但一個好故事要寫出好前景，需要在產業探路和市場錘煉中不斷地闖關奪隘，而有關虛擬電廠的這個故事，在中國的市場中剛剛起筆，便被諸多期盼與揣測所環繞，以致遮蔽了其真實的發展現狀。前沿技術和新興產業的戰略布局是一項長期任務，絕非朝夕之功可成就。當前，虛擬電廠的應用仍然停留在研究示范的層面，商業模式、技術路徑、成本收益、應用場景等諸多核心問題尚未解決。本刊記者圍繞虛擬電廠的發展專訪中國電力企業聯合會常務副理事長、黨委書記楊昆，厘清當前外界對于虛擬電廠的認識誤區，深入探討虛擬電廠在能源轉型格局中應有的角色與定位，并以成長性眼光看待虛擬電廠的發展潛力與價值邊界。

 

熱度之下的冷思考

 

虛擬電廠這一概念提出已有十余年，近期突然火爆出圈，其背后固然不乏資本市場炒作因素，卻也真實暴露了當前困擾能源電力發展的痛點。

 

“虛擬電廠近期受到社會廣泛關注，主要有兩方面的原因，一是虛擬電廠是緩解高峰時期電力供需矛盾的一種有效手段，二是各地加大了對虛擬電廠的重視程度。”楊昆表示。

 

今年迎峰度夏期間，持續干旱高溫天氣導致各地用電需求攀升，同時降水不足導致水電出力受限，四川、上海、浙江等地面臨緊張嚴峻的電力供應形勢。虛擬電廠能夠在供電緊張時通過調配電源、用戶、儲能側資源，一定程度地起到削峰填谷作用，緩解用電高峰電力供需矛盾。今年初，能源主管部門發布了《“十四五”現代能源體系規劃》，明確鼓勵開展各類虛擬電廠項目示范應用。北京、天津、上海等10余省市也相繼發布“十四五”能源電力發展規劃及碳達峰實施方案，均對發展虛擬電廠提出明確要求。

 

楊昆表示，虛擬電廠的興起，一定程度上反映了當前我國電力系統調節能力不足、保供壓力大等問題。近年來新能源持續快速發展，但其固有的隨機性、波動性、間歇性特征，使其接入電力系統比例漸高后，增加了系統調節壓力；另外，一些地方受來水、溫度等氣象方面的影響，用電形勢緊張。

 

我國調節電源比重低，抽水蓄能、調峰氣電等傳統調節電源裝機占比一直維持在6%左右，遠低于西班牙、德國、美國等國家；煤電機組受價格機制的影響，調峰潛力挖掘受到限制。當前，系統調節能力難以適應更大規模新能源發展需要，迫切需要有機整合源、網、荷、儲各類調節資源，完善政策機制，為系統持續穩定運行提供支撐。

 

在電力系統調節壓力不斷加劇的局面下，傳統火電、燃氣機組、抽水蓄能、新型儲能等同步發力，但相對于以上更加成熟、更具確定性的調節手段，布局虛擬電廠，仍然有其無可替代的戰略意義和長遠價值。

 

楊昆表示，發展虛擬電廠，一是能夠使系統調節資源更加豐富多元。傳統的抽水蓄能、靈活煤電、燃氣機組、新型儲能等調節手段主要在電源側。相關數據顯示，我國可控負荷規模在5000萬千瓦以上，用戶側儲能規模超過100萬千瓦，電動汽車保有量接近1000萬輛，并且這些資源還在快速發展期。虛擬電廠可充分聚合各環節資源，為系統提供更豐富的調節手段。二是能夠為分布式能源規模化利用提供技術支撐。我國分布式能源以分布式光伏為主。截至2021年底，我國分布式光伏裝機達到1.1億千瓦，約占全部并網光伏的三分之一。由于分布式新能源直接并入配電網，難以通過常規手段來調控。采用虛擬電廠技術可精細管控大量分布式能源，使其對外作為一個整體，為其參與調峰調頻等輔助服務市場，以及為其參與電能量市場創造了技術條件。三是能夠降低系統運行成本。據測算，若通過新建火電機組、抽水蓄能或新型儲能設施等手段實現電力系統削峰填谷，滿足全國5%的峰值負荷（全年累計不足50小時）需要投資4000億元。比較而言，建一座虛擬電廠的成本僅為興建實體電廠的1/7～1/5。通過虛擬電廠以代價更低的方式實現電力平衡，有利于構建智能高效的新型電力系統。

 

立足當前發展階段理解虛擬電廠

 

虛擬電廠一夜爆火源于當前的能源供需之痛和系統調節之難。但虛擬電廠這味藥究竟能緩幾分痛、解幾分難，需要業內理性分析和冷靜思考，正視虛擬電廠技術的“能”與“不能”。

 

作為一個特殊的電廠，虛擬電廠對外表現為一個可控電源，能夠參與電網運行和電力市場交易。既可作為“正電廠”向系統供電，又可作為“負電廠”通過負荷側響應削減系統尖峰負荷。“比如在高溫天氣電網供電緊張的時候，虛擬電廠將聚合負荷的地鐵空調上升1～2攝氏度，在沒有影響到乘客乘坐體驗的情況下，減少了用電需求，然后從電網獲得輔助服務補償；或者將聚合電源的分布式能源、儲能設施在用電高峰時向電網送電，取得高峰時高電價收益。因此，從這個角度看，虛擬電廠可在一定程度上解決局部缺電矛盾。”楊昆說，“但是，也要正視虛擬電廠的功能，不能過分夸大虛擬電廠的作用，虛擬電廠主要解決的是電力調節的問題，并不能增加電力總供給，無法從根本上解決電力短缺問題。如果電力出現硬缺口時，虛擬電廠的削峰作用顯著弱化，必須建設可靠電源項目滿足電力供需平衡。今年三季度，四川由于長時間高溫、干旱，水電出力不足，電力缺口比較大，這是不能靠虛擬電廠來完全解決的。如深圳近期成立的虛擬電廠管理中心，已接入分布式儲能、數據中心、充電站、地鐵等類型負荷聚合商達14家，接入電源的容量達到87萬千瓦，但它首先要滿足自身的用電需求，能夠參與系統調節的容量還是比較低的。”

