安科瑞 马香霞

虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）的本质是通过信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可调负荷等多种分布式资源的聚合和协同优化，作为一个特殊的电厂，参与电力市场和电网运行的协调管理系统。它既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷。

依托信息技术进行资源聚合主要依靠互联网、大数据等，整合、优化、调度、决策来自各层面的数据信息，增强虚拟电厂的统一协调控制能力，是虚拟电厂产业链的关键环节。

虚拟电厂的技术路线与营利模式

当前，我国资源聚合商更多在电力交易市场和辅助服务市场分别开展供给侧和需求侧资源优化。未来，资源聚合商有望成为一种共享服务平台，代理供需两侧资源在配电网侧实现平衡后再与大电网发生关联，从而促进整个电力市场供需匹配效率提升。另一方面，资源聚合商规模将进一步扩大。随着分布式能源种类和数量越来越多，分布空间越来越广，部分聚合商最终将成为一种跨种类、广域的源网荷储集成商，在电力行业发挥举足轻重的作用。

我国虚拟电厂尚处于起步阶段，资源聚合商一是通过获得提供辅助服务并取得补偿的合约，提供削峰填谷等辅助服务，调配可控资源提供发电容量；二是对电力市场价格波动进行预测，决策可调负荷的用电行为，代理购电业务，为用户提供智能用电方案；三是引导分布式电源以zuijia方式参与市场交易，包括签订交易合约、确定竞价方式等。资源聚合商更多在电力交易市场和辅助服务市场分别开展供给侧和需求侧资源优化。

未来，资源聚合商有望成为一种共享服务平台，代理供需两侧资源在配电网侧实现平衡后再与大电网发生关联，从而促进整个电力市场供需匹配效率提升。另一方面，资源聚合商规模将进一步扩大。随着分布式能源种类和数量越来越多，分布空间越来越广，部分聚合商最终将成为一种跨种类、广域的源网荷储集成商，在电力行业发挥举足轻重的作用。

从Tesla的经验看虚拟电厂业务的竞争优势

特斯拉有一个Autobidder 的电力实时交易和控制平台，该平台提供基于价值的资产管理和产品组合优化。借此，所有者和运营商能够根据其业务目标和风险偏好制定可最大限度提高收入的运营战略。其本质上是把能源体系做在了一起。Autobidder的背景是加州的高温增加了对于电网的需求，而干旱影响了水电的输出，特斯拉的做法是希望通过自己的系统，把在加州的 Powerwall 用户群集中起来，在需要时释放储能电池系统的部分能量以帮助电网。目前特斯拉虚拟电厂是一项支持加州电网的公益计划，没有提供用户激励。

从大的逻辑上来看，特斯拉在逐步把车辆电池（暂未接入）、Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks统筹作为储能电站，在电网有需求的时候，通过能源（电力）交易的模式来调度。

我们可以理解特斯拉虚拟电厂模式是将资源聚集后与电网进行耦合，通过经典统计学、AI机器学习和数值优化，目标是对电力价格预测、电力负荷预测、发电量预测、调度优化，然后实现智能出价。这套系统未来是把储能资源通过交易系统盘活，来增加储能系统未来的前景。

沿着Tesla的模式思考，未来中国具有电力行业技术优势、资源整合能力、市场运营经验，以及与现有电力系统良好合作的企业，在虚拟电厂的商业模式中最具优势。可以细分的看来如下领域：

电网领域信息化板块。这些企业依托在电力、通信领域的经验和技术，以及与电网公司合作的丰富信息通信资源，具有开展虚拟电厂业务的先天优势。

智慧能源和IT领域方案提供商。这些企业主要依托能源领域系统kaifa、控制计量、数字化转型等技术储备，实现虚拟电厂系统优化。通过与能源领域企业合作，实现资源整合与业务拓展。

新能源、新型储能等领域企业：这些企业本身具有电源与储能的优势，开展虚拟电厂技术研发和布局，利用自身技术与资金优势，参与虚拟电厂的建设和运营。

虚拟电厂的发展阶段

虚拟电厂的发展阶段通常分为三个主要阶段，即邀约型、市场型和跨空间自主调度型阶段。根据相关资料 ，我国虚拟电厂目前正处于邀约型向市场型过渡的初级阶段。在邀约型阶段，电力市场建设不够完善，主要由zhengfubumen或调度机构牵头组织，发出邀约信号，并由负荷聚合商响应，获得容量/电量补贴。在盈利模式上，我国虚拟电厂一方面向可控资源收取服务费来帮助其参与市场交易；另一方面也可以获得需求响应补偿费用差价。

