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前沿拓展：

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虛擬電廠能否大規(guī)模落地，取決于商業(yè)模式是否可行。 （視覺中國/圖）

2022年8月26日，中國首家虛擬電廠管理中心落戶深圳。

據(jù)《深圳特區(qū)報》消息，該中心已接入分布式儲能、數(shù)據(jù)中心等類型負荷聚合商14家，接入容量達87萬千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機容量。預(yù)計到2025年，深圳將建成具備100萬千瓦級可調(diào)節(jié)能力的虛擬電廠，逐步形成年度最大負荷5%左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力。

虛擬電廠看不見、摸不著，是一個可以參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。目標(biāo)是通過先進信息通信和監(jiān)測控制技術(shù)，實現(xiàn)海量分布式能源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化。

例如，用電緊張時，虛擬電廠通過調(diào)節(jié)空調(diào)、電梯、汽車充電樁等用電需求降低整體用電功率。用戶也可以通過分布式光伏發(fā)電、電動汽車電池和儲能電池放電等形式將多余的電力提供給電網(wǎng)。

虛擬電廠距離實現(xiàn)還有多遠？

需求側(cè)響應(yīng)

實際上，虛擬電廠并不是一項新發(fā)明。

華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴向南方周末記者介紹，虛擬電廠的由來可追溯到1990年代的電力需求側(cè)管理（Demand Side Management, DSM）。當(dāng)時，中國主要是通過行政命令手段對各類用電負荷進行管理，以實現(xiàn)節(jié)約用電、安全用電和計劃用電。

進入2000年后，電力需求側(cè)管理演變?yōu)殡娏π枨髠?cè)響應(yīng)，后者傾向于從市場供需的角度對負荷需求或用電模式進行調(diào)整。

“需求側(cè)響應(yīng)資源多種多樣，存在互補性。”曾鳴解釋，虛擬電廠的作用在于聚合各類用電負荷，根據(jù)電力供需關(guān)系，主動進行調(diào)節(jié)。

虛擬電廠的優(yōu)勢不僅包含靈活性，更體現(xiàn)在經(jīng)濟性上。過去，電網(wǎng)對整個電力系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)主要利用的是發(fā)電側(cè)電廠的資源，虛擬電廠則能夠充分調(diào)動負荷端的資源。

據(jù)國家電網(wǎng)測算，若通過建設(shè)煤電機組滿足其經(jīng)營區(qū)5%的峰值負荷需求，需要電廠及配套電網(wǎng)投資約4000億元。若建設(shè)虛擬電廠，建設(shè)、運維和激勵的資金規(guī)模僅為400億—570億元。峰值負荷需求，即最大用電需求。

另據(jù)華西證券研報，虛擬電廠的上游為分布式電源、儲能資源和可控負荷，中游是通信、智能化設(shè)備等IT資源提供商以及資源聚合商（即虛擬電廠運營方），下游為電網(wǎng)公司及參與電力市場的其他售電公司、用戶等。

虛擬電廠的商業(yè)模式大致為，資源聚合商通過電力交易市場或輔助服務(wù)獲得收益，再與上游的分布式資源所有者進行收益分成。

在美國、日本、德國等發(fā)達國家，虛擬電廠已有成熟應(yīng)用。

“科技狂人”馬斯克的虛擬電廠項目近期格外引人關(guān)注。2015年，特斯拉曾推出家用儲能產(chǎn)品PowerWall，可以儲存太陽能，為特斯拉汽車及家庭供電。

2022年6月底，特斯拉與太平洋燃氣與電力公司（PG&E）在加利福尼亞州合作虛擬電廠試點計劃，邀請了約25000名擁有PowerWalls的用戶加入虛擬電廠，在電力需求高的時候，這些用戶可將儲存的電力釋放回加州電網(wǎng)。

用戶每向電網(wǎng)輸送1度電，可獲得2美元的補償。據(jù)媒體統(tǒng)計，截至2022年8月26日，特斯拉的虛擬電廠已經(jīng)接入2665個家庭。

近年來，中國也開始嘗試落地虛擬電廠項目。2019年12月，國網(wǎng)冀北電力有限公司建設(shè)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程投運啟動。

該工程一期實時接入與控制11類19家泛在可調(diào)資源，容量約16萬千瓦，涵蓋張家口、秦皇島、廊坊三個地市，秦皇島作為虛擬電廠綜合試點，張家口、廊坊分別作為蓄熱式電鍋爐、大工業(yè)負荷專項試點。

