中國儲能網訊：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)網和人工智能技術，將分散在各個角落的可調節(jié)資源（如商業(yè)樓宇空調、工廠儲能設備、居民智能家電、小型生物質、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絡。
從功能價值角度來看，虛擬電廠是一種依托技術支撐的可調節(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、分攤電源側建設投資壓力或阻力、推進用戶側能源數字化轉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涵。本文建議，可以從技術、資源和產業(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體系
當虛擬電廠作為一套技術體系出現時，它指代通過先進通信、控制和管理技術，實現海量分布式新能源、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)化運行的技術體系。
這一概念在學術研究領域頗為常見，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”。在虛擬電廠技術概念下，通過電話邀約、現場溝通實現的資源聚合、調節(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)，而少數地區(qū)的虛擬電廠管理調度平臺則“更進一步”，直接穿透經營主體，實現對下屬資源的通信與調控。
在此概念下，虛擬電廠技術體系包括智慧能源交互技術、協(xié)議轉換技術、物聯(lián)網智能計量技術、溫濕度傳感監(jiān)測技術、智能通信技術、AI輔助技術等，虛擬電廠發(fā)展面臨的問題包括通信規(guī)約標準化、并網控制技術標準、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、數據通信安全隱患等技術問題。
筆者認為，技術體系是構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實背景下，不應過分拘泥于虛擬電廠的技術概念。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。技術標準應該從實用的場景和需求出發(fā)，不去過度拔高技術先進性，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)模式出現時，它通常是指將原本不受電力系統(tǒng)調度控制的分散資源動態(tài)聚合，并且對電網、電力交易各個主體產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，是對用戶產線、計劃、庫存、銷售甚至關鍵能耗設備運營狀態(tài)的管理和支持能力。與此同時，那些原本就已經被電力系統(tǒng)有效、精準調用的集中式光伏電站、電網側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，并通過與用戶生產生活的緊密互動，為電力系統(tǒng)和市場提供有效的調節(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、負荷聚合商、售電公司等相關概念的混淆和爭議。
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，鼓勵相關市場主體加強對用戶的深度服務，鼓勵相關主體培養(yǎng)對末端分散資源的聚合和激活能力，鼓勵相關主體構建補全數字化、信息化通信管理能力，共同促進虛擬電廠產業(yè)及其相關產業(yè)的健康發(fā)展。
根據國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《關于加快推進虛擬電廠發(fā)展的指導意見》，預計到2027年全國虛擬電廠調節(jié)能力將達到2000萬千瓦以上，到2030年全國虛擬電廠調節(jié)能力將達到5000萬千瓦以上。根據中研普華產業(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，虛擬電廠是一類產業(yè)生態(tài)
當虛擬電廠作為一類產業(yè)生態(tài)出現時，它指代與分散式資源聚合相關的上下游產業(yè)鏈。該產業(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、數據隱私安全公司等；還包括虛擬電廠、微電網的運營商、數據預測分析公司等偏重運營策略和技術服務的相關產業(yè)；甚至包括與上述產業(yè)鏈相關的投資公司。
從虛擬電廠的產業(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，驅動技術服務商加速產品研發(fā)、技術迭代與用戶連接，推動用戶側能源數字化硬件持續(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)的新經濟形態(tài)。
虛擬電廠概念之所以具有顯著的產業(yè)帶動屬性，是因為它出現在中國分布式新能源、儲能、充換電樁等硬件成本下降，用戶側低碳、智慧用能管理需求上升，以及能源電力供需關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，推動實現用戶對相關設備的控制調度權回歸，在用戶側實現設備所有權和控制權統(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”。
根據市場調查，主要有三類城市的政府會牽頭推動“城市級虛擬電廠”建設，分別是具有較高調度權限的直轄市/經濟特區(qū)、虛擬電廠相關產業(yè)集聚的城市、存在局部性電力供應緊張的城市。
（一）有較高電力調度權限的城市
