曾鳴

在“雙碳”目標下，大力發展風、光等新能源是我們明確的方向。當前，電力供給側和需求側體現出“雙隨機”特征，給電力保供、系統經濟高效運行等帶來了嚴峻挑戰：一方面，波動性和間歇性較強的風、光發電在電源結構中的比例持續增長，供給側隨機性日益凸顯；另一方面，終端電氣化水平提升與新型負荷不斷涌現，例如電動汽車、數據中心、負荷聚合商、綜合能源系統等新業態用戶的出現，導致需求側的隨機性越發顯著。

(資料圖)

面對這樣的挑戰，虛擬電廠作為一種廣泛聚合與調控需求側多元資源的技術，可以顯著提升電力系統的靈活性與調節能力，進而有效應對“雙隨機”帶來的諸多問題。因此，我們要高度重視虛擬電廠在新型電力系統中的角色定位，并發揮好其作用。

助力新型電力系統

解決“能源三角”難題

新型電力系統建設需要面對“能源三角”難題，即同時實現安全、環保和經濟，虛擬電廠有望為此提供重要助力。

首先，虛擬電廠能助力新型電力系統安全可靠運行。虛擬電廠可降低大規模波動性可再生能源并網對系統穩定性的沖擊。虛擬電廠通過對分布式能源、多元負荷資源的整合和優化控制，形成了一種“風險對沖”資源，可根據電網安全運行需求，以調峰服務、調頻服務、需求響應等形式靈活參與電力系統資源配置，有效強化電力需求側與供給側的協同互動，顯著提升電力系統平衡能力與動態調節能力，進而有效應對新能源出力波動性帶來的安全運行風險。

其次，虛擬電廠能助力新型電力系統清潔環保運行。虛擬電廠可提升可再生能源的消納水平，簡單來說，即通過合格的虛擬電廠，在保證可靠性前提下將有更多的風能和光能實現并網。一方面，虛擬電廠可發掘可控負荷、可中斷負荷、電動汽車、儲能等資源，追蹤可再生能源的潛力，通過引導需求側資源外部特性匹配供給側可再生能源出力曲線，促進可再生能源電力的規模化消納；另一方面，建設虛擬電廠可針對分布式可再生能源設備的接入、通信、控制及優化運行，形成標準化體系與方案，進而實現對配網側分布式資源有序管理，提升分布式資源接入電網的友好性，為分布式可再生能源消納提供重要支撐，從而提高可再生能源接網和消納的水平。

最后，虛擬電廠能助力新型電力系統經濟高效運行。當大規模的可再生能源接網后，系統在調頻、儲能和微電網改造等方面會面臨一系列新的挑戰。為了迎接這些挑戰，需要投入大量資金，推高用電成本。虛擬電廠則能有效提升系統運行的經濟性。一方面，虛擬電廠可在兼顧電網、聚合商、用戶等主體利益訴求的前提下，通過激勵措施、市場交易等多樣化方案，充分發掘既有資源參與系統靈活調節的潛力與積極性，與深度調峰改造、增加發電裝機容量及配套電網建設等方法相比，該方法技術經濟效果更好；另一方面，虛擬電廠可突破物理地域的限制，通過層級化管理架構實現對不同節點和電壓等級的分散資源的聚合和控制，解決從日級到毫秒級的多時間尺度運行控制問題，實現大范圍時空域內的資源優化配置，有效提升綜合化效益。

總之，虛擬電廠既能在消納更多新能源的基礎上助力保供電，又能提高能源的綜合利用效率，降低整個電力系統的運行成本——支撐起“能源三角”是虛擬電廠助力新型電力系統建設的主要方式。

兼顧多方需求

推動虛擬電廠加速發展

現階段，我國虛擬電廠總體上處于試點示范階段。為進一步發揮虛擬電廠對新型電力系統建設的支撐作用，需要從頂層框架、市場機制、數字技術和商業模式四個方面加速虛擬電廠的規模化發展。

