城投企业参与虚拟电厂机会及路径分析

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-1- 城投企业参与虚拟电厂机会及路径分析 一、虚拟电厂概述 （一）虚拟电厂概念 虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）并非实体电厂，自 身不发电，而是运用数字技术，聚合分布式电源（如风电、光 伏）、可调节负荷（用电终端，如工厂机器、商业楼宇、路灯、 充电桩等）、储能设施等分散资源，形成一个可统一协调管理的 “虚拟”系统，参与电力市场交易和电网调度，获取电力价差或 调节服务收益，同步解决新能源间歇性、波动性带来的系统调 节压力。 （二）虚拟电厂组成架构 图：虚拟电厂基本架构 一个完整虚拟电厂的建设通常包括以下几个层面： 1.“大脑”：软件平台与控制系统 -2- 是最核心的投资，负责聚合、优化调度和交易。一般包括： （1）虚拟电厂核心算法平台：进行负荷预测、资源优化调 度、交易策略制定等。 （2）智能运营管控平台：具备实时监控、智能运维、负荷 管理等功能。 （3）市场交易支撑系统：用于在电力交易中心注册，并参 与电能量、辅助服务等市场交易。 （4）可视化管理终端：集控大厅的大屏、智能驾驶舱等， 用于全景展示和监控。 2.“神经”：通信网络与终端设备 用于连接和控制海量分散资源，涉及： （1）通信网络建设/改造：确保平台与资源间数据实时、可 靠、安全传输。 （2）边缘智能控制终端：安装在光伏、储能、充电桩、企 业用电设备等现场，执行平台指令。 （3）安全防护体系：保障网络与数据安全。 3.“肌肉”：可调资源（聚合或新建） 这是调节能力的来源，一般包括： （1）发电类资源 (分布式电源)：主要是分散在用户侧的小 型、清洁的发电单元，如屋顶光伏、小型风电机组等。在虚拟电 厂的聚合下，它们可以作为一个整体参与市场交易，获取比自 发自用更优的收益，并在电网需要时提供“发电”服务。 （2）负荷类资源 (可调节负荷)：需要耗电的终端，这是当 前虚拟电厂聚合的主体和最活跃的部分。主要包括： -3- ✓ 工业负荷：通过临时调整生产流程、启停非关键设备来 快速调节用电。 ✓ 商业与公共设施负荷：通过智能楼宇系统，调节中央空 调、照明、电梯等的运行策略。 ✓ 充电桩：通过智能调度，引导电动汽车在电网低谷时充 电（填谷），或在高峰时暂停充电（削峰），甚至反向送 电（V2G）。 （3）储能类资源：储能（尤其是独立储能电站和用户侧储 能）是虚拟电厂的优质资源，因为它响应速度快、控制精确。虚 拟电厂聚合储能后，可以参与对速度和精度要求极高的调频辅 助服务市场，获取高收益，或通过“低储高发”赚取现货市场的 价差。 （4）混合资源与“源荷储”一体化：在实际运营中，虚拟 电厂通常是以上多种资源的混合体。例如，山东烟台数字化虚 拟电厂同时接入了工商业负荷、光伏、储能、充电桩等 10 余种 资源。更高级的模式是“源荷类”或“源网荷储一体化”项目， 即在一个区域内聚合一定比例的新能源、负荷和配套储能，实 现内部电量的自我平衡与优化。 4.“躯干”：基础设施与团队 包括物理空间和专业团队： 物理空间：建设或租赁运营中心、数据中心。 专业团队：组建技术研发、运营调度、市场交易团队。 （三）虚拟电厂驱动因素 虚拟电厂是电力系统发展到一定阶段后，新能源革命、技 -4- 术进步与市场需求共同驱动的必然产物。核心驱动因素如下： 1.新能源高渗透率带来的电网挑战 消纳难题：随着风电、光伏等新能源的大规模接入，传统 的“源随荷动”（即发电量决定用电量）模式难以维持。风光发 电具有间歇性和波动性，导致电网在高峰时段可能出现供电紧 张，低谷时段则出现大量电力浪费。 