2023 中国虚拟电厂呈现3个“三角”特征

来源：享能汇 2023-04-03 11:36:33

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【2015年开始的售电，说直白些，是一场中国电费结算的改革，而把虚拟电厂引入电力系统参与调度和交易，可以说是真真切切的物理+交易的革命。】

——享能汇工作室

【资料图】

2022年年底，享能汇工作室撰文“中国虚拟电厂近3年五大变化”，而今年一季度，虚拟电厂“中国标准”立项突然加速，释放出积极信号！

（来源：微信公众号“享能汇” 作者：华东工作室）

本文把中国虚拟电厂发展现阶段特点归纳为3个“三角”：三角1——虚拟电厂参与市场化交易的三角条件；三角2——虚拟电厂项目现阶段三个特征；三角3——虚拟电厂应成为平衡“能源不可能三角”的有效抓手。

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“第1个三角”项目等市场、市场等标准、标准等项目

中国虚拟电厂行业发展，呈现出“市场等标准、标准等项目、项目等市场”的三角关系。

2023年第一季度，虚拟电厂的“国标化”进展突然提速，继冀北年底发布国际化标准之后，上海、浙江纷纷开始作标准化立项。

表1：仅3个月内，虚拟电厂国家标准立项提速

三个月的快，对应了前7年的慢。

中国虚拟电厂发展以从2016年江苏发布首个需求响应细则为开端，迄今为止，推进工作远不如售电市场发展的那么快。而从性质上看，同样链接负荷用户资源，虚拟电厂与售电却有本质区别。

2020年，山东迎峰度夏期间开展了需求侧响应，已经明确区分了两者的定位：一个用户，既可以由售电公司代理电量交易，又可以通过负荷聚合参与需求响应，两者并不冲突。

同一家用户A，既可以由负荷聚合商B代理需求侧响应，也可以由售电公司从代理参与电力市场化交易，需求侧响应接入国网山东电力省级智慧能源服务平台；电力市场化交易则在（省网）交易中心平台完成。

在山东电力现货市场连续长周期结算试运行前，参与经济型需求响应的用户、负荷聚合商和售电公司原则上需签订三方协议。

也就是说，对电网来说，售电公司与用户发生的是电费结算关系，双方以“零售合同”为纽带；而负荷聚合商与用户发生的是调度关系，双方以“物理相连”为纽带，两者分属完全不同的两个领域。

合同易签，技术难做，原因有二：

第一，2016年，中国的5G技术革命也才刚刚开始启动，最起码需要2-3年完成技术实验、技术验证、系统验证阶段，彼时无法实现用户侧资源分钟级接入虚拟电厂控制中台。

第二，虚拟电厂向上接入电网听令调度，向下连接资源分配指令，存在三个难度。难度一，虚拟电厂中设施、设备的空间分布和网状链接，与现实运行中的电网层级调度不相容；难度二，大电网安全运行是保障经济运行的命脉，需万无一失，虚拟电厂必须经过一系列严格的安防措施才能和电网对接。难度三，接入资源设备通信系规约不一致，如果不做整改则无法统一管控，而涉及的改造成本颇高。

这就是为什么，售电公司在初期能以资源优势迅速抢占市场，而虚拟电厂却做不到。

国网上海综合能源服务有限公司技术总监窦真兰博士解释：“虚拟电厂聚合并不是简单的合并同类项，是对聚合资源进行建模，甚至分层分区的控制，来达成跟电网互动。”

如今，5G切片技术已经可以满足虚拟电厂分层分区资源调度需求，更可以实现用户侧资源分钟级接入虚拟电厂控制中台。依托5G技术，浙江诞生了首个全国首个真正接入调度系统的虚拟电厂项目，深圳摸索出了低成本改造路径。

2022年11月底，华能浙江建成了国内首个真正接入调度系统，具备实时响应调节能力的虚拟电厂，其运营方在接受《能源新媒》专访时解释，“这不是中国首个投运的虚拟电厂，却完成了全国首份虚拟电厂并网调度协议签订。”

