中國儲能網(wǎng)訊：目前已有多座城市宣布建成“城市級虛擬電廠”，如何理解這一概念？中國有哪些“城市級虛擬電廠”？“城市級虛擬電廠”是指這個城市內(nèi)所有靈活資源都被聚合形成了一個虛擬態(tài)的發(fā)電廠了嗎？誰來負責管理？本文從這些常見疑問出發(fā)，來談談我國虛擬電廠和城市級虛擬電廠的定位與發(fā)展。
與常規(guī)火電廠不同，虛擬電廠通過物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，將分散在各個角落的可調(diào)節(jié)資源（如商業(yè)樓宇空調(diào)、工廠儲能設備、居民智能家電、小型生物質(zhì)、柴油、燃氣發(fā)電、分布式光伏等資源）編織成一張智能響應網(wǎng)絡。
從功能價值角度來看，虛擬電廠是一種依托技術(shù)支撐的可調(diào)節(jié)電力資源應用方式和業(yè)態(tài)，對于支撐建設新型電力系統(tǒng)、豐富電力市場交易多樣性、緩解電力時段性緊張與過剩、分攤電源側(cè)建設投資壓力或阻力、推進用戶側(cè)能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型等都具有重要意義。
01
在中國談虛擬電廠，我們在談什么？
虛擬電廠這個名詞所帶的比喻特點和抽象特征，在有效提升該概念的宣傳效果的同時，也容易混淆討論對象本身的多面內(nèi)涵。本文建議，可以從技術(shù)、資源和產(chǎn)業(yè)三個角度理解“虛擬電廠”在不同語境中的差異。
（一）有時候，虛擬電廠是一個技術(shù)體系
當虛擬電廠作為一套技術(shù)體系出現(xiàn)時，它指代通過先進通信、控制和管理技術(shù)，實現(xiàn)海量分布式新能源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，對外形成一個聚合整體參與電力系統(tǒng)優(yōu)化運行的技術(shù)體系。
這一概念在學術(shù)研究領(lǐng)域頗為常見，部分專家學者認為，判斷一個項目是否為虛擬電廠的關(guān)鍵要素在于虛擬電廠平臺對其接入設備是否具備“動態(tài)在線通信控制能力”。在虛擬電廠技術(shù)概念下，通過電話邀約、現(xiàn)場溝通實現(xiàn)的資源聚合、調(diào)節(jié)響應模式無法納入虛擬電廠概念?；谏鲜稣J知，部分地區(qū)的虛擬電廠管理辦法將虛擬電廠視為一個可觀、可測、可直控的物理系統(tǒng)，而少數(shù)地區(qū)的虛擬電廠管理調(diào)度平臺則“更進一步”，直接穿透經(jīng)營主體，實現(xiàn)對下屬資源的通信與調(diào)控。
在此概念下，虛擬電廠技術(shù)體系包括智慧能源交互技術(shù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)智能計量技術(shù)、溫濕度傳感監(jiān)測技術(shù)、智能通信技術(shù)、AI輔助技術(shù)等，虛擬電廠發(fā)展面臨的問題包括通信規(guī)約標準化、并網(wǎng)控制技術(shù)標準、資源協(xié)同配置合理性、交易決策算法有效性、負荷預測準確性、價格預測準確性、數(shù)據(jù)通信安全隱患等技術(shù)問題。
筆者認為，技術(shù)體系是構(gòu)建虛擬電廠的重要基礎，但并不是當前市場發(fā)展的必要條件。原因在于，什么樣的市場塑造什么樣的虛擬電廠技術(shù)體系，在市場交易的時間尺度、資源硬件的響應能力尚不匹配的現(xiàn)實背景下，不應過分拘泥于虛擬電廠的技術(shù)概念。在一些區(qū)域，部分邀約型虛擬電廠也在切實發(fā)揮虛擬電廠的作用。技術(shù)標準應該從實用的場景和需求出發(fā)，不去過度拔高技術(shù)先進性，這樣更有利于虛擬電廠模式在中國新型電力系統(tǒng)建設中的有效融入。
（二）有時候，虛擬電廠是一種商業(yè)模式