在電力系統(tǒng)調度運行和交易體系架構中，如上海等城市具有省級電力調度權限。當這一類城市的相關主政者或者主管單位發(fā)起虛擬電廠建設倡議時，相當于是省級調度或者省級電力市場向電力領域新型經營主體發(fā)起了市場建設建議。在此現實體系下，當接入到這類城市的“城市級虛擬電廠調控管理平臺”后，這些虛擬電廠項目就已經類比實現了“直接與省級調度、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新型經營主體，做好了入市交易的第一步準備工作。
又如深圳這樣的經濟特區(qū)，調度級別也較高，且政府在地方產業(yè)、地方補貼方面擁有更大的決策權限和更強的創(chuàng)新能力，這為成功構建并運營有效的“城市級虛擬電廠”提供了必要的財政支持。
（二）虛擬電廠上下游產業(yè)集群發(fā)達的城市
虛擬電廠的“產業(yè)屬性”與“產業(yè)價值”，在擁有豐厚產業(yè)基礎的城市中，如合肥、常州等地，展現得尤為突出。當城市的核心產業(yè)與新能源、新能源汽車、新型儲能、信息通信技術基礎設施和智能終端等產業(yè)具有高度相關性和重合度時，虛擬電廠發(fā)展有助于帶動本地產業(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“產業(yè)帶動價值”往往以項目建設補貼、技術研發(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)模化推廣新階段，越來越多的虛擬電廠項目運營商產生了一個疑問：“為什么我們的項目要接地方管理平臺，要接省級調度平臺，要接省級負荷管理平臺，要申報省級需求側響應平臺，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營主體在電力市場、需求響應等并行架構中的認識盲區(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營主體爆發(fā)式發(fā)展過程中的調整陣痛期。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度權限的城市，也不屬于相關產業(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度層面的靈活性調節(jié)需求”，從而判斷是否有必要接入該城市內的地方虛擬電廠/負荷管理平臺。換句話說，當虛擬電廠概念不具有“產業(yè)屬性”時，它就只剩“技術屬性”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)，調度便無需常態(tài)化依賴虛擬電廠等新型經營主體來解決問題，相關管理部門就天然缺少常態(tài)化發(fā)放激勵補貼的內生動力，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，往往呈現出更多的“技術示范”“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產業(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和電網企業(yè)相關部門，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)化的電網調節(jié)需求、也缺乏虛擬電廠發(fā)展的產業(yè)基礎，那么很難使城市級虛擬電廠得到長效運轉。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)域性調節(jié)市場、建立健全補貼機制和成本疏導機制，細化披露調節(jié)需求的時段、爬坡、容量、電氣位置等指導信息，引導當地虛擬電廠根據需求有序、精準、有效建設，提高虛擬電廠資源比選和定價效率。對于新能源產業(yè)基礎好、希望以虛擬電廠驅動產業(yè)升級的城市，則應更多地聚焦于開展虛擬電廠關鍵技術研發(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，推動新型經營主體引領行業(yè)發(fā)展。
二是做好資源整合、打好通用信息化和數字化底座，為新型經營主體落地的“最后一公里”疏通問題堵點。從微觀層面來看，虛擬電廠產業(yè)并非一個全新的產業(yè)鏈，而是一個在新能源、售電、地產、工控、物聯(lián)網等多個產業(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、新能源產業(yè)、技術研發(fā)、招商引資等不同領域主管部門之間的協(xié)作機制，創(chuàng)新探索能源產業(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)提高新能源資產運營水平。同時，夯實電力用戶的數字化轉型基礎，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和通信控制權完整交付給用戶，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，從底層構建起能源消費側市場良性競爭的基礎。
三是引導新型經營主體構建客戶運營能力、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業(yè)的“服務業(yè)”性質，引導新型經營主體構建三大能力：一是長期的客戶運營能力，緊密貼合用戶的生產生活習慣，更加注重用戶側鏈接和本地化服務，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部光儲系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)、低碳管理系統(tǒng)等平臺，打通用戶內部的資產孤島、數據孤島；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。