而随着5G接入模式的开发，深圳电网也与首批接入的用户一起，摸索出了一条低成本改造和便捷接的一体化加密网关，大大降低了用户接入难度。

今年2月，国网以“三大技术”为核心，为虚拟电厂赋予了最准确的全新定义，接入的资源类型涵盖源、荷、储。

国网“虚拟电厂”企业级标准定义——通过先进的数字化技术、控制技术、物联网技术与信息通信技术，将分布式电源、储能和可调节负荷等分布式资源进行聚合管理和优化控制，并参与电网运行及电力市场的运营实体。

随着技术的腾飞，2023年，虚拟电厂各项标准立项迎来高峰，这意味着电网，这个最严格的用电安全守卫者，已经着手为各类型虚拟电厂接入设立明确的门槛。同时，明确的行业标准将帮助虚拟电厂建设方精准寻找下游设备商。

以冀北为例，标准从立项走到真正发布，同样离不开项目的实践。

国网冀北牵头的“虚拟电厂用例”国际标准2018年正式获批立项，2019年12月12日，由冀北建设，全国首个市场化运营的虚拟电厂示范工程投入商业运营，2022年12月，该国际被IEC高票通过，正式发布。中间历时4年。

同时有消息称，“十四五”期间，国网将形成两个“虚拟电厂”示范大工程，一个在上海，作为超级大城市的代表，一个在浙江，负荷集中的源荷耦合型代表。“虚拟电厂必须在实践中找到边界，不然难以实现调度和交易”，浙江省人士认为。

如果标准是空气，那么市场政策则是虚拟电厂茁长生长的的土壤。

山西省22年把虚拟电厂纳入现货市场，引起市场广泛关注，图迹科技作为用户技术支持平台服务商，成功申报了负荷侧虚拟电厂项目，聚合了省内钢铁、矿厂、能源等17家用户。

公司产品研发经理冯春博介绍：“山西把虚拟电厂分为负荷侧和一体化两类，负荷侧主要是聚合电动汽车、可控负荷、可中断负荷；而一体化则把分布式光伏和储能都纳入进来了。一体化虚拟电场要求更严，发电负荷必须是用电负荷的1.05倍。另外，山西最特别的y，把一体化虚拟电厂划分出两种类型，一类是市县级的一体化虚拟电厂，一类是园区级虚拟电厂。申请一体化的虚拟电厂，要有一体化的技术支持系统，并且要具备省内的电力市场资格。”

对于电网来说，分散的负荷也好，分散的新能源也好，都不算优质的市场主体，如果通过虚拟电厂聚合这些资源，让它们变成较合格的市场主体，为电网提供灵活弹性，那么电网理应付出代价。

山西赋予了虚拟电厂市场交易属性，与早前的“负荷聚合商”概念有了明显差别。意味着，在电力现货全面铺开的背景下，虚拟电厂可以通过电力市场进行成本疏导和盈利。

冯春博补充：“根据山西规则，负荷侧虚拟电厂主要参与日前现货跟中长期，它是按照"负发电"的模式去参与现货市场出清。"负发电"指发电负荷越高，报价越低，一体化虚拟电厂主要参与日前现货，因为既有发电，又有用电，所以要报两条曲线，分别出清。”

2023年，能监办发文：浙江第三方独立主体参与辅助服务自2月1日起转入常态化运行，储能、虚拟电厂、负荷聚合商及电力用户按“独立辅助服务提供者”注册，申报旋转备用、削峰调峰、填谷调峰交易品种。3月30日，省内6家第三方独立主体完成首次结算。

