布《關(guān)于組織申報虛擬電廠試點(diǎn)示范項(xiàng)目的通知》;2024年6月,廣東省深圳市發(fā)展和改革委員會印發(fā)《深圳市支持虛擬電廠加快發(fā)展的若干措施》;2024年11月,廣東省能源局、國家能源局南方監(jiān)管局印發(fā)《廣東省虛擬電廠參與電力市場交易實(shí)施方案》的通知。此后,多地國企和央企相繼啟動虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目,推動其在實(shí)際應(yīng)用中的落地。
記者觀察到,各項(xiàng)政策的發(fā)布,一方面吸引了更多企業(yè)參與到虛擬電廠的建設(shè)和運(yùn)營中,激發(fā)了市場活力,推動虛擬電廠從概念走向現(xiàn)實(shí),加速行業(yè)成熟;另一方面,國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺,統(tǒng)一了虛擬電廠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,有助于打破技術(shù)壁壘,促進(jìn)不同企業(yè)和地區(qū)之間的技術(shù)交流與合作,提高整體技術(shù)水平。
截至今年1月底,國家能源集團(tuán)在前述5個省份的虛擬電廠項(xiàng)目聚合資源共計(jì)610.61兆瓦,增加可靈活調(diào)節(jié)容量164.71兆瓦。國家能源集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹:“依托湖北、江西、浙江等地公司的虛擬電廠項(xiàng)目,多個項(xiàng)目獲信息通信行業(yè)創(chuàng)新類和技術(shù)應(yīng)用類大賽獎項(xiàng)以及多項(xiàng)發(fā)明專利?!?/p>
今年年初,中國首個百萬千瓦級居民虛擬電廠在江蘇啟動建設(shè),其利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),將居民家中的大功率智能電器整合為云端虛擬能量池。據(jù)公開報道,特別是夏冬季用電高峰期,省內(nèi)居民可通過能量池邀約,主動參與錯峰、避峰用電,由此獲取收益。
廣東深圳的虛擬電廠建設(shè)也走在全國前列。據(jù)了解,2021年,深圳虛擬電廠調(diào)控管理云平臺正式上線;2022年,深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌,這是國內(nèi)首家虛擬電廠管理中心。預(yù)計(jì)在2025年,深圳將建成具備100萬千瓦級可調(diào)節(jié)能力的虛擬電廠,逐步形成年度最大負(fù)荷5%左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力。
政策支持與地方實(shí)踐相結(jié)合,正在推動虛擬電廠從概念走向現(xiàn)實(shí),加速行業(yè)成熟。
商業(yè)模式探索“現(xiàn)貨交易”
相較于真實(shí)的電廠,虛擬電廠像是一個電力服務(wù)的“管家”,其功能和意義不亞于實(shí)體電廠。在電力供應(yīng)緊張時段,虛擬電廠通過調(diào)度資源,降低用電功率,既可以實(shí)現(xiàn)特定時段內(nèi)的負(fù)荷調(diào)節(jié)、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,又可以削峰填谷,提升電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。換言之,目前虛擬電廠功能作用之一就是補(bǔ)強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,助力電力系統(tǒng)供需平衡。
趙曉東指出,從國際上看,德國、法國等歐洲國家于 21 世紀(jì)初,以試點(diǎn)項(xiàng)目形式,通過經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)電力用戶在用電高峰時段主動削減電力消費(fèi),因減少用電所削減的電力負(fù)荷與電廠增加發(fā)電出力的效果類似,無需建設(shè)實(shí)體電廠,于是被稱為“虛擬電廠”。同期,北美地區(qū)以“電力需求響應(yīng)”為名,開展了相似的實(shí)踐,屬于電力需求側(cè)管理的范疇。而我國虛擬電廠是在電力需求側(cè)管理實(shí)踐基礎(chǔ)上長期演化發(fā)展,吸收國外經(jīng)驗(yàn)并立足我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上持續(xù)迭代,與電力需求響應(yīng)功能有所重疊、內(nèi)涵密不可分。我國于1992 年引進(jìn)了電力需求側(cè)管理相關(guān)理念與技術(shù)。自 2013 年上海首次實(shí)施電力需求響應(yīng)以來,虛擬電廠常采用電力需求響應(yīng)的形式,以華東為主要應(yīng)用區(qū)域、以大中型用戶直接參與響應(yīng)為主要方式,逐步向全國推廣。