调节需求激增：为解决“削峰填谷”问题，电网需要一种能 随时响应、快速调节的灵活资源。传统的抽水蓄能等大型调峰 手段成本高、响应慢，无法满足电网“荷随源动”的新需求。 2.技术进步为虚拟电厂提供了实现手段 物联网与大数据：随着物联网、云计算和大数据技术的成 熟，实时监测和控制分布式能源（如家庭光伏、工商业空调负 荷）变得可行，这为聚合分散资源提供了技术基础。 算法与 AI：复杂的资源优化调度离不开高效的算法，人工 智能（AI）技术的应用，使得对海量分布式资源进行实时预测、 调度和优化成为可能，从而实现“软”电厂的功能。 3.市场与政策驱动 需求响应：传统电力市场主要依赖发电侧参与调节。虚拟 电厂通过聚合可调负荷（如空调、充电桩），将用户侧转变为资 源侧，实现需求响应。 政策红利：国家能源局等部门将虚拟电厂纳入“新型电力系 统”建设框架，并列为应对新能源消纳、实现碳达峰的关键手段。 政策层面的明确鼓励，使得企业和资本开始大量涌入。 -5- （四）相关支持政策 1.中央层面相关政策 2021 年，国务院《2030 年前碳达峰行动方案》将“引导虚 拟电厂参与新型电力系统建设”上升为国家战略高度，明确了其 在“双碳”目标中的核心地位。 2022 年，国家发改委、能源局《“十四五”现代能源体系规 划》明确提出“开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中 心负荷等各类资源聚合的虚拟电厂示范”。《关于加快建设全国 统一电力市场的指导意见》提出“构建适应新型电力系统的市场 机制，鼓励包括虚拟电厂在内的各种灵活性资源参与投资建设 和辅助服务”。 2023 年，国家发改委等部门《电力需求侧管理办法（2023 年版）》强调“建立和完善需求侧资源与电力运行调节的衔接机 制，逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡，提高 电力系统的灵活性”。 2024 年，国家发改委《关于加强新能源汽车与电网融合互 动的实施意见》提出“鼓励新能源汽车参与虚拟电网建设，实现 “双向充放电”。7 月国家发改委、能源局、数据局联合印发《加 快构建新型电力系统行动方案（2024—2027 年）》提出 9 项专项 行动，从电网建设、系统调节、新能源项目建设等多个角度，力 求全面解决新能源消纳问题。 2025 年 2 月，国家发改委、能源局《关于深化新能源上网 电价市场化改革，促进新能源高质量发展的通知》提出“虚拟电 厂被列为新能源高质量发展的重要载体，支持其参与市场化交 -6- 易”。3 月发布《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》，明确 提出“到 2027 年，全国虚拟电厂调节能力达到 2000 万千瓦以 上，到 2030 年进一步达到 5000 万千瓦以上”，这一目标为地方 国企参与虚拟电厂建设提供了明确的政策预期。6 月国家能源 局发布《关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作通知》， 将虚拟电厂纳入国家试点，推动技术验证。 2.山东省相关政策 2025 年 3 月，山东省发改委、省能源局等部门《关于印发 源网荷储一体化试点实施细则的通知》将“虚拟电厂模式”列为 四种一体化试点模式之一，鼓励聚合存量资源参与市场，促进 新能源消纳。 2025 年 4 月，山东省发改委、省能源局等部门《关于印发 <山东省虚拟电厂建设运营实施意见>的通知》明确了山东省虚 拟电厂建设的“高质量、常态化、规模化、市场化” 运营管理要 求，鼓励通过聚合分散资源提升调节能力。