2023年3月20日，广东发布了万亿级别的新型储能高质量发展指导意见，要求逐步扩大虚拟电厂交易品种，紧接着3天后，印发了相关细则。

表2：山东和广东也分别把虚拟电厂纳入市场交易范畴。

“标准、市场、项目”三角关系中，任意一边的推进，都将打破“停滞”的尴尬。享能汇工作室认为，今年第一季度，虚拟电厂各项“国标”工作的快速推进，将带动市场规则和项目落地，绝对是一个最积极的信号。

这是与去年最大的不同。

“第2个三角”技术平台很火、需求响应为收益、用户缺乏约束

目前，整个中国虚拟电厂产业链里，“项目技术支撑平台”正发展成一股不容小觑的力量。有技术平台公司分享：“今年好多发电集团都想一起合作，去落地虚拟电厂项目。”

享能汇工作室于上周参加了北极星电力、国网上海综能主办的“第五届综合能源服务产业创新发展大会”。现场近600人参加，参展厂商超过30家，两天内，涉及“虚拟电厂”内容的主题演讲就有13场（总共30场），有10家企业获评“虚拟电厂平台优秀服务商奖”，其中，诸如图迹科技、清能互联、国电南瑞等获奖乙方，在电厂、电网领域层皆耳熟能详。

虚拟电厂技术平台不是业主，却在综合能源领域唱足戏份，究其原因，与虚拟电厂入市条件有关。如，山西和山东均对“必须有技术支持系统”做过明确规定。

表3：虚拟电厂项目必须具备技术支持平台相关规定

有金融机构预测，虚拟电厂在中国未来可达万亿级的市场规模，但其中的技术支持系统的规模究竟有多大呢？

东方电子综合能源综合能源技术总监孙英英以另一种方式作出分析：“很多企业过来问，项目需要在哪里花钱？我的回答是，一开始主要的精力和投资都在平台建设方面，后期随着资源不断的接入，投入在接入和管控上的成本占比则越来越大。”

这意味着，虚拟电厂万亿规模的第一阶段，主要体现在平台建设费用上。

图迹科技、清能互联、国电南瑞等获奖虚拟电厂平台均已经源网两侧深谙多年，客户群包含非常成熟的发电集团、售电公司、交易中心等。

以图迹科技为例，公司10年来承建过大型发电集团提供电力营销平台，为火电做过智慧经营管理系统，为新能源做过现货交易系统，为售电公司做过批发零售交易系统，在服务用能侧客户时候，深刻感受到不同。

冯春博解释：

“虚拟电厂对下面的资源方还没有特别强的约束力，我们给资源方下达负荷指令，但实际上，它却因为设备或者生产情况不这么调，作为虚拟电厂运营方，我们就得把这部分负荷快速移到其他的资源方上去，这是对调度指令进行最优化分解的过程。”

至于用户为什么不容易调度，图迹通过对具体用户生产流程走访调研后才发现，“在山西，我们去过一些钢铁厂，它的轧钢工艺是可以调整的，比如矿石厂，它的碎石工艺是可以调整的，在广东，我们去过纺织厂，它的织布工艺是24小时不间断运行的，但它的染布工艺可以根据订单量来进行一个动态调整。而有些电蓄热装备，调到多少负荷是值班员去现场手工调整的，如果要改造成直控的，那么客户就要多投入一笔改造成本。”

“客户不是铁板一块。” 冯春博表示。

负荷难调的另一个原因，则涉及到聚合商与用户之间的“协议”是否到位，类似于售电利润分成。

孙英英对此补充解释：“在虚拟电厂平台，最重要就是资源开发。而开发一个资源，就要达成一个协议，这里面涉及到合同的审批，利润分成比例怎么管理，模式有很多，有的收益会直接给到聚合商，然后由聚合商进行分配。在广东，比较有意思的一个模式是，在注册虚拟电厂时，可以直接把利润分成比例提交给交易中心，补偿收益可以一分为二，分别给到聚合商和资源方。”