“虛擬電廠作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分,在提升電網(wǎng)靈活性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其核心價值在于能夠根據(jù)電網(wǎng)需求靈活調(diào)節(jié)電力供需,在電力供應(yīng)緊張時,可通過釋放儲備電力或削減負(fù)荷緩解壓力。在電力供應(yīng)充裕時,則可吸納過剩電力,實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置。”國家能源集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示,未來將加強(qiáng)可調(diào)容量、響應(yīng)速率、調(diào)節(jié)精度、功率預(yù)測準(zhǔn)確率等運(yùn)行和經(jīng)營指標(biāo)監(jiān)控分析和優(yōu)化提升,有效提升新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力和運(yùn)行穩(wěn)定性能。
▲2024年7月29日,安徽省蕪湖市虛擬電廠監(jiān)控中心的工作人員在運(yùn)營平臺上對用戶電力資源進(jìn)行監(jiān)控。CFP
據(jù)了解,未來1年至3年,國家能源集團(tuán)將進(jìn)一步組織編制虛擬電廠、零碳智慧園區(qū)、綠色算力、增量配電網(wǎng)等負(fù)荷側(cè)可調(diào)資源有關(guān)技術(shù)路線和標(biāo)準(zhǔn),通過搭建運(yùn)營管控平臺,聚合可調(diào)節(jié)用戶資源,將可調(diào)用戶用電信息接入管控平臺,實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、新型負(fù)荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。
電力交易市場價格波動頻繁,是行業(yè)參與者面臨的共同挑戰(zhàn)。隨著新能源電價機(jī)制的不斷完善和電力市場體系的逐步健全,電價彈性顯著增強(qiáng),為虛擬電廠等新興業(yè)態(tài)的培育提供了有利條件。
山西風(fēng)行測控股份有限公司(以下簡稱“風(fēng)行測控”)是全國首家現(xiàn)貨模式下的“負(fù)荷類”虛擬電廠,依托公司豐富的大工業(yè)用戶綜合能源服務(wù)經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)先的電力交易能力,自主研發(fā)虛擬電廠技術(shù)平臺。在電力現(xiàn)貨市場中,通過精準(zhǔn)、及時、有效的價格信號傳導(dǎo)機(jī)制,引導(dǎo)用戶更加理性地調(diào)整用電行為,進(jìn)一步提升電力市場的靈活性和效率,提高新能源消納能力和降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用、用戶用電成本。截至2025年2月,風(fēng)行測控虛擬電廠聚合32家用戶,聚合容量1500MW,調(diào)節(jié)容量200MW。
“關(guān)于虛擬電廠商業(yè)模式的探索,一直未曾停止。”風(fēng)行測控虛擬電廠研究院院長南豆在接受記者采訪時表示,“參與電力批發(fā)市場,獲得市場化收益”和“全鏈條解決方案和技術(shù)服務(wù)”是虛擬電廠實(shí)踐問題的解決之道。
南豆表示,現(xiàn)貨模式下,虛擬電廠作為升級版的售電公司,通過市場化交易獲得收益?!疤摂M電廠在不同交易批次進(jìn)行電量買賣,根據(jù)現(xiàn)貨市場邊界條件進(jìn)行日前價格預(yù)測,根據(jù)預(yù)測價格引導(dǎo)用戶提前3日至5日調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,做好用戶可調(diào)資源評估,明確可調(diào)生產(chǎn)設(shè)備或工藝。當(dāng)市場出現(xiàn)極限價格時,充分利用虛擬電廠約束放大范圍,大量購電或減少企業(yè)用電量,降低整體批發(fā)成本,增加虛擬電廠溢價收入。”