當虛擬電廠作為一種商業(yè)模式出現(xiàn)時，它通常是指將原本不受電力系統(tǒng)調(diào)度控制的分散資源動態(tài)聚合，并且對電網(wǎng)、電力交易各個主體產(chǎn)生可衡量的實際價值。虛擬電廠作為一種資源聚合能力，基于其對分布式電源所有者、可調(diào)負荷用戶、充換電站運營商等主體的深度鏈接，能夠在滿足上述主體意愿的基礎上動態(tài)地激活、引導這些靈活性資源做出響應，并以一種集中、代理的模式聚合參與電力系統(tǒng)互動，從而形成“虛擬電廠運營商帶著大家去賺錢”的商業(yè)模式，而且是在“尊重大家動態(tài)意愿的基礎上帶著大家去賺錢”。
在此認知中，判斷項目是否為虛擬電廠的決定性因素不再是技術(shù)標準，而是其有效激活分散資源的能力和模式，是虛擬電廠運營商的客戶服務和管理能力，是虛擬電廠資源聚合合同、價格、利潤分配的定價評估能力，是對用戶產(chǎn)線、計劃、庫存、銷售甚至關(guān)鍵能耗設備運營狀態(tài)的管理和支持能力。與此同時，那些原本就已經(jīng)被電力系統(tǒng)有效、精準調(diào)用的集中式光伏電站、電網(wǎng)側(cè)儲能等資源也無需再通過一種新的、更加不確定的商業(yè)模式進行聚合和響應。虛擬電廠這種新生商業(yè)模式的核心優(yōu)勢在于能以更低成本、更靈活的方式聚合資源，并通過與用戶生產(chǎn)生活的緊密互動，為電力系統(tǒng)和市場提供有效的調(diào)節(jié)補充。當前，我國大部分虛擬電廠項目，均是基于虛擬電廠的商業(yè)模式概念命名。與此同時，這一概念也引發(fā)了社會對虛擬電廠、微電網(wǎng)、負荷聚合商、售電公司等相關(guān)概念的混淆和爭議。
筆者認為，無論是哪一種概念名詞最終“獲勝”或“一統(tǒng)定義”都不重要，重要的是發(fā)揮好每一次政策引導作用，鼓勵相關(guān)市場主體加強對用戶的深度服務，鼓勵相關(guān)主體培養(yǎng)對末端分散資源的聚合和激活能力，鼓勵相關(guān)主體構(gòu)建補全數(shù)字化、信息化通信管理能力，共同促進虛擬電廠產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于加快推進虛擬電廠發(fā)展的指導意見》，預計到2027年全國虛擬電廠調(diào)節(jié)能力將達到2000萬千瓦以上，到2030年全國虛擬電廠調(diào)節(jié)能力將達到5000萬千瓦以上。根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國虛擬電廠行業(yè)深度分析及發(fā)展戰(zhàn)略預測報告》，預計2025年中國虛擬電廠市場規(guī)模將達到近百億人民幣，而到2030年則有望突破千億元級別。
（三）有時候，虛擬電廠是一類產(chǎn)業(yè)生態(tài)
當虛擬電廠作為一類產(chǎn)業(yè)生態(tài)出現(xiàn)時，它指代與分散式資源聚合相關(guān)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。該產(chǎn)業(yè)生態(tài)既包括被聚合的資源：分布式新能源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、充換電設施等生產(chǎn)廠商；也包括聚合資源的管理平臺：涉及智能終端設備公司、控制自動化公司、計量設備公司、數(shù)據(jù)隱私安全公司等；還包括虛擬電廠、微電網(wǎng)的運營商、數(shù)據(jù)預測分析公司等偏重運營策略和技術(shù)服務的相關(guān)產(chǎn)業(yè)；甚至包括與上述產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的投資公司。
從虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)視角來看，一個虛擬電廠項目不僅僅代表著該地區(qū)可調(diào)節(jié)資源的增加，更深層次地預示著分布式新能源、儲能、充換電設施的建設與更新，驅(qū)動技術(shù)服務商加速產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)迭代與用戶連接，推動用戶側(cè)能源數(shù)字化硬件持續(xù)迭代與創(chuàng)新，以及發(fā)展本地化的專業(yè)管理、運營、交易服務能力，形成新型電力系統(tǒng)的新經(jīng)濟形態(tài)。
虛擬電廠概念之所以具有顯著的產(chǎn)業(yè)帶動屬性，是因為它出現(xiàn)在中國分布式新能源、儲能、充換電樁等硬件成本下降，用戶側(cè)低碳、智慧用能管理需求上升，以及能源電力供需關(guān)系階段性緊張的交匯時期。虛擬電廠概念，既承載著低成本緩解電力供需缺口的厚望，又促使分布式新能源、儲能等新型設施以更優(yōu)方式融入電力系統(tǒng)，同時也貫通了用戶內(nèi)部原本割裂管控的分布式光伏、儲能、充換電樁等設施，推動實現(xiàn)用戶對相關(guān)設備的控制調(diào)度權(quán)回歸，在用戶側(cè)實現(xiàn)設備所有權(quán)和控制權(quán)統(tǒng)一。
在此背景下，虛擬電廠概念獲得了寬松的政策環(huán)境。大量區(qū)域、省份、地市甚至區(qū)縣積極開展虛擬電廠建設和推動工作，出臺相關(guān)引導辦法和政策補貼。冀北虛擬電廠、上海虛擬電廠、深圳虛擬電廠、廣州虛擬電廠、常州虛擬電廠、義烏虛擬電廠等項目紛紛落地。地方政府成為我國大部分“城市級虛擬電廠”的主要支持和建設力量。
02
如何理解城市級虛擬電廠？
討論城市級虛擬電廠，關(guān)鍵在于討論“虛擬電廠能夠為這個城市解決什么問題或者提供什么幫助”。
根據(jù)市場調(diào)查，主要有三類城市的政府會牽頭推動“城市級虛擬電廠”建設，分別是具有較高調(diào)度權(quán)限的直轄市/經(jīng)濟特區(qū)、虛擬電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)集聚的城市、存在局部性電力供應緊張的城市。
（一）有較高電力調(diào)度權(quán)限的城市
在電力系統(tǒng)調(diào)度運行和交易體系架構(gòu)中，如上海等城市具有省級電力調(diào)度權(quán)限。當這一類城市的相關(guān)主政者或者主管單位發(fā)起虛擬電廠建設倡議時，相當于是省級調(diào)度或者省級電力市場向電力領(lǐng)域新型經(jīng)營主體發(fā)起了市場建設建議。在此現(xiàn)實體系下，當接入到這類城市的“城市級虛擬電廠調(diào)控管理平臺”后，這些虛擬電廠項目就已經(jīng)類比實現(xiàn)了“直接與省級調(diào)度、省級交易市場對接交互”的效果，也因此可以直接參與后續(xù)激勵響應和市場交易。在此情景下，虛擬電廠模式在幫助城市主政者“觸達”這些靈活性資源的同時，也“一站式”地幫助這些分散資源背后的相關(guān)新型經(jīng)營主體，做好了入市交易的第一步準備工作。
又如深圳這樣的經(jīng)濟特區(qū)，調(diào)度級別也較高，且政府在地方產(chǎn)業(yè)、地方補貼方面擁有更大的決策權(quán)限和更強的創(chuàng)新能力，這為成功構(gòu)建并運營有效的“城市級虛擬電廠”提供了必要的財政支持。
（二）虛擬電廠上下游產(chǎn)業(yè)集群發(fā)達的城市
虛擬電廠的“產(chǎn)業(yè)屬性”與“產(chǎn)業(yè)價值”，在擁有豐厚產(chǎn)業(yè)基礎的城市中，如合肥、常州等地，展現(xiàn)得尤為突出。當城市的核心產(chǎn)業(yè)與新能源、新能源汽車、新型儲能、信息通信技術(shù)基礎設施和智能終端等產(chǎn)業(yè)具有高度相關(guān)性和重合度時，虛擬電廠發(fā)展有助于帶動本地產(chǎn)業(yè)升級。對于虛擬電廠投資/運營主體而言，虛擬電廠項目所貢獻的“產(chǎn)業(yè)帶動價值”往往以項目建設補貼、技術(shù)研發(fā)獎勵等形式收到回報。