用户对负荷调整“缺乏兴奋感”，则第三个原因。

冯春博介绍：“从整体虚拟电厂参与市场的分类上看，目前主要是需求响应和辅助服务市场两种。

大概有16个省市作了需求响应申报响应容量和响应时长，补贴力度很好，但是交易次数却不太稳定。华北、华中、西北用户调峰辅助服务为主，比如西北，主要是报可调节负荷量和调节时长，出清价格是依据峰平谷电价来确定；华北不只是报量，还要报价，出清价格在4-6毛区间，交易次数比较稳定。在山西，去年我们我们虚拟电厂需求响应的补贴基本收益还是比较好的。”

交易的品种多少，交易的频次密度，决定了收入，而辅助多家发电集团、售电公司参与电力现货交易的图迹显然不满足于需求响应和辅助服务收入。他补充：“只要市场打开，我们肯定积极参与。”

虚拟电厂参与市场化还处于起步阶段，尽管如此，已经入局的众多企业却各有远见：

冯春博认为：“虚拟电厂聚合的资源选择决定了未来的收益潜力，市场品种肯定会越来越多，所以要尽早把多种市场都纳入进来。”

孙英英更一阵见血的指出：“虚拟电厂在当前不一定能赚钱，赚也赚的不多，实际上大家看中的是未来的生态，说的直白些，就是抢占资源。”

“第3个三角”平衡“能源不可能三角”的有效抓手

“第五届综合能源服务产业创新发展大会”上，来自国网上海综合能源公司副总经理张春雁的观点引起了工作室共鸣：

“综合能源走到最后，是电力与能源的融合，是平衡“不可能三角”的有效抓手。”

众所周知，不可能三角（安全稳定、价格低廉、清洁低碳）的“不可能”在去年体现的漓淋尽致——2022年夏季，全国遭遇60年一遇的高温和旱情，送电大省四川和受电大省浙江同时遭遇电力危机。

在全国极端高温背景下，长江流域遭遇罕见旱情，水电送出大省四川出现严重电力缺口，国家采取了多项保供措施：如德宝直流反送四川、协调减少川电外送，调拨西北、华中、华北电量入川，省内工业企业轮流限电。

另一边，浙江省内7、8两月，省内经历三轮连续极端高温，用电负荷快速攀升，8月，受旱情影响，浙江外来电水平下降500-1000万，浙江省以保供为目标，7-8两月购入超过26亿千瓦时的高价省间现货电量，平均度电电价高达2.21元，省内工商企业用电同比推高0.2元/千瓦时，个别企业度电涨幅高达40%，以民营经济为主体的浙江省，在迎峰度夏期间，承受了巨大的用电成本负担，在电力市场化的背景下，用电企业必须面对电力市场波动带来的不确定性。

用电负荷突然飙升，外送清洁能源（水电）出力迅速消失，供需双重紧张，市场化的高电价立竿见影。业界普遍认为，如果“看天吃饭”的新能源继续大量接入系统消纳，将对2023年的保供和电价带来巨大压力。

表：截止至2023年2月，全国光伏新增装机呈爆炸式增长

“新型电力系统如何保供应、稳电价”成为全国性的重要课题，研究重点切到“负荷侧”。有人提出观点：“如果受端加强需求侧管理，那么四川就可以少送出一点点。”

清华四川能源互联网研究院曾公开提出建议：“在四川负荷中心增加火电等稳定电源，在有条件的地方鼓励发展分布式光伏，将电力负荷分为必保负荷、经济负荷、柔性负荷三类。”

对必保负荷，现阶段以化石能源发电保供；对经济负荷以可再生能源与化石能源协同的方式保供；对柔性负荷采用源网荷储互动的方式保供。分类保供将全面降低新型电力系统的保供成本。