從頂層框架來看，我國亟須加快制定、完善虛擬電廠建設與發展的指導意見。立足我國能源電力工業轉型進程及系統發展水平，結合相關技術發展趨勢，從聚合類型、聚合模式、物理參數、信息化水平等維度明確虛擬電廠相關標準規范與技術體系，加快虛擬電廠發展規劃編制工作，分地區、分階段明確虛擬電廠發展重點，根據市場需求完善進入與退出機制，推動我國虛擬電廠實現規模化、產業化和有序化發展。

從市場機制來看，要依托市場這只“看不見的手”激發虛擬電廠的發展活力。在起步階段，應注重對虛擬電廠市場主體的培育，探索虛擬電廠與電力市場之間，以及虛擬電廠內部多元主體之間的互動機制，擴大市場主體范圍、完善交易品種；在成熟階段，應注重還原虛擬電廠調峰、調頻等服務的商品屬性，通過建立和完善市場化交易規則、設立有效的競價機制，進一步激發虛擬電廠參與市場交易的積極性；在資源配置擴大化階段，應注重建立省間、省內協調運作的市場機制，充分發揮省間資源協調互補特性，推動虛擬電廠融入全國統一市場架構，實現在更大時空范圍內參與資源的優化配置。

從數字技術來看，要加速數字化轉型進程。近年來，國家電網有限公司、中國南方電網有限責任公司在數字通信技術與能源融合的問題上做了很多研究，不僅成立了相關的專家委員會，還舉辦了多場論壇。以國網冀北電力為代表的省級電力公司也積極參與實踐，推動先進數字技術在虛擬電廠領域的創新應用。深化“大云物移智鏈”等先進信息技術與虛擬電廠的融合，推動智慧綜合管理平臺建設，有效覆蓋用戶接入與審核、保量保價、在線優化與出清、自動化簽約、執行結果溯源與結算等環節，促進能源信息流動和開放共享，實現虛擬電廠的聚合用戶管理、系統狀態感知、運營策略動態優化、指令實時下發等功能，為打造可觀、可控、可靠的虛擬電廠提供重要支撐。

從商業模式來看，要加速虛擬電廠商業模式創新，推動多元化投融資體制機制建設。具體來說，就是要制定促進虛擬電廠產業發展的金融、投資、財稅等綜合性政策，穩步拓寬虛擬電廠投融資渠道，有序引入多元化資本，建立直接融資與間接融資互為補充的融資模式。鼓勵各方資源以多樣化途徑參與到虛擬電廠建設與發展的過程中，為虛擬電廠業態培育提供良好環境與重要動能。

電網牽頭建生態

發展綜合能源服務

針對虛擬電廠運營的管理和控制系統必不可少，運營平臺要能夠協調電、熱、氣、冷的耦合與轉化，發展綜合能源服務業務。

在主體層面，虛擬電廠涉及多種市場主體，分布范圍廣泛——在供給側的各種電站、在需求側的多種可調負荷、在電網配網側的不同類型的儲能；設備類型多樣——既有分散式風機，又有分布式光伏，還有現在發展勢頭正猛的電動汽車等。

在運營層面，虛擬電廠的平臺建設、服務業務的開展，除了需要配備專業運維人員來協調各種能源的耦合，還需要市場的多元主體積極參與。僅僅靠一家公司難以實現對所有項目的投資，只有圍繞虛擬電廠建立起綜合生態模式，并確立相關各方在生態系統中的定位，才能推動虛擬電廠可持續發展，這也是我們接下來要探索的重要方向。

在投資層面，一定要保證多方投資者的互惠共贏，這是產業生態保持穩定和持續發展的基礎。同時，還要在相關部門的指導下，明確多方投資者中的牽頭企業構建生態。

電網企業不僅對數據的掌握較為全面，而且在其服務區域內，全國有大量已投入運行、在建和待改造的園區，具有很大的潛力。如果由電網企業牽頭建立多能耦合平臺和仿真模型，在規劃、運行階段持續優化多能耦合算法，并將投資回報率以及與電網互動方式等信息告知其他投資者，將會大大激發市場潛力，促進虛擬電廠生態模式的建立。

要明確的是，虛擬電廠屬于競爭性業務，整個產業生態要有利于競爭活力的迸發，在多元主體的共同努力下促進健康可持續發展。

（作者系華北電力大學教授、能源互聯網研究中心主任）

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