随着电力市场的逐步发展和完善，虚拟电厂将逐步进入市场型阶段，此时负荷聚合商可以直接参与到电力市场进行交易，报价机制更为市场化。当前，我国在虚拟电厂交易运行规则、资源聚合范围和新能源协调控制策略、调度算法等方面尚未构建统一标准，存在较大发展空间。

虚拟电厂的未来空间

（1）政策环境：电力市场持续开放，为虚拟电厂参与交易提供有力支持

近年来，为适应能源结构转型，国家发改委、国家能源局出台系列政策推动完善全国统一的电力市场体系，支持培育多元竞争市场主体，鼓励虚拟电厂参与电力市场交易及系统运行调节。《“十四五”现代能源体系规划》（发改能源〔2022〕210号）等多个政策文件均提出，我国将完善新型电力系统建设和运行机制，完善适应可再生能源局域深度利用和广域输送的电网体系，健全适应新型电力系统的市场机制，完善灵活性电源建设和运行机制，并开展各类资源聚合的虚拟电厂示范。同时，浙江、上海、广东等地也持续探索通过虚拟电厂项目积极响应削峰填谷需求，提高电力系统运营效率。国家与地方政策的陆续出台落地，为虚拟电厂建设与发展提供了良好的政策环境。

（2）技术环境：通信网络支撑、新兴技术融合应用提升虚拟电厂效能

我国电力系统协调控制、智能计量、信息通信等虚拟电厂关键技术发展迅速。其中通信技术相对成熟，协调控制、智能计量技术有了长足进步。另外，储能、信息安全防护、新能源发电并网与主动支撑等技术持续创新突破，为虚拟电厂提供了重要动力和保障。同时，物联网、qukuailian、大数据、人工智能、数字孪生等新兴数字技术在电力系统中加速推广应用，从运行维护、信息交互、市场交易、控制策略等方面提高了虚拟电厂的安全性和经济性。

（3）市场环境：供需趋紧、经济效益突出，虚拟电厂市场广阔

在需求侧，我国东西部电力供需关系趋紧，电力峰谷差矛盾日益突出，各地年最高负荷95%以上峰值负荷累计不足50小时，亟需可靠的解决方案来应对。在供给侧，技术日渐成熟促使虚拟电厂成本不断下降。根据国家电网测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿；而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元。

（4）供需潜力释放将推动虚拟电厂市场规模大幅增长

从全球来看，虚拟电厂在欧美发达国家发展已经形成一定规模，亚太地区虚拟电厂需求将进一步增长。根据有关咨询机构预计，从2024年到2032年，全球虚拟电厂市场的复合年增长率为37.70%，市场规模将从2024年的18.6亿美元增长到2032年的239.8亿美元。我国虚拟电厂尚处于初期发展阶段，供需两侧发展潜力巨大。明确的转型目标为我国虚拟电厂发展打开市场新增量，而相关设施的建设则能很好满足市场需求，产业规模有望快速扩大。

安科瑞智慧能源管理平台

AcrelEMS 智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台，对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配，优化策略，诊断告警，可调度源荷有序互动、能源全景分析，满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求，完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行，为用户降低能源成本，提高微电网运行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应，是虚拟电厂平台的企业级子系统。

图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面

平台结构

系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、

常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量，使之运行安全。

图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构

平台功能

1.能源数字化展示

通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。

2.优化控制

系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、

常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量，使之运行安全。

图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构

平台功能

1.能源数字化展示 安科瑞郭海棚+

通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。

2.优化控制 安科瑞郭海棚+

直观显示能源生产及流向，包括市电、光伏、储能充电及消耗过程，通过优化控制储能和可控负载提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。

3.智能预测

结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。

4.能耗分析

采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。

5.有序充电

系统支持接入交直流充电桩，并根据企业负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障企业微电网运行安全。

6.运维巡检

系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。

设备选型

除了智慧能源管理平台外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端”能源数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等，可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。

安科瑞系统解决方案还包含电力运维云平台、能源综合计费管理平台、环保用电监管云平台、充电桩运营管理云平台、智慧消防云平台、电力监控系统、微电网能量管理系统、智能照明控制系统、电能质量治理系统、电气消防系统、隔离电源绝缘监测系统等系统解决方案，覆盖企业微电网各个环节，打造准确感知、边缘智能、智慧运行的企业微电网智慧能源管理系统。