據(jù)媒體報道，到2020年，冀北電網(wǎng)夏季空調(diào)負荷將達600萬千瓦，10%空調(diào)負荷通過虛擬電廠進行實時響應(yīng)，相當(dāng)于少建一座60萬千瓦的傳統(tǒng)電廠。

2015年，特斯拉推出名為“電力墻”的家用電池組和名為“電力組”的企業(yè)用電池組。 （視覺中國/圖）

電力市場化催化

2022年以來，一連串政策相繼出臺，令虛擬電廠進入大眾視野。

1月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》，提出建立適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場機制，鼓勵虛擬電廠等調(diào)節(jié)電源的投資建設(shè)。

兩個月后，兩部門再次印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，明確支持開展虛擬電廠示范項目。此后，各地方相繼落地虛擬電廠相關(guān)的支持性政策。

資本市場反應(yīng)強烈。Wind數(shù)據(jù)顯示，虛擬電廠指數(shù)從2022年4月27日以來一路走高，截至8月26日，該指數(shù)漲幅高達54.2%。多家公司爭先宣布新增虛擬電廠概念，有券商研報預(yù)計市場規(guī)模將達千億級。

4月29日，虛擬電廠概念股國能日新(301162.SZ）以45.13元的發(fā)行價登陸深交所，此后一路飛漲。截至8月26日，公司報收85.21元/股。

其間，該公司曾發(fā)布股票交易異常波動公告，稱公司虛擬電廠業(yè)務(wù)產(chǎn)生營業(yè)收入的占比較小，不會對公司股票及其衍生品種交易價格產(chǎn)生較大影響。

另一虛擬電廠概念股金智科技（002090.SZ）在7月4日后的11個交易日實現(xiàn)9個漲停板。7月19日，該公司也發(fā)布股票交易異常波動公告，稱公司虛擬電廠、儲能相關(guān)業(yè)務(wù)尚未中標(biāo)重大項目，但之后又迎來2個漲停板。

從事售電業(yè)務(wù)的張傳名最近聽到虛擬電廠的頻次也越來越多，從2021年開始，他身邊涌現(xiàn)出許多相關(guān)企業(yè)，最近也會收到一些客戶的詢問。張傳名2016年從南方電網(wǎng)辭職，次年在廣州創(chuàng)辦九州能源有限公司，參與過虛擬電廠項目調(diào)研。

虛擬電廠之所以火爆，在張傳名看來，是因為自2015年3月新一輪電改啟動之后，電力作為商品走向市場化，市場用電主體對用電成本更加關(guān)注。其次，過去幾年，各種分布式電源發(fā)展迅速，在這兩個因素的共同作用下，虛擬電廠的重要性日益提高。

分布式能源容量小、數(shù)量大、分布不均、管理困難。像風(fēng)電、光伏發(fā)電這類分布式電源還具有隨機性和波動性，直接并網(wǎng)會對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。虛擬電廠可通過儲能把分布式電源組織起來，平抑輸出功率波動性并進行統(tǒng)一調(diào)控。

“在限電的情況下，電網(wǎng)除了虛擬電廠和需求側(cè)響應(yīng)之外，沒有更多解決方法。” 廖宇認(rèn)為，限電是催熱虛擬電廠的另一大因素。他是德國華人新能源協(xié)會主席，曾先后供職于國家電力公司蘇州供電局、西門子公司和德國柏林電網(wǎng)公司。

2022年8月，水電第一大省四川面臨高溫干旱災(zāi)情，疊加歷史同期最高電力負荷，導(dǎo)致市場極度缺電。工業(yè)企業(yè)不得不讓電于民，寧德時代（300750.SZ）、京東方（000725.SZ）、通威股份（600438.SH）等企業(yè)工廠均受影響。

“由于供應(yīng)側(cè)資源不夠，我們面對目前的限電局面沒有太多可以做的。”曾鳴說，如果通過虛擬電廠使得需求側(cè)資源得到調(diào)節(jié)，那么可以緩解電力供需矛盾，也會提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

盈利模式待成熟

據(jù)華西證券研報，虛擬電廠的主要技術(shù)包括計量技術(shù)、通信技術(shù)、智能調(diào)度決策技術(shù)、信息安全防護技術(shù)等。目前大部分虛擬電廠試點實現(xiàn)了初步的用戶用能監(jiān)測，鮮有項目實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度及對分布式能源的閉環(huán)控制。

