我国虚拟电厂的建设发展与展望 冯升波 中国宏观经济研究院能源研究所 2024年7月11日 一、虚拟电厂建设背景 二、虚拟电厂发展现状 三、虚拟电厂发展展望 3 l 2023年，全社会用电量9.22万亿千瓦时， 同比增速6.7%，支撑了GDP的5.2%增 速。 l “十四五”前三年，我国全社会用电 量年均增速7% l 电力弹性系数连续3年超过1，2016年 以来维持0.7以上的高位 以新增的谷段电力，替 代其他形式的能源 提高系统经济性， 促进可再生能源消 纳 需求侧资源对电力系统的调整作用 Ø 欧美等国家积极推动虚拟电厂参与电力市场运营。 • 美国:聚焦负荷资源聚合调配，推动小规模分布式电 源参与电力市场 • 案例一美国Tesla虚拟电厂: 2022年Tesla与美国加 州公共事业公司PG&E合作，向符合条件的 Powerwall用户提供2美元/千瓦时的报酬激励，在 分布式电源可靠并网和电力市场运营 • 案例一德国Next Kraftwerke欧洲最大虚拟电厂:聚 合资源包括沼气电厂、热电联产厂、水电光伏、电 池储能、电动汽车、工业负荷等。截至2022年底， 聚合规模约为1230万千瓦，聚合单元超过15000个， 通过调控各类分布式电源、用户和储能系统，参与 电力市场交易为电网提供平衡服务。 Ø 虚拟电厂是电力需求侧管理的重要实现形式，是我国电力需求侧管理长期实践的拓展，在

©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 用户侧综合智慧能源与虚拟电厂融合创新与思考 国家电投集团山东电力工程咨询院 国新毅 2024 年 07 月 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 系统建设的关键。 虚拟电厂作为一种可聚合与调控供给侧和需求侧多元资源的技术， 可以显著提升电力系统的灵活性与调节能力，进而有效应对“双随机” 带来的诸多问题。一方面通过引导需求侧资源外部特性匹配供给侧可再 生能源出力曲线，促进可再生能源电力的规模化消纳；另一方面实现对 用户侧分布式发电资源有序管理，提升分布式资源接入电网的友好性。 能源转型的挑战与机遇 虚拟电厂在能源转型中的角色 ©SPIC 创新 融合，真信 真干 真成 （二）用户侧融合开发的机遇与挑战 CONTENTS 目 （一）虚拟电厂发展面临的问题 录 （三）创新实践与布局 （四）相关认识与思考 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 5 （一）虚拟电厂发展面临的问题  缺乏国家层面的专项政 策和统筹规划  整体定位和发展目标不 够明确 

统，作为联接清洁能源生产与消费端的 桥梁和优化资源配置的关键枢纽，毫无 疑问地成为这一变革中的焦点。数字化 智能化技术与电力系统的融合，不仅带 来了清洁能源开发与消纳的更优方案， 驱动电力系统低碳转型，还将孕育出如 虚拟电厂和共享储能等创新业态，深刻 影响工业进程和我们的生活方式。 在此背景下，德勤中国和远景智能携手 撰写了本报告。凭借我们在电力领域多 年的研究与实践，本报告深入探讨了未 来新型电力系统“源、网、荷、储、碳、 济互通将实现多种能源的灵活配置，极大优化能源综合利用效 率。另一方面，伴随能源系统的演进而涌现的新兴技术和新兴 市场机制将重新定义用能模式，能源网络与交通网络、算力网 络等跨行业的融合，将催生车网互动、虚拟电厂、零碳算力中 心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成 朝气蓬勃的能源生态。 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 碳盘查 碳减排 碳认证 碳抵消 碳披露 需求响应技术 微网协同控制技术 电碳耦合算法 储能能量管理系统（EMS） 虚拟电厂云边 协同技术 电力智能物联技术 （AIoT） 网 储 荷 源 AI AI AI AI AI AI 数据流 碳流 电力流 图例： 10 数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统

统，作为联接清洁能源生产与消费端的 桥梁和优化资源配置的关键枢纽，毫无 疑问地成为这一变革中的焦点。数字化 智能化技术与电力系统的融合，不仅带 来了清洁能源开发与消纳的更优方案， 驱动电力系统低碳转型，还将孕育出如 虚拟电厂和共享储能等创新业态，深刻 影响工业进程和我们的生活方式。 在此背景下，德勤中国和远景智能携手 撰写了本报告。凭借我们在电力领域多 年的研究与实践，本报告深入探讨了未 来新型电力系统“源、网、荷、储、碳、 济互通将实现多种能源的灵活配置，极大优化能源综合利用效 率。另一方面，伴随能源系统的演进而涌现的新兴技术和新兴 市场机制将重新定义用能模式，能源网络与交通网络、算力网 络等跨行业的融合，将催生车网互动、虚拟电厂、零碳算力中 心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成 朝气蓬勃的能源生态。 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 碳盘查 碳减排 碳认证 碳抵消 碳披露 需求响应技术 微网协同控制技术 电碳耦合算法 储能能量管理系统（EMS） 虚拟电厂云边 协同技术 电力智能物联技术 （AIoT） 网 储 荷 源 AI AI AI AI AI AI 数据流 碳流 电力流 图例： 10 数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统