浙江省内人士年初上书政府提出“浙江电网保供稳价的直接措施”，其中之一就是“全面激活需求响应资源”，加快可中断负荷“提质扩面”工程。

结合“两高优先”原则，滚动修编六级2500万千瓦有序用电方案。省市两级政企协同，开展高耗能企业“一对一”走访调研，科学引导企业调整生产检修计划。构建分月份、分轮次、分时段需求响应资源池，制定迎峰度夏和迎峰度冬需求响应专项方案，切实保障两峰时的需求响应调峰能力。加快推动可中断负荷 “提质扩面”工程，在负控安装、联调运维、应用场景、建设资金等核心领域取得突破。

2023年，国网推出11个试点身份，发布需求响应实施细则，对口解决的问题比往年都要更加细化——在华东、华中和沿海地区解决“迎峰度夏电力缺口”问题的，在山东和冀北解决“新能源消纳”问题。

电网对于用户侧的调控能力，并不能算满分，这就给了虚拟电厂用武之地。

孙英英解释：“实际上很多可调节的用户侧资源，都是中低压等级的，甚至是大量的表后资源，电网监测监测精度并没有到这么深的等级。这块的负荷资源属于沉睡资源，有可能用电负荷非常大，虚拟电厂可以切入这部分用户做精准调度，就能体现出价值。”

同样，分布式能源，不一定能做到源随荷动，但通过虚拟电厂的调度，则能得到改善。

冯春博分享经验：“很多储能运营商，或者虚拟电厂运营商也找上我们，要我们代做策略。就拿最简单的光储来说，光伏前期的测算基本都是两充两放，按照峰谷电价去测算经济性，但实际在执行运营的过程中，效果并没有测算的那么好，需要详细研究每一个用户的96点负荷曲线保证充了就能放出去，现在看起来，并不是人人都这么做的。再说储能，是在谷段充，在平段充，还是去参与现货交易充电，比如新能源大发的时候，电价为0，完全可以实现0成本充电。其实，我们同时在帮助很多的虚拟电厂运营商做资产运营调度策略。原因在于我们利用多市场耦合，做整个虚拟电厂的盈利模式分析。”

在新型电力系统的建设中，精准掌握分布式资源，不断向系统提供灵活性支撑，是虚拟电厂发挥“平衡能源不可能三角”的逻辑底盘。

“往后看10年”中国深度电气化，虚拟电厂发展后劲足

数据表明，中国深度电气化空间巨大

国网能综副总经理张春雁介绍，以我国2022年终端能源消费电气化水平27%为标准，对标2025年、2035年以及2060年目标，未来中国要经历一个深度电气化的阶段。

“目前中国交通领域的电气化水平仅5.5%，工业部门电气化水平较低，仅30%，建筑领域，根据国家“十四五”规划，需要达到65%。这其中，蕴含了大量的电能替代和零碳技术的替代，帮助整个中国能源系统实现低碳化。

虚拟电厂目前不赚钱，但后期的发展劲头却很明显。”张春雁预判。

虚拟电厂成为政府抓手，人才摇篮

随着双碳目标的推进，各地政府愈加重视ESG（环境、社会、治理）维度的表现，而虚拟电厂项目，切入负荷侧管理，恰好给到了政府金融以及能耗数据的支撑。

孙英英认为：“虚拟电厂掌握的能耗数据，是政府层面非常关注的，将给到政府治理工作很好的支撑。”

冯春博也补充：“作为园区型项目的虚拟电厂平台，如果一个园区内要实现碳中和，或者碳配额不够，运营方可以帮它购买绿电或者CCER。所以虚拟电厂未来绿色潜力很大。”

以2060中国实现碳中和为目标，意味着，在未来的接近40年时间内，中国最起码要培育出两至三代新型电力系统相关人才。而虚拟电厂的运营，核心点正是技术和运营团队的结合，随着虚拟电厂资源逐渐扩大，运营团队将发挥出更显著的价值。也因此，虚拟电厂更容易培育出“半技术半运营型”人才，在源网荷储一体化新兴电力系统中扮演重要作用。

关键词：

2023 中国虚拟电厂呈现3个“三角”特征

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