由于具有虛擬電廠設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營的全鏈條解決方案和以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的虛擬電廠全流程核心技術(shù),風(fēng)行測控不同于單純的虛擬電廠軟件或硬件服務(wù)商,而是真正“下場”實(shí)際運(yùn)營的虛擬電廠技術(shù)運(yùn)營公司。為合作伙伴提供“SAAS(服務(wù)型軟件,一種云計(jì)算的應(yīng)用模式)化軟件平臺+可復(fù)制用戶潛力挖掘+規(guī)?;娏灰?人才培養(yǎng)”的全鏈條完整生態(tài),并在服務(wù)過程中幫助合作伙伴拓展綜合能源業(yè)務(wù)板塊和后續(xù)技術(shù)支持。
應(yīng)用場景日益豐富
政策扶持之下,資本市場中虛擬電廠概念早已受到廣泛追捧,多家上市公司開始搶灘布局。Choice數(shù)據(jù)顯示,目前A股共計(jì)約45家上市公司歸屬于虛擬電廠概念。而諸多虛擬電廠概念股的背后,機(jī)構(gòu)投資者博弈日益顯現(xiàn)。
“在綠色電力交易推動下,虛擬電廠盈利空間有所拓展?!碧硪頂?shù)字經(jīng)濟(jì)智庫高級研究員吳婉瑩指出,“目前,其商業(yè)模式仍不夠成熟。虛擬電廠的盈利主要依賴于電力市場交易、需求響應(yīng)補(bǔ)償?shù)确绞?,但這些盈利渠道的穩(wěn)定性和可持續(xù)性還需進(jìn)一步驗(yàn)證?!?/p>
趙曉東長期調(diào)研跟蹤發(fā)現(xiàn),“使虛擬電廠成為新型電力系統(tǒng)的常態(tài)化調(diào)節(jié)手段,并引導(dǎo)各類社會資本持續(xù)參與到虛擬電廠的全產(chǎn)業(yè)鏈中”仍存在一定的挑戰(zhàn)。如虛擬電廠是否需要達(dá)到傳統(tǒng)電廠級的調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)、常態(tài)化運(yùn)行應(yīng)如何融入電力市場,以及只靠電力市場是否足以支持虛擬電廠的價值實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵問題。
由此可見,未來相關(guān)政策體系需明確虛擬電廠發(fā)展的配套支持措施,同時加快完善市場機(jī)制,建立合理的虛擬電廠定價機(jī)制以及市場準(zhǔn)入和退出機(jī)制,保障市場公平競爭。
近些年,虛擬電廠的覆蓋場景日益豐富,但主要針對工商業(yè)用戶,居民側(cè)電力負(fù)荷資源常處于“沉睡”狀態(tài)。此次江蘇開建的虛擬電廠,從一批試點(diǎn)項(xiàng)目著手,不斷推進(jìn)虛擬電廠的建設(shè)和推廣。借助居民虛擬電廠,讓千家萬戶的發(fā)用電設(shè)備和儲能設(shè)備“手拉手”,居民不再只是電力消費(fèi)者,更成為電力市場的參與者。每個家庭都可以通過這一平臺,主動加入彈性用電,為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
“居民錯峰用電不僅能省錢,還能賺錢。”江蘇省連云港市居民李先生接受記者采訪時表示。
據(jù)了解,虛擬電廠投資僅為傳統(tǒng)電廠的10%至20%,通過智能調(diào)節(jié)居民用電時段,可在一定程度上平衡電力供需,為保障特殊時段電力供應(yīng)提供更為經(jīng)濟(jì)的新思路。
此外,雖然虛擬電廠的投運(yùn)展現(xiàn)出巨大潛力,但未來發(fā)展中,技術(shù)整合難度較大仍是首要問題。
虛擬電廠涉及儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動汽車等多種分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化,需要整合通信技術(shù)、信息技術(shù)、電力技術(shù)等多種技術(shù)。目前,不同技術(shù)之間的兼容性和協(xié)同性仍存在一定問題,導(dǎo)致虛擬電廠的整體運(yùn)行效率受到影響。
“用電大戶是虛擬電廠未來發(fā)展的重點(diǎn)客戶?!崩铌粚τ浾哒f,未來如何開發(fā)這些客戶,是虛擬電廠能否成功的關(guān)鍵因素。
編審|渠 洋
責(zé)編|白 馗
校對|張 波 張雪慧
來源|《法人》雜志2025年3月總第253期