同月，发布《关于推 动虚拟电厂试验示范工作高质量发展的通知》，通过具体激励措 施，鼓励各类主体建设和运营虚拟电厂示范项目。 2026 年 1 月，国家能源局山东监管办《山东省电力并网运 行管理实施细则》，首次将虚拟电厂正式纳入电力并网运行考核 管理体系，标志其作为电网可调度资源地位的正式确立。同月， 省发改委、省能源局等《山东电力市场规则(试行)》中明确虚拟 电厂按聚合资源类型（发电/储能/负荷）分类参与市场，为其作 为独立主体参与电能量、辅助服务等市场交易铺平道路。 总体来看，这些政策构成了一个从示范引导到市场规范， -7- 再到安全运行的完整闭环，尤其是 2025 年国家发改委、能源局 发布的《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》，对虚拟电厂 发展的首次系统性规划： 明确发展路径：要求各地制定发展方案，培育虚拟电厂主 体，并鼓励民营企业等多方参与。 健全市场机制：明确虚拟电厂可作为独立主体参与电力中 长期、现货及辅助服务市场，并探索跨省交易。同时，优化需求 响应机制，合理确定补偿标准。 强化规范与安全：要求建立建设运行管理规范、接入调用 机制，并将虚拟电厂纳入电力安全管理体系。 配套支持措施：提出加强技术攻关、标准体系建设，并利 用“大规模设备更新”等政策给予资金支持，鼓励金融机构提供 低息贷款、绿色债券等。 二、虚拟电厂参与主体及运作模式 （一）电力市场运行模式简介 1.电力市场参与主体 根据 2024 年国家发改委发布的《电力市场运行基本规则》， 电力市场成员包括经营主体、电力市场运营机构和提供输配电 服务的电网企业等。 （1）经营主体 包括参与电力市场交易的发电企业、售电企业、电力用户 和新型经营主体（含储能企业、虚拟电厂、负荷聚合商等）。 （2）电力市场运营机构 包括电力交易机构（一般是电网公司控股的子公司，如山 -8- 东电力交易中心有限公司）、电力调度机构（一般指电网公司内 部的调度部门）。 电力市场实行注册制度，电力交易机构根据国家有关规定 建立市场注册制度，具体负责电力市场注册管理工作。经营主 体进入或者退出电力市场应当办理相应的注册手续。 电力市场运营机构按职责负责电力市场交易、电力调度和 交易结果执行，以及配套的准入注册、计量结算、信息披露等， 维护电力系统的安全稳定运行。 （3）电网企业 主要指国家电网、南方电网等输配电央企。电网企业应当 公平开放输电网、配电网，根据交易结果为经营主体提供安全、 优质、经济的输配电服务，根据结算依据向经营主体结算相关 费用。严格执行国家规定的输配电价，并接受相关电力监管机 构的监督检查。 2.电力市场交易类型与方式 电力市场交易类型包括电能量交易、电力辅助服务交易、 容量交易等。 （1）电能量交易 按照交易周期分为电力中长期交易和电力现货交易。 电力中长期交易：指对未来某一时期内交割电力产品或服 务的交易，包含数年、年、月、周、多日等不同时间维度交易。 通俗讲像“订牛奶”，需求方和发电厂提前签合同，约定未来一 个月或一年，每天买多少电、按什么价格。这保证了基本需求 和价格的稳定。 -9- 电力现货交易：指通过现货交易平台在日前及更短时间内 集中开展的次日、日内至实时调度之前电力交易活动的总称。 通俗讲像“菜市场”，今天（甚至下一小时）电多就便宜，电少就 贵。发电厂和用户根据实时情况，报出愿意买/卖的价格和电量， 由市场瞬间匹配成交，这是发现电力实时价格的核心环节。 对虚拟电厂的意义：虚拟电厂可以把聚合起来的用户省下 的电（或少用的电），像一个小发电厂一样，拿到现货市场去高 价卖出，赚取差价。 （2）电力辅助服务交易 是指由经营主体通过市场化方式提供调频、备用和调峰等 有偿电力辅助服务，用以维护电压、频率稳定和电网故障恢复。 