值得注意的是，這類城市中的虛擬電廠項目，通常需要同時與地市和省級的電力系統(tǒng)平臺進行對接。這些虛擬電廠項目往往需要面向地方提供產(chǎn)業(yè)帶動價值，面向省級乃至全國市場尋求商業(yè)價值，并在實戰(zhàn)中迭代其技術(shù)價值。
（三）存在局部性電力供應緊張的城市
伴隨著我國虛擬電廠項目從試點示范過渡至向規(guī)?；茝V新階段，越來越多的虛擬電廠項目運營商產(chǎn)生了一個疑問：“為什么我們的項目要接地方管理平臺，要接省級調(diào)度平臺，要接省級負荷管理平臺，要申報省級需求側(cè)響應平臺，又要申報省級電力市場？到底哪一個平臺才是‘真’平臺？到底哪一個市場才是‘真’市場？”。這一疑問凸顯出我國新型經(jīng)營主體在電力市場、需求響應等并行架構(gòu)中的認識盲區(qū)，以及對于電能量市場、輔助服務市場資金運轉(zhuǎn)機制理解的不足。同時，也映射出我國能源管理條線正處于適應新型經(jīng)營主體爆發(fā)式發(fā)展過程中的調(diào)整陣痛期。不同省份、不同管理辦法、不同牽頭管理部門、不同服務需求下，新型經(jīng)營主體如何“一站式”入市交易/響應，是亟需解決的課題。拋開如此系統(tǒng)且復雜的問題不談，本文重點僅針對其中“是否需要接入地方虛擬電廠/負荷管理平臺”進行回應。
當一座城市既不屬于第一類擁有較高電力調(diào)度權(quán)限的城市，也不屬于相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎優(yōu)渥的第二類城市時，虛擬電廠項目的投資/運營主體需要判斷“這個城市是否存在地方調(diào)度層面的靈活性調(diào)節(jié)需求”，從而判斷是否有必要接入該城市內(nèi)的地方虛擬電廠/負荷管理平臺。換句話說，當虛擬電廠概念不具有“產(chǎn)業(yè)屬性”時，它就只?！凹夹g(shù)屬性”和“商業(yè)模式”概念了。若項目所在地市未面臨常態(tài)化的潮流阻塞、電壓跌落等挑戰(zhàn)，調(diào)度便無需常態(tài)化依賴虛擬電廠等新型經(jīng)營主體來解決問題，相關(guān)管理部門就天然缺少常態(tài)化發(fā)放激勵補貼的內(nèi)生動力，也就無法為虛擬電廠等項目提供穩(wěn)定購買服務的需求和利潤補貼的來源，進而削弱了虛擬電廠項目投資回報的“可預期性”和本文所說的虛擬電廠的“商業(yè)模式”屬性。在此情景中所建設的城市級虛擬電廠項目，往往呈現(xiàn)出更多的“技術(shù)示范”“管理示范”“案例實踐”價值。
需要補充說明的是，部分城市兼具上述兩到三種特征，不僅面臨電力保供的挑戰(zhàn)，同時也十分看重虛擬電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)。當我們談到這一類城市的“城市級虛擬電廠”時，我們談論的是一場城市級別的資源整合，這牽扯到地方政府、能源企業(yè)、投資主體、電力用戶等多方主體，虛擬電廠只是這場資源整合要借來的那陣“東風”。
03
城市級虛擬電廠發(fā)展建議
盡管在近期國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于加快推進虛擬電廠發(fā)展的指導意見》中，虛擬電廠涉及的管理部門主要為省級主管部門、國家能源局派出機構(gòu)和電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)部門，但并不意味著地市一級政府在虛擬電廠發(fā)展中無需作為，因為虛擬電廠在微觀的投資、建設和運營層面仍存在諸多亟待解決的問題。建議地方政府在城市級虛擬電廠發(fā)展中，做好以下工作：
