应用场景之虚拟电厂丨《2023数字能源年度报告》节选

12月13日，由第一财经与协鑫能科（002015.SZ）联合研究撰写的《2023数字能源年度报告》（下称《报告》）于第一财经2023资本年会上重磅发布。《报告》从算力、低碳、电网安全等方面展望了未来八大数字能源发展趋势，并从光伏、风电、氢能、石油等新能源和传统能源领域展现了数智化技术的实际应用，以及这些技术对能源数字化转型带来的价值和意义，探讨信息流与能量流如何实现有效互动。以下内容为《报告》节选。

虚拟电厂(VirtualPowerPlant，VPP)是通过通信、物联网和软件算法等技术手段，将光伏等分布式电源、储能、微电网、充电桩等不同空间的资源进行聚合、协调和优化，接受电力调度，并参与电力市场交易的电力运营管理平台。

虚拟电厂可调动灵活异质资源，达到削峰填谷的目的。随着大量分布式能源逐步纳入电力系统，虚拟电厂迎来广阔发展空间。华安证券预计2025/2030年我国虚拟电厂市场空间为784亿/1729亿元。

数字技术是虚拟电厂基础

虚拟电厂是一种非实体的智慧管理系统。

根据2022年山西省能源局发布的《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，虚拟电厂可分为“负荷类”虚拟电厂、“源网荷储一体化”虚拟电厂。

“负荷类”虚拟电厂是指虚拟电厂运营商聚合其绑定的电动汽车、可调节负荷等具备负荷调节能力的市场化电力用户，作为一个整体（呈现为负荷状态）组建成虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应调节服务；“源网荷储一体化”虚拟电厂则是指列入“源网荷储一体化”试点项目，建成后新能源、用户及配套储能项目通过虚拟电厂一体化聚合，作为独立市场主体参与电力市场，原则上不占用系统调峰能力，具备自主调峰、调节能力，并可以为公共电网提供调节服务。

虚拟电厂构成要素包括中央系统、通信网络和远程终端三部分。

其中，中央系统是虚拟电厂主站，包括用户数据采集与分析、电力市场预测估计、资源建模及聚合、以及市场优化交易决策四大核心功能模块。

通信网络即虚拟电厂面向调度机构、市场机构以及远程终端的信息交互和控制调度通道。目前，国内虚拟电厂通信的主要方式是对上采用光纤接入调度控制系统、对下采用无线公网接入交易平台和营销需求响应平台和分布式资源。

远程终端作为虚拟电厂控制终端资源的手段，一般以“边端结合”的形式出现，即采用边缘智能网关实现边缘计算的同时，也能实施可调节资源的状态监测和柔性控制。

协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术等虚拟电厂关键技术的发展起到了至关重要的作用。

其中，信息通信技术所涵盖的“云大物移智链边”，即云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链、边缘计算等数字技术是达成虚拟电厂作为智慧能源系统的基础，为虚拟电厂系统平台更高效地完成“聚合”（所有资源可调节功率通过优化计算被聚合成一个总可调容量）和“解聚”（将电力调控中心发出的指令等信息分解，并下发到分布式用户连接的智能终端，分别完成电力交易）功能提供可靠的技术支持。

聚合建模技术和数据驱动技术也为虚拟电厂的发展提供了技术支持。

通过聚合建模技术可以选择适当的资源容量比率，进一步发挥虚拟电厂的经济性和灵活性。

数据驱动技术在商业型虚拟电厂中可以实现内部聚合分布式能源的投资组合，并参与市场竞标等，而在技术型虚拟电厂中更关注本地网络状态及约束信息，实现所聚合的配电网资源主动管理。

我国虚拟电厂处于起步阶段

2022年1月，国家发展改革委、国家能源局发布的《“十四五”现代能源体系规划建设》中强调了虚拟电厂在电力辅助中的重要作用。但由于成本和盈利等问题，相比欧美国家，我国虚拟电厂现阶段仍处于起步阶段，以电网公司为主导的示范项目为主。

国网冀北电力有限公司所属的冀北虚拟电厂是我国首个以市场化方式运营的示范工程，目前冀北电网辖区在秦皇岛、廊坊和张家口三地，共接11类可调负荷，总容量358MW，可在后夜风电大发、电网低谷调峰困难时段，调动资源迅速拉升低谷用电负荷，最大调节电力达到20.4万干瓦。

2023年7月，南方电网分布式源荷聚合服务平台在广州、深圳、柳州同步开展虚拟电厂联合调控，标志着我国首个区域级虚拟电厂投入运行。

虚拟电厂产业链细分环节主要包括可控负荷、分布式资源等上游基础资源，资源聚合平台、技术服务等中游虚拟电厂运营，以及电力公司、售电公司等下游电力需求方。

其中，基于大数据的智能算法，能够整合、优化、调度、决策来自各层面数据信息的中游产业，是虚拟电厂产业链的关键环节。

东方电子（000682.SZ）产品体系覆盖智能电网“发输变配用”全环节，能够实现虚拟电厂的中枢控制系统与末端采集设备的有机融合，具备聚合和调度能力。公司已有明珠工业园和广州市虚拟电厂管理平台等案例项目落地。其中，2022年研发实施的“粤能投”虚拟电厂管理平台是南网第一个实用化负荷聚合虚拟电厂和广东首个虚拟电厂商业性运转平台。

朗新科技（300682.SZ）子公司新耀能源具备提供虚拟电厂解决方案的能力。2022年，公司研发的智慧能源数字化服务平台已初步具备虚拟电厂支撑能力，并为山东电力、上海电力、河北电力等多家公司提供服务。

此外，全程参与国网冀北电力公司虚拟电厂建设的恒实科技（300513.SZ）等企业也在不断完善虚拟电厂相关技术，助力虚拟电厂更好、更快发展。

协鑫能科自2016年开始布局发展用户侧需求侧管理业务，拥有全国电力需求侧管理服务一级资质，自主研发“仓颉”能源管理平台，目前平台客户超1000家，管理容量超1400万KVA，虚拟电厂业务涉及区域包括江苏、广东、浙江、四川、内蒙等地区，虚拟电厂相关业务收入已达到千万规模。