随着全球能源转型的深入和新型电力系统的建设，虚拟电厂（Virtual Power Plant，VPP）作为一种新兴的电力交易主体，正逐渐走进公众视野。《电力市场监管办法》于2023年6月1日起施行，明确将虚拟电厂纳入电力市场交易主体，这一举措为可控负荷、新型储能、分布式新能源等灵活性资源提供了进入市场的机会，充分激发和释放用户侧灵活调节能力，促进电力市场的多元化和效率提升。
什么是虚拟电厂？
虚拟电厂是一种通过软件和智能技术整合和管理分布式能源资源的系统。与传统的集中式发电厂不同，虚拟电厂不依赖大型发电设施，而是通过先进的信息通信技术和自动化技术，将分布在各地的分布式能源、储能系统、可调负荷、微电网、电动汽车等资源进行聚合、协调和优化，使其作为一个“特殊电厂”参与电力市场交易和电网运行。
虚拟电厂的技术优势显而易见。它一方面根据聚合资源的实时供需情况，结合市场价格，优化资源配置，提高新能源消纳水平，降低整体用能成本；另一方面为电网提供调峰、调频等辅助服务，实现“削峰填谷”，提升电力系统的安全稳定水平。
虚拟电厂的技术优势
虚拟电厂通过整合和优化分布式能源资源，实现了以下技术优势：
1.高效的资源整合与管理：虚拟电厂能够整合各类分布式能源，包括光伏发电、风电、储能、电动汽车等，通过智能调度系统进行优化管理，实现资源的最大化利用。
2.实时响应能力：虚拟电厂可以根据电网负荷情况和市场需求，快速调整发电和用电策略，提供高效的调峰调频服务，增强电网的灵活性和稳定性。
3.成本优势：与传统火电相比，虚拟电厂的建设和运营成本更低。据估算，虚拟电厂的成本仅为火电的10%至15%，是一种经济高效的灵活性资源。
政策支持与市场前景
近年来，随着虚拟电厂技术的不断成熟，政策层面也给予了大力支持。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出引导虚拟电厂参与新型电力系统灵活调节。2024年5月，《2024—2025年节能降碳行动方案》进一步提出大力发展微电网、虚拟电厂、车网互动等新技术新模式，要求到2025年底，各地区需求响应能力应达到最大用电负荷的3%至5%。
根据国家能源局的预测，今年夏季，全国用电负荷将快速增长，最高负荷同比增长超过1亿千瓦。国网能源研究院发布的《中国电力供需分析报告2024》预计，今年全国全社会用电量将达到9.8万亿千瓦时；风电、太阳能发电新投产规模将分别达到0.9亿千瓦和2.4亿千瓦，累计装机占比将超过40%。面对电力保供压力和极端天气影响，电网不平衡问题日益严重，亟需提升电力系统的灵活调节能力。
在此背景下，虚拟电厂的潜在市场空间广阔。中电联预测，到2025年和2030年，我国最大电力负荷将分别达到16.3亿千瓦和20.1亿千瓦。如果满足5%的峰值负荷需求，虚拟电厂可调节负荷资源的需求将分别达到0.8亿千瓦和1亿千瓦。华泰证券预测，到2025年，我国虚拟电厂市场规模将达102亿元，2030年有望达到千亿元规模。
实践案例与发展路径
在国家和地方政府的支持下，虚拟电厂正在蓬勃发展。深圳市建成了国内首家网地一体虚拟电厂运营管理云平台，已接入运营商90余家，接入容量规模超过250万千瓦，2023年累计开展33次负荷精准响应，实时可调节能力超过50万千瓦。国家电投苏州市虚拟电厂聚合91万千瓦分布式资源，涵盖分布式光伏、储能、工商业可调负荷等场景，具备23万千瓦可调节能力，通过需求侧响应、电力辅助服务等市场交易获取收益。
虚拟电厂的商业模式不断创新，各类社会主体积极参与。例如，虚拟电厂技术供应商通过提供智能算法、平台建设方案等解决方案，支持虚拟电厂高效运行；具备交易资质的负荷集成商通过聚合灵活性资源，代理用户参与市场获得分成收益；能源开发商则挖掘和建设用户侧分布式可调资源，通过参与虚拟电厂的调节获得补偿费用。此外，储能因其在提供电网灵活性方面的重要作用，也将成为投资热点。
面临的挑战与未来展望
尽管虚拟电厂已经走进现实，但目前仍处于探索阶段，面临技术、政策、市场等多方面的挑战。技术方面，虚拟电厂核心技术如智能调度算法、预测模型等仍有待提升；政策方面，虚拟电厂需要落地并执行的政策来引导其发展，当前各省份在具体落实上存在差异；市场方面，虚拟电厂的盈利模式尚未成熟，持续盈利能力较差。
不过，国际上虚拟电厂的发展经验为我们提供了借鉴。在德国，虚拟电厂已基本实现商业化；在美国，虚拟电厂主要聚合负荷侧灵活性资源，需求响应整体规模已占尖峰负荷的4%以上。未来，我国应提高对虚拟电厂的认知，强化需求侧管理，建立精准模型，构建虚拟电厂资源库，加强数字化技术应用，鼓励企业参与电力市场，持续深化电力体制机制改革，创新虚拟电厂商业模式。
虚拟电厂作为一种新兴的电力市场主体，凭借其技术优势和政策支持，正在逐步发挥重要作用。它不仅为电力市场的多元化和效率提升提供了新的途径，也为电力系统的安全稳定运行和新能源消纳带来了新的希望。随着技术的不断进步和市场的逐渐成熟，虚拟电厂将在全球能源转型和新型电力系统建设中扮演更加重要的角色，带来更多的投资机会和社会效益。