虛擬電廠能否大規(guī)模落地，取決于商業(yè)模式是否可行。

在虛擬電廠起步較早的德國，其商業(yè)化運營已發(fā)展成熟。據(jù)德國《可再生能源法》，100千瓦以上可再生能源發(fā)電項目必須參與電力市場交易銷售，因此很多分布式新能源項目傾向于選擇交由虛擬電廠運營。

德國領(lǐng)先的虛擬電廠運營商Next Kraftwerke提供涵蓋數(shù)據(jù)采集、電力交易、電力銷售、用戶結(jié)算等全鏈條的解決方案和虛擬電廠運營服務(wù)，盈利模式包括電網(wǎng)輔助服務(wù)和電力市場交易。

該公司官網(wǎng)顯示，目前NextKraftwerke在德國、奧地利等8個歐洲國家，對超過13000個分布式電源進行聯(lián)網(wǎng)和調(diào)控。2020年，該公司銷售額為5.95億歐元。2021年2月，石油巨頭殼牌公司全資收購了NextKraftwerke。

中國的虛擬電廠處于發(fā)展初期，如何定義、建設(shè)、運營尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

業(yè)內(nèi)一般將虛擬電廠的發(fā)展分為邀約型、市場型和自主調(diào)度型。邀約型虛擬電廠是在沒有成熟的電力市場下，由政府部門或者電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)牽頭組織，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵的流程。

市場型虛擬電廠是在電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場建成后，虛擬電廠運營方類似于實體電廠，參與電力市場交易獲取收益。

終極的自主調(diào)度型虛擬電廠中，其聚合資源的種類、數(shù)量、空間進一步拓展，負荷聚合商可實現(xiàn)跨區(qū)域自由調(diào)度，參與電力交易獲取收益。

目前，中國虛擬電廠仍處于邀約型階段。據(jù)張傳名觀察，現(xiàn)在大部分虛擬電廠更多是在做數(shù)據(jù)聚合和數(shù)據(jù)分析，然后通過“打電話”等人工手段協(xié)調(diào)調(diào)度。

他在四年前就上線了自己的“云平臺”，接入多家光伏電站，還有對能源管理有精細化要求的其他客戶，主營電力數(shù)據(jù)的可視可分析。

但他坦言，等到有商業(yè)意義的時候，才會考慮讓平臺參與調(diào)控負荷，往更深一層的虛擬電廠發(fā)展。“用戶并不關(guān)心虛擬電廠，他們關(guān)心的是用電成本。”

據(jù)德邦證券研報，現(xiàn)在中國虛擬電廠的盈利模式比較單一。虛擬電廠運營的收入主要來源于參與需求側(cè)響應(yīng)獲得的補貼收入。成本端來看，虛擬電廠平臺、終端成本仍然較高。

各地虛擬電廠發(fā)展速度、標(biāo)準(zhǔn)不一，補貼政策也不盡相同。

如廣州市工業(yè)和信息化局于2021年印發(fā)《廣州市虛擬電廠實施細則》（下稱《細則》），對參與需求響應(yīng)的電力用戶、負荷聚合商給予財政補貼，共計劃安排補貼資金3000萬元，補貼年限3年。

根據(jù)《細則》，補貼費用=有效響應(yīng)電量×補貼標(biāo)準(zhǔn)×響應(yīng)系數(shù)。根據(jù)響應(yīng)時間長短，響應(yīng)系數(shù)為1、1.5和3。按“削峰”和“填谷”的相應(yīng)響應(yīng)類型，補貼標(biāo)準(zhǔn)上限各為5元/千瓦時和2元/千瓦時。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為依靠補貼不是長久之計。“虛擬電廠盈利點主要是消費端提效優(yōu)化，電價不靈活，虛擬電廠就難有盈利模式。”廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強對南方周末記者表示，虛擬電廠的長期運行需要價格機制的配合，這再次說明電力市場化改革的緊迫性。

2021年3月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出通過虛擬電廠等一體化聚合模式，參與電力中長期、輔助服務(wù)、現(xiàn)貨等市場交易，為系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)支撐能力。

2022年5月，國電投深圳能源發(fā)展有限公司的虛擬電廠平臺參與電力現(xiàn)貨市場，獲得平均每度電0.274元的收益，成為中國首個虛擬電廠調(diào)度用戶負荷參與電力現(xiàn)貨市場盈利的案例。

南方周末記者 施璇

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