辅助服务交易买卖的不是“电”，而是让电网保持稳定运行 的能力。电网需要像精密仪器一样，保持频率、电压的绝对稳 定，否则电器会损坏，甚至大停电。主要服务包括： 调频服务：解决“秒级波动”。 ✓ 场景：一个大型工厂突然开工，就像音乐会中所有观众 突然起立，电网频率会瞬间降低。 ✓ 服务：调频电源（如储能、快速燃机）必须在几秒钟内 自动增发或减少电力，把频率拉回标准值，像“电网的陀 螺仪”。 备用服务：应对“突发意外”。 ✓ 场景：一台大型发电机突然故障跳闸，电网瞬间失去一 大块电源。 ✓ 服务：备用电源（如备用机组、储能）必须在几分钟内 -10- 启动顶上，补上电力缺口，像“电网的备用轮胎/消防队”。 调压等其他服务：维护“电力质量”。确保电压稳定，好比 保证水管里的水压稳定，不会忽大忽小。 对虚拟电厂的意义：这是虚拟电厂最具技术含量和价值的 盈利点。因为它聚合的储能、可中断负荷响应极快，是提供调 频、备用等优质辅助服务的“尖子生”，能因此获得较高昂的服 务报酬。 （3）容量交易 交易标的是在未来一定时期内，由发电机组、储能等提供 的能够可靠支撑最大负荷的出力能力。 通俗来讲，容量交易类似“办会员卡”，购买的不是已经发 出来的“电”，而是发电厂或虚拟电厂保持“随时能发电”或“随时 能减少用电”的这种“能力”和“资格”，容量交易是为未来的安全 可靠付钱，是支付一笔 “会员费”，买一个“随时可用”的承诺和 保障。 对虚拟电厂的意义：虚拟电厂聚合了大量的可调节负荷（如 工厂、空调、储能），它不仅可以“卖电”，还可以将自己聚合起 来的 “随时能减少用电的能力” 作为一种“容量资源”，在容量 市场中进行交易，获取这部分稳定的“会员费”收入。 （二）虚拟电厂参与主体 资源用户：主要包括工业、商业、居民用户，是灵活性的 提供者。 聚合运营商（核心）：负责整合资源、建设运营平台、参与 市场交易。主要包括电网下属企业、能源服务商、地方平台公 -11- 司、民营企业等。 电网企业与市场机构：电网公司（如广州供电局）通常负 责建设运营管理平台，承担“托底保障”职能；电力交易中心等 机构负责组织市场运行。 （三）虚拟电厂盈利模式 虚拟电厂商业化模式仍在探索中，主要盈利来源包括： 需求响应奖励：虚拟电厂可组织资源响应用电高峰的削减 负荷邀约，从电网获取补贴，并与资源用户分成。这是目前最 主要、最普遍的收入来源，但该模式交易频次不确定，难以构 成稳定盈利。 市场交易收益：虚拟电厂可作为独立主体或通过售电公司， 参与电能量市场买卖电，或参与调频调峰等辅助服务交易、容 量交易等获取收益。这是未来实现规模化、常态化运行的关键。 增值服务费：可通过为资源用户提供节能改造、能源数据 分析、碳资产管理及交易等服务获得收入或节能分成。 其他收益：如山东省对虚拟电厂提供关键准入许可和市场 化激励，具体如下： 一是对发电储能类虚拟电厂（聚合发电和储能设备），允许 在分布式光伏受限区域通过配建储能的方式新装光伏，这相当 于获得了宝贵的“入场券”，可以通过新建光伏项目带来发电和 交易收益。 二是对全电量负荷类虚拟电厂（只聚合耗电终端），根据其 调节能力，放宽中长期市场交易的偏差收益回收比例，调节能 力越强，优惠幅度越大。这意味着在电力市场中因用电量预测 -12- 偏差而受到的惩罚会减少，从而直接增加市场收益。 三、城投企业参与机会及路径 （一）城投企业参与价值分析 一是盘活存量资产、拓宽收益来源。城投承担着城市基础 设施建设和公共服务的职责，管理着大量市政基础设施资源， 如公共建筑、水务系统、公交场站、充电桩、路灯照明等。这 些资源蕴含丰富的可调节负荷潜力，借助虚拟电厂技术，可将 原本仅作为成本中心的公共设施，转化为可参与电力市场交易 的灵活资源，拓宽收益。 