一是在科學評估自身發(fā)展需求和發(fā)展基礎的前提下，明確是否要發(fā)力建設城市級虛擬電廠，避免盲目跟風導致資源浪費。城市級虛擬電廠建設需要投入平臺建設運維資金、持續(xù)的補貼資金等，如果一個城市既沒有常態(tài)化的電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求、也缺乏虛擬電廠發(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎，那么很難使城市級虛擬電廠得到長效運轉(zhuǎn)。因此，地方政府應在充分做好評估工作的前提下分類施策：對于確實存在調(diào)節(jié)需求的城市，應積極向上級部門溝通匯報，爭取建設區(qū)域性調(diào)節(jié)市場、建立健全補貼機制和成本疏導機制，細化披露調(diào)節(jié)需求的時段、爬坡、容量、電氣位置等指導信息，引導當?shù)靥摂M電廠根據(jù)需求有序、精準、有效建設，提高虛擬電廠資源比選和定價效率。對于新能源產(chǎn)業(yè)基礎好、希望以虛擬電廠驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級的城市，則應更多地聚焦于開展虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應用、建立健全虛擬電廠全環(huán)節(jié)標準體系，提高參與各類電力市場或需求響應的能力，推動新型經(jīng)營主體引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
二是做好資源整合、打好通用信息化和數(shù)字化底座，為新型經(jīng)營主體落地的“最后一公里”疏通問題堵點。從微觀層面來看，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)并非一個全新的產(chǎn)業(yè)鏈，而是一個在新能源、售電、地產(chǎn)、工控、物聯(lián)網(wǎng)等多個產(chǎn)業(yè)的基礎上，延伸、聚合、交叉而形成的，這使得虛擬電廠涉及的權(quán)責利主體組成較為復雜、目標較為多元，增加了落地難度。對此，地方政府有必要做好支撐服務，加強地方能源電力、新能源產(chǎn)業(yè)、技術(shù)研發(fā)、招商引資等不同領(lǐng)域主管部門之間的協(xié)作機制，創(chuàng)新探索能源產(chǎn)業(yè)、能源基礎設施和綠色基金協(xié)同規(guī)劃建設思路，創(chuàng)新對國資企業(yè)開展新能源業(yè)務的管理機制，促進國資企業(yè)提高新能源資產(chǎn)運營水平。同時，夯實電力用戶的數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎，推動市場開放互聯(lián)和包容競爭，例如，推動通信協(xié)議更加標準、透明、開放化，將典型能耗設備的物權(quán)和通信控制權(quán)完整交付給用戶，引導用戶有意識選購具有更高智能通信等級的設備資源，從而減少設備資源摸排、通信控制等方面的重復投資和維護難度，從底層構(gòu)建起能源消費側(cè)市場良性競爭的基礎。
三是引導新型經(jīng)營主體構(gòu)建客戶運營能力、資源整合能力、市場博弈能力，為客戶提供一站式能源低碳服務。虛擬電廠并非孤立的新賽道和新業(yè)務，而是與售電、節(jié)能降碳、電力運維等用戶側(cè)綜合能源服務緊密耦合的一環(huán)，以用戶為中心的服務能力是其發(fā)展的基礎，這就要求業(yè)務開拓模式并非“跑馬圈地”，而是“精耕細作”。地方政府應當準確把握虛擬電廠產(chǎn)業(yè)的“服務業(yè)”性質(zhì)，引導新型經(jīng)營主體構(gòu)建三大能力：一是長期的客戶運營能力，緊密貼合用戶的生產(chǎn)生活習慣，更加注重用戶側(cè)鏈接和本地化服務，以此建立可持續(xù)的客戶忠誠度并創(chuàng)造長期價值；二是對既有項目和資源的整合能力，積極探索整合用戶內(nèi)部光儲系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、低碳管理系統(tǒng)等平臺，打通用戶內(nèi)部的資產(chǎn)孤島、數(shù)據(jù)孤島；三是超前儲備專業(yè)的市場博弈能力，一體化考慮用戶生產(chǎn)利潤、自發(fā)自用、峰谷套利、需求響應、輔助服務等多重利益，并幫助用戶獲得整體利益最大化。
