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

虚拟电⼚⽣存与发展研究报告 本末电碳 · Deep Research 5th 2025年4⽉ ⽬录 摘要 引⾔ ⼀、当前中国虚拟电⼚发展现状与政策背景 ⼆、核⼼能⼒要求与技术平台构建 三、市场准⼊机制与运营模式 四、国内典型企业与平台案例分析 五、国外先进案例对⽐与启⽰ 六、⼴东省的政策实践与典型项⽬ 七、未来趋势预测 结论 参考⽂献 摘要 政策层⾯ 国家发改委、能源局于2025年发布指导意 国家发改委、能源局于2025年发布指导意 ⻅，明确了虚拟电⼚定义和⽬标，到2027年 全国调节能⼒达到2000万千⽡、2030年达 到5000万千⽡。 技术层⾯ 虚拟电⼚运营需具备聚合调控、交易执⾏和 实时控制等核⼼能⼒，并建⽴安全可靠的技 术平台。 市场⽅⾯ 虚拟电⼚作为独⽴主体进⼊电⼒现货、辅助 服务和需求响应市场，盈利模式涵盖市场交 易收益和政策补贴等。 虚拟电⼚作为新型电⼒系统的重要组成， 本⽂对我国虚拟电⼚的发展现状、政策环境、核⼼技术能⼒、市场机制、典型案例及未 来趋势进⾏了系统研究。本⽂还⽐较了国内外实践：国内南⽅电⽹、国⽹电科院、阿⾥云、华为、远光软件等探索出不同路径，国外德国Next Kraftwerke 聚合超12吉⽡资源、美国AutoGrid提供6吉⽡平台服务。⼴东省作为先⾏者，在政策细则、试点项⽬（⼴州、深圳）和规模⽬标上取得积极进展。展望未 来，虚拟电⼚将在⼈

©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 电力系统建设的关键。 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 绿色 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 马来西亚等国家 也针对电力系统的数字化转型进行了规划。在技术层面，智能 终端、数字孪生、人工智能等新一代数字化技术被视为支撑未 来能源系统高效稳定运行的关键手段。欧盟提出数字孪生技术 为创建虚拟电网模型的重要工具。马来西亚的《国家能源政策 2022-2040》将增加智能电表、智能电网设备等的部署作为起 步阶段（2021-2025）支持电网升级的重点举措之一。在数据 层面，完善数据治理框架成为多国一致努力的方向。根据《欧

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 马来西亚等国家 也针对电力系统的数字化转型进行了规划。在技术层面，智能 终端、数字孪生、人工智能等新一代数字化技术被视为支撑未 来能源系统高效稳定运行的关键手段。欧盟提出数字孪生技术 为创建虚拟电网模型的重要工具。马来西亚的《国家能源政策 2022-2040》将增加智能电表、智能电网设备等的部署作为起 步阶段（2021-2025）支持电网升级的重点举措之一。在数据 层面，完善数据治理框架成为多国一致努力的方向。根据《欧

性技术突破、市场需求变化、中国市场 国产化替代加速等多重因素影响，全球 及中国智能制造和自动化行业有望在 2030年进入高增长时代。其次，“平台 化、敏捷化、智能化”三大技术趋势将 驱动行业发展，工业互联网平台、虚拟 化PLC、人工智能、工业大模型等多项 创新技术令更多自动化、智能化场景成 为可能。制造业企业应全面拥抱“开放、 智能、融合”的智能制造软硬件平台， 选择开放融合的合作伙伴，抓住工业自 动化行业技术变革带来的效率提升机 “人机结合”的制造环境变为现实。根 据麦肯锡全球研究院的预测，伴随着 自动化技术和人工智能技术的发展， 到2030年，预计全球将有8亿个工作岗 位被机器取代。若发展相对缓和，也将 有4亿个工作岗位被取代。工业人工智 能、虚拟PLC、数字孪生和无代码/低代 码开发等技术是推动变革的关键技术。 其中，尤其是人工智能技术，显著提升 了工业自动化和工业机器人的性能，具 体体现在四个方面： （一） 增强感知能力：人工智能中的计 2030年前自动化行业十大技术发展方向 McKinsey & Company 内生型安全管控 新平台体系架构 模型化数据底座 分布式智能调度 全生命周期 应用工具链 多源异构 数 数据融合 虚拟化 PLC 工业AI智 智能体 低代码/无 无代码开发 生产全过程仿真与 智能优化 智能化 敏捷化 平台化 首先，平台化趋势大幅提升工业自动化 软硬件兼容性和灵活度。“平台+应用” 架构模式作为工业软件体系演进的重要

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 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 域 具备广阔的发展空间。其二，飞轮储能相对于电化学储能更能适应高频次、短时的快速调节支撑需 求，故在储能的构网应用场景中能体现出竞争优势。飞轮储能的构网运行控制主要由网侧变流器实 现，所提供的虚拟惯量可以有效改善扰动下的频率变化率，并提供快速调频调压和阻尼能力，提升电 力系统稳定性。2024年1月，国内首套具备惯量支撑的构网型新型飞轮储能系统成功完成安装调试， 标志着构网型飞轮储能技术研

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 )》( 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 。 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