等多种获利模式。目前，工商业储能的经济性主要来自峰谷价差套利，需量管理、动态增容和补贴等 都是叠加可观收益的途径，而需求响应等获利途径因需要依托电网需求才能获益使得该类收益较小且 不稳定，未来可预见的是通过聚合商或虚拟电厂的资源聚合集中参与电力市场多种交易和服务所获得 的收益将成为最主要收益。 （4）市场预测 政策方面，电价政策方面，未来电价调整将更加频繁且价差会逐步走低，且午间谷电的地区正不 断增加，势必会 因素，部分地区并不具备可投资性，灵活调整“容需模式”并通过需量管理所获收益可实现一充一放下 的可观项目盈利，故峰谷套利与需量管理的结合将成为2025年工商业储能最主要的盈利模式。更长期 分析，工商业储能将凭借虚拟电厂的资源聚合实现在电力市场的相关盈利，故未来现货市场套利有望 成为最主要盈利手段。 地区发展方面，江浙粤三省仍依托于可观套利价差成为中国工商业储能发展的主要战场，虽 2024年广东省整体发展降速 的比 例越来越高，供热机组必须维持在一定的负荷运行，这更加大了电网调频难度。且根据现AGC调节办 法，虽然参加调频调峰机组可以获得一定的经济补偿，但非计划停运会导致机组来年发电小时数考 核，故电厂参与调频调峰积极性不高，亟需新的调频手段。飞轮储能属典型的功率型物理储能技术， 2025 中国新型储能行业发展白皮书 图34 电力储能用飞轮储能单元典型结构 资料来源：储能技术中心、南京未来能源系统研究院

国家分三批逐步推动核定省级输配电价（图表1），按“准许成本+合理收益+税金”的形式确定输配电价，形成“ 上网电价+输配电价+政府性基金及附加=销售电价”的工商业电价顺价模式（图表2），为推动电力市场化改革、 推动发电厂与用户直接交易打下了基础。此外，本轮电改针对配电环节进行了增量配电业务改革，引入社会资本 参与增量配电网的投资、建设、运营，通过竞争创新为用户提供更优质的供电服务。 图表 1 输配电价改革进程 为五个主要部分（如图表3）。 图表3 国内省级电力市场组成及发展进程 来源：落基山研究所 政府核定 政府性基金 及附加 + + = 上网电价 发电侧与用电侧 通过市场交易形成 归属发电厂收入 发电侧 政府核定 输配电价 归属电网公司收入 输配电侧 依据左侧三个 组成部分确定 用户支付价格 销售电价 用电侧 电力现货交易 辅助服务市场（除调峰外） 调峰辅助服务市场 电力批发市场及零售市场示意图 来源：落基山研究所 i 除居民、农业、重要公用事业和公益性服务等行业电力用户以及电力生产供应所必需的厂用电和线损之外，其他电力用户均属于 经营性电力用户。 发电厂 电力批发 市场 电力零售 市场 电力大用户 一般电力用户 售电公司 rmi.org / 13 2023电力市场化改革洞察：面向市场参与者的20大趋势 电力批发市场中，电力大用户和售电公

2024电力市场化改革与电价体系洞察：面向市场参与者的十大趋势 更大比例新能源、更多元新型主体将参与现货市场， “发用双侧报量报价” 将进一步试点推广 在经营主体范围扩大方面，集中式新能源、独立储能、虚拟电厂、核电等市场主体参与现货市场均有一定进展。 在连续结算试运行的省份中，蒙西、甘肃两地区新能源发电量占比较高（超过 20% 4），基本上除扶贫光伏、分布 式光伏外，新能源发电机组全电量参与中长期市 )》( 征求意见稿 ) 要求独立储能由“报量不报价”变为“报量报价” 参与市场 6（独立储能入市详见第 9 条）。此外，虚拟电厂及核电参与现货方面也在山西、山东等地有所突破（见 专栏 1）。展望近期，集中式新能源有望在更多省份以更大比例入市并全电量参与现货市场，独立储能、虚拟电厂、 负荷聚合商等新型市场主体“报量报价”参与现货市场会得到进一步推广；2024 年有望在山东等分布式新能源装 机占比较 专栏 1 市场动态案例分享 1� 山西虚拟电厂参与现货市场：在山西现货市场中，虚拟电厂以“报量报价”方式参与，每日各交 易时段分别申报用电负荷上、下限以及递减的3-10段量价曲线，按照“负发电”模式参与现货市 场出清7。同时按照虚拟电厂调节能力，山西适当放宽了其中长期交易成交量约束和金融套利约 束。2023年8月1日，山西风行虚拟电厂正式入市，其聚合了建材、铸造、钢铁、商业楼宇、分布