虚拟电厂≠电厂，新型电力系统背景下虚拟电厂发展具有必要性

《新型电力系统发展蓝皮书》基于我国资源禀赋和区域特点，以2030年、2045年、2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，制定新型电力系统“三步走”发展路径，即加速转型期(当前至2030年)、总体形成期(2030年至2045年)、巩固完善期(2045年至2060年)，有计划、分步骤推进新型电力系统建设的“进度条”。

随着新型电力系统构建全面进入落实阶段，虚拟电厂在电源侧、电网侧、用户侧、产业链等各层面存在发展的必要性。灵活资源虚拟电厂作为一种新兴市场主体，可有效促进唤醒海量资源、源网荷储全交互、电网安全效率双提升，同时也加速电力系统互动模式的转变。

虚拟电厂并非传统意义上的电厂，跟“烟囱”“冷却塔”“围墙”无关，而是一种先进的能源管理技术。它通过信息通信技术的运用，将分散的、可调节的电源和负荷集中起来，形成了一个可以统一调度、管理和运营的能源系统。虚拟电厂并不是真实存在的电厂，而是一种智能电网技术，应用分布式电力管理系统参与电网运行调度，实现“源-荷-网”聚合优化。

虚拟电厂的必要性

——电源侧新能源电力波动大，威胁电网安全

从本质来看，新能源电力具有强不确定性和低保障性，超出社会与能源系统协同发展节奏将会对能源安全带来挑战，推高能源成本。大范围的新能源出力贡献波动，叠加其出力“极热无风、晚峰无光”特性，将导致极端天气下新能源出力的负相关性特征更为明显，其长时间低出力将带来保供应挑战。而在新能源高出力时段，系统消纳、安全和储能等技术亟待实现高速发展。

——用户侧三产和居民用电负荷快速增长

近年来，第三产业和居民生活用电的占比不断提升，多元、互动、灵活的用能设备大量接入，终端无序用电增长将会增加系统净负荷峰谷差，功率波动问题更加突出。尖峰负荷增速高于用电量增速，顶峰装机不及预期，顶峰容量裕度逐渐萎缩的情况下，电力系统缺电问题频发。

——负荷侧充电桩等新型负荷复杂度提升

充电桩保有量随新能源汽车快速提升，截至2023年8月，我国公共充电桩保有量为227.16万台。2023年上半年，新能源汽车销量同比上升44.13%，保持快速增长，可以预见未来随新能源汽车销量继续快速提升充电桩保有量将持续增加。

充电桩的大量增加将对配电网产生冲击，相比于常规交流充电桩，快充直流桩由于功率更大充电时间更短，产生冲击更大。充电桩加剧居民生活用电负荷峰值提升，充电桩用电高峰同样是居民原有用电高峰，会导致原有负荷峰值继续提升，产生时间短、量级高的尖峰负荷;此外，按尖峰负荷配置变压器容量，导致其余时间资源闲置;同时，充电负荷波动将带来网络损耗等。

虚拟电厂如何创造收益：

1. 需求侧响应

虚拟电厂的三个收益来源：需求侧响应、辅助服务市场、电力现货市场

当前我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段。邀约型阶段主要由政府部门或调度机构牵头组织，发出邀约信号，虚拟电厂组织资源进行响应，并获得容量/电量补贴。我国多个省份出台了需求响应细则，其中以江苏、上海、广东等省市开展得较好。

需求侧响应补贴单价高但频率低，市场化程度低。需求响应以削峰为主，主要发生在迎峰度夏期间，主要目的在于保供。以广东省为例，2022年全年开展9次日前邀约型市场化需求响应（均发生在7月和8月）；最大削峰负荷277万千瓦，最大响应申报量609万千瓦；有效响应调用收益1.63亿元。可以看到，虽然补贴最高达到5元/千瓦时（可中断负荷），但需求响应并非常态化进行，发生频率较低，有很强的计划色彩。因此随着我国电力市场体制建设逐渐完善，虚拟电厂也正从邀约型阶段向市场型阶段过渡。

2. 辅助服务市场

新型电力系统持续催生对辅助服务的需求。传统电源（火电、水电等）具备一定的调节能力，而新能源存在出力波动、无功缺失等特性，导致高比例新能源装机电力系统对电力辅助服务的需求提升。

虚拟电厂主要发挥调峰、调频作用。2021年12月，国家能源局修订发布《电力辅助服务管理办法》，确指出电力用户可通过委托虚拟电厂代理的形式参与电力辅助服务市场，此后多地在电力辅助服务细则中对虚拟电厂/负荷聚合商参与辅助服务的条件、补偿方式予以明确。当前，虚拟电厂主要功能是电能量的时间转移，对应调峰服务；未来随着工商业储能渗透率提升，虚拟电厂有望在调频服务取得更大突破。从2023H1全国辅助服务运行数据看，调峰、调频是辅助服务费用的主体，费用合计占比达到80%。

3. 电力现货市场

现货试点不断推进，全国推行大势所趋。2017年，南方、蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等八个地区成为第一批现货试点地区，目前首批试点地区均已完成长周期结算试运行；2022年，第二批6个试点地区启动试运行；此外，宁夏、陕西、河北南网等非试点地区也出台现货方案，推动现货市场建设。目前，国家电网公司经营区已有20个省级电网开展现货市场试运行，南方区域电力现货市场也已进入五省区全模型试运行。

现货模式下收益波动性更强，对虚拟电厂交易能力提出要求。现货市场全天96个报价时点，报价上下限幅度相对较宽，价格波动频次高、幅度大，较难进行预测。从山东省2022年2月-2023年1月共1年的现货价格情况看，连续四小时区间内，最低价和最高价出现最多的分别是10-13时和17-20时，但最低价和最高价落在这两个区间外的概率分别为46%和45%，即如果采用固定的4小时区间调峰策略，有近半的概率无法获得完整价差套利。因此，虚拟电厂参与现货套利获得收益，需要有较强的计算能力、预测能力和交易能力。

综上，新型电力系统背景下，虚拟电厂的发展具有必要性。电源侧分布式光伏和分散式风电的广泛接入将加速虚拟电厂发展，虚拟电厂的新能源电力消纳需求提升;用户侧第三产业和居民生活用电的占比不断提升，加剧用电负荷波动，亟需虚拟电厂等满足需求侧响应能力提升需求;负荷侧充电桩的大量增加将提升用电负荷复杂度，增加虚拟电厂的削峰填谷需求。