 

楊昆指出，虛擬電廠的發展定位與我國的發展階段不無關系。我國用電還將在一定時期內持續增長，部分地區電力供需還會不時出現硬缺口問題。因此，現階段我國培育和發展虛擬電廠，應重點定位于增加系統調節能力。

 

從全球范圍來看，虛擬電廠的理論和實踐在歐美發達國家發展較為成熟，并呈現出多元化的商業模式和技術路徑。歐洲的德國、英國、法國、丹麥等國家發展虛擬電廠的主要目標是實現分布式能源的可靠并網和優化電力市場運行，針對的主要是“源”。如德國法律規定可再生能源發電項目必須參與市場交易才允許并網，因此眾多分布式項目多選擇委托虛擬電廠運營商來運營；英國的虛擬電廠項目已超過32個，總容量達600多萬千瓦，其中聚合可再生能源發電的項目容量占到一半以上；美國的虛擬電廠主要基于需求響應發展而來，針對的主要是“荷”，因此以可控負荷為主，目前規模已超過3000萬千瓦，占尖峰負荷的4%以上。同時也兼顧分布式能源的管理利用；亞太地區的澳大利亞和日本電力市場較為成熟，隨著可再生能源的發展，兩國也在探索通過虛擬電廠的方式來提升電力供應可靠性和經濟性。

 

楊昆表示，虛擬電廠之所以在發達國家具有一定的實踐應用，主要還是因為這些國家用電需求基本飽和，電力供需基本平衡，在這個前提下，虛擬電廠的調節作用相對突出。

 

積能蓄力方能行穩致遠

 

早在“十三五”時期，我國就已經開展了虛擬電廠試點工作，部署了多個虛擬電廠項目，取得了大量經驗和數據。目前，國內多家電力企業在積極推進虛擬電廠項目應用。但從整體上看，我國虛擬電廠仍處于發展初期，政策機制不夠健全，項目以研究示范為主。

 

“目前，我國虛擬電廠的盈利主要有三種模式。其一是提供輔助服務，獲取輔助服務補償收益。如大唐公司在河北的某虛擬電廠項目，2021年一個供暖期實現了調峰收益50余萬元。其二是借助峰谷電價價差參與電能量市場獲利。如國家電投公司在深圳的某虛擬電廠項目通過參與廣東電力現貨市場，連續2個月實現售電盈利提升超過200%。其三是為用戶提供用能優化方案，降本增效，獲取服務費用，主要出現在一些民營企業運營的虛擬電廠項目。”楊昆說。

 

但即便存在以上盈利空間，在輔助服務市場受限于發電側、現貨市場機制尚未成熟健全、優化用能效果并不顯著的現階段，虛擬電廠無法形成穩定、合理的投資收益，也因此難以實現規模化、商業化發展。

 

楊昆認為，從企業已有的實踐來看，目前有關虛擬電廠的市場規則、技術標準和產業政策等方面都有待進一步完善，以便為產業發展提供明確的依據。從資源角度來看，資源功能定位不合理，對于虛擬電廠資源提供的服務類型、響應速度、響應頻率、商業模式等內容尚未明確；從技術角度來看，包括高級量測體系、邊緣網關、運行優化決策方法以及相應的系統性運營支撐平臺等配套軟硬件技術建設滯后，也未形成相關技術標準；從管理角度來看，各方參與積極性不足，虛擬電廠運行相關方的合作機制和市場機制尚未確立，虛擬電廠作為新興主體獨立參與市場的準入條件還不明確。

 

作為行業中最具有“未來感”的新技術之一，虛擬電廠的發展，需要政策機制的多方發力。

 

為推進虛擬電廠大范圍應用，楊昆提出了四方面建議：一是要完善行業標準，明確技術規范；二是要將虛擬電廠等新興市場主體發展納入到國家、地方電力發展規劃中，并出臺相關激勵和保障政策；三是積極引導虛擬電廠參與調峰輔助服務，并隨著市場機制的不斷完善逐步引入有針對性的交易品種；四是深化試點示范，培育適合我國國情的虛擬電廠商業模式。

 

對于新技術和新產業的成長而言，苦練內功、警惕捧殺、厚積薄發，才是符合產業發展規律的長久之計。從能源電力行業發展實踐看，我國新能源產業的快速發展與政策的大力扶持密不可分，但新能源產業關鍵技術取得突破、成本快速下降，實現風電光伏平價上網和市場化交易，才是其高質量發展的根本所在。“隨著分布式電源、電動汽車、儲能、微電網的快速發展，虛擬電廠的資源聚合方式將使得傳統的商業、工廠，乃至普通的居民用戶，都能參與到虛擬電廠的價值創造中，成為構建能源互聯網的重要形式。而伴隨著我國電力市場建設的日趨完善，虛擬電廠作為新的市場主體，未來將有機會參與到需求響應、調峰、備用、容量補償等調節市場，以及中長期和現貨等電能量市場中，聚沙成塔，為構建新型電力系統、實現‘雙碳’目標提供有力支撐。”楊昆說。

 

本文刊載于《中國電力企業管理》2022年10期，作者系本刊記者