随着“3060”双碳目标的持续推进，可再生能源的开发得到前所未有的重视，新能源发电大规模布局，储能作为新型电力系统转型中的重要配置，在政策扶持、技术验证、商业模式等方面都日趋成熟。2021年7月15日，国家发改委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中首次明确了储能作为碳达峰、碳中和的关键支撑技术，明确了储能的发展目标与重点任务，结合20年多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策，新型储能成为目前解决能源变革的重要手段，即将迈入高速增长期。

虚拟电厂作为新型储能商业模式之一，在破解清洁能源消纳难题、绿色能源转型方面发挥重要作用，能够提升能源服务，实现对分布式能源的负荷预测、响应分配、实时协调控制和储能安全健康充放电管理，参与电力交易市场和需求响应。

1 什么是虚拟电厂

所谓虚拟电厂 (Virtual Power Plant ,简称VPP)，是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG（即distributed generator，分布式电源）、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER（即Distributed Energy Resource，分布式能源资源）的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

通俗来说，虚拟电厂就是虚拟化的发电厂，它并不具备实体发电厂（如火力发电厂）本身 ，而是一种管理模式或者说是一套系统，通过配套的技术把分散在不同空间的小型太阳能、风能等新能源发电装置、储能电池和各类可控制（调节）的用电设备（负荷）整合集成，协调控制，对外等效形成一个可控电源，辅助电力系统运行，并可参与电力市场交易，同时优化资源利用，维护区域内、甚至跨区域的用电稳定与用电安全。

既可以有计划地消纳电力系统的电力，又可以向电力系统反向输出电力，更灵活高效的进行“削峰填谷”等作业，并获得可观的经济收益。

2 产生的背景

目前，我国电力系统主要是以火力发电为主，水电、风电、光伏发电、核电等发电形式作为补充的一个系统。

在“双碳”目标驱动下，我国大力推动能源绿色转型,构建以新能源为主体的新型电力系统，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，集中式与分布式电力结构并举，在确保能源电力安全前提下，满足经济社会发展电力需求。相比传统电力系统，新型电力系统将更加清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动。

围绕电力的产生和消耗，大体可分为发电侧、电网侧和用电侧。电网对运行安全有着严格要求，而电网安全的首要目标就是保证发用电的实时平衡，需要发电侧的不断调节去拟合负荷曲线。但是，新能源发电严重依赖于自然资源（光照强度、风力强度），具有随机性、间歇性和波动性的特点，对负荷的支撑能力不足。

若规模化直接并入电网发电，将会对电网造成巨大冲击，威胁电力系统安全以及供电的稳定性。另外，由于小型分布式新能源发电设施、储能设施、可控制用电设备、电动汽车等的持续发展普及，在用电侧，很多电力用户也从单一的消费者转变为混合形态的产销者，并且各类激增的大功率用电设备（如充电桩）“吃”起电来，也是让电网直呼压力山大，显然不能任由其“胃口大开”一哄而上。因而，新的发用电势态下，“虚拟电厂”应运而生。

3 政策支撑

2021年底中央深改委通过了《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》，电力市场改革再提速，虚拟电厂作为市场主体，通过参与市场交易完成商业闭环，获得收益。

2022年1月29日，国家发展改革委和国家能源局发布的《“十四五”现代能源体系规划》中提出，大力推进电源侧储能发展，合理配置储能规模，改善新能源场站出力特性，支持分布式新能源合理配置储能系统，开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、 新能源汽车与电网（V2G）能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。

近期，国家能源局南方监管局发布《2022年南方区域电力市场监管工作要点》的通知，组织修订南方区域“两个细则”，推动储能、虚拟电厂等更多市场主体纳入“两个细则”考核补偿管理，研究增加转动惯量、爬坡等新的辅助服务品种。组织调度机构制定新型储能、虚拟电厂等第三方主体并网调度运行规程、规范和标准。

无论是从政策规范、技术标准还是市场机制，这些政策的相继出台都将虚拟电厂在储能项目发展上提到了重要位置。

4 虚拟电厂业务

那么，虚拟电厂具体可以做哪些事情呢？

归纳来说，主要体现在以下三个方面：

注源

为电网注入新的电力来源。让更多的小型分布式新能源电源有组织地接入系统平台，统一协调管理，形成合力，相对可控，实现并入电网运行。

控流

控制调节用电侧电力流向及流量。尽可能多地接入可调节用电负荷，使其有纪律地按计划用电，并提升能效管理，实现最大程度的以不影响生产生活用电为前提，综合考虑外部电网供电情况、内部自发电（如有）情况、各类用电成本、电网需求侧管控等因素，科学合理最具经济性地安排用电计划。

电力储备

储存电力，即储能。储能是实现上述两个方面的关键支撑。正如小溪汇入大河、大河注入大海，分散在各地的小型新能源电力也需汇流“会师”才更有力量、更具操作空间，“会师地点”即配套的储能系统，“会师”后统一听从上级调令；对于控流，也是同样需要配套储能系统才能更灵活地制定最佳用电方案。可以说，一个可靠的虚拟电厂，离不开一套高效稳定的储能系统。

5 国外典型案例

Next-Kraftwerke是德国最大的虚拟电厂运营商，同时也是欧洲电力现货市场（EPEX ) 认证的能源交易商，参与能源的现货市场交易。Next-Kraftwerke 管理着超过4200个的分布式发电设备和储能设备，包括生物质发电装置，热电联产，水电站，灵活可控负荷，风能和太阳能光伏电站等 , 总体管理规模达到2800MW，相当于两个大型的燃煤发电厂。

该公司提供虚拟电厂相关的一切技术和业务，从数据采集、电力交易、电力销售、用户结算等。他们的虚拟电厂平台NEMOCS对聚合的各个电源进行控制，从而参与电力市场交易并获取利润分成。NEMOCS集聚合能源、控制系统监控、高性能数据处理、优化资产运营、远程管理控制于一身，实现连接、监控和控制分布式发电商、用户和存储系统。它为工厂运营商、电力供应商、电网运营商和电力交易商提供了广泛的业务领域：

提升资产价值

操纵资产的运营商可以利用不断变化的能源价格，通过在价格高的时候发电，在价格低的时候让设备待运，既可增加利润，又可支持电网的持续利用。NEMOCS可以处理大量的实时数据，安排高峰负荷运行，优化灵活资产及其各自的市场价值。

为欧洲电网提供电力平衡

Next-Kraftwerke在七个欧洲TSO（欧洲输电系统运营商）地区提供电力平衡服务，主要通过分布式能源的供电和可控负荷的输出来保障电网的稳定运行，保护电网不受与不稳定能源相关因素的影响。通过资格预审资产，参与TSO的竞拍，根据资产的个别限制，决定哪个资产提供多少控制储备，然后在接到通知后，相应的业务单元会实时调控，供应商从而能得到额外的收入。

优化能源成本，积极调度用户

水务公司Bodense Wasserversorgung年耗电量为150GWh，该公司在Next-Kraftwerke的弹性电价中找到了降本增效的方法。Next-Kraftwerke通过REST-API将电价传输给自来水厂，自来水厂通过相同的路径将其计划发送回虚拟电厂。通过这些电力采购的优化，水务公司每年可以节省六位数的电费。