二是“轻资产、重运营”特点契合国企改革方向。虚拟电厂 无需投入大量资金建设厂房或购置发电设备，核心资产集中于 智能调度平台、分布式资源聚合能力等软实力，可有效规避重 资产模式下的债务扩张压力，完美匹配国企严控债务风险要求。 同时，其“重运营”特性体现在精细化资源协调、市场化交易运 作、全生命周期服务等环节，通过持续提升运营效率与服务质 量实现稳定收益，精准契合国企提质增效的高质量发展目标。 三是维护区域能源稳定，体现国企担当。在“双碳”目标与 新型电力系统建设的双重驱动下，虚拟电厂正从概念走向实践， 成为城市能源治理的重要创新载体。这一没有实体厂房的“云端 电厂”，通过聚合分布式电源、储能设备、可控负荷等资源，实 现电力供需的动态平衡，维护区域能源稳定。 （二）城投企业参与模式 城投企业参与虚拟电厂的模式一般包括三种： 纯聚合模式：只投资建设智能化平台，通过协议整合社会 -13- 上现成的分布式光伏、储能、可中断工业负荷、充电桩、楼宇空 调等，是一种“轻资产”模式。 投资改造模式：对自有或自己能控制的资源进行节能或可 控性改造，安装智能终端。此模式适合自身拥有或控制大量基 础设施的地方国企。 投资新建模式：自行投资建设分布式光伏、储能电站、充 电桩等，将其作为可调资源，是一种“重资产”模式。 （三）城投企业参与路径 模式一：独立/主导投资建设与运营。作为投资、建设和运 营的主体，主导或深度参与项目全程。这是城投企业市场化程 度最高、权责最清晰的模式。此模式适合资金实力强，有能源 或新基建业务板块的城投。如 2025 年潼南区城发集团投资虚拟 电厂项目，全面负责平台的搭建、资源聚合及后续运营。这种 做法使城投企业从传统的基础设施建设者，转型为新型能源资 产的持有者和运营商。 模式二：政府主导下的资源整合与协调。此模式由政府主 导、地方国企执行。以资阳模式最为典型，项目由市委市政府 主导，市属国企（资阳产投集团）负责投资建设平台，组建运 营团队、签约用户、对接省级平台等具体工作。其核心价值在 于利用本地化优势，高效整合医院、公共机构、商业体等分散 的社会资源，这是纯技术公司难以做到的。 模式三：“强强联手、合资共建”。与电网公司、能源企业 或科技公司合作实施，此模式适合有资金和本地优势，但缺乏 技术的城投，可快速引入专业能力，实现优势互补。例如，武汉 -14- 城投水务集团蔡甸自来水公司与国网武汉供电公司、武汉光谷 综合能源服务有限公司签署合作协议，共同推进湖北省首个“自 来水厂虚拟发电”项目，城投方提供核心场景资源，专业方注 入技术与运营经验。广德交投选择与技术方固德威成立合资公 司来共同建设运营城市级虚拟电厂也是此类模式的体现，双方 在广德市政府大力支持下，自 2024 年起便全力投入虚拟电厂平 台的技术研发与功能验证。 模式四：布局产业链投资。通过产业投资平台或基金进行 股权投资，布局虚拟电厂产业链。如江宁经开集团以“园区国 资”身份入股新公司，参与运营。此模式适合设有投资平台或 基金，以资本运作和产业培育为主的城投。 四、相关案例 （一）芜湖交投虚拟电厂项目 芜湖市政府于 2022 年初成立由发展改革委、经信局、财政 局、住建局、数据资源管理局、芜湖供电公司、芜湖市交通投资 有限公司等多方参与的虚拟电厂建设推进工作领导小组，将虚 拟电厂建设列为市级首位重点工程，并由芜湖市交通投资有限 公司平台企业出资成立芜湖市虚拟电厂有限责任公司，投资建 设芜湖虚拟电厂（国内首个实体化运作的城市级虚拟电厂）。 项目投资约 6000 万元，主要包括虚拟电厂软硬件平台及部 分储能设施建设。 截至 25 年 10 月已接入 250 户工业用户，聚合负荷约 50 万 千瓦，累计为用户获得补贴超 3000 万元，虚拟电厂自身获利 700 余万元。