【实践】2025新型电力系统、电力市场环境下虚拟电厂发展与实践（华电）

求是

务实专业

汇报人:周保中是五大发电集团之一的中国华电集团有限公司直属的唯一科研机构

，

曾隶属电力工业部、

水利电力部、

能源部。总部坐落于浙江杭州

，

下设北京、

东北、

山东、

西北等分中央研究院职责,

为集团行使技术监督、

技术服务、

技术支撑三大职能的核心科研机构。2华电电科院简介 华电电科院始建于1956年，职能定位

：

承担华电集团院。拥有国家分布式能源、

火电能效检测等4个国家级研发中心

，

1个省级重点实验室；

10个集团级技术中心以及中国华电大坝管理中心；

设有院士工作站、

博士后工作站。是3个标委会单位（能源行业燃气分布式标委会、

电力行业燃煤机械标委会、

中电联电力实验室管理标委会）

，

2个专委会会长单位（中国电促会燃机发电专委会、

中国散协粉煤灰专委会会长单位）

，

3个专委会秘书处单位（中国能源研究会低碳智慧供热技术专委会、

中国电机工程学会电力环保专委会、

IEEE

PES（中国）

分布式能源分委会秘书处单位）

，

是中国科学引文数据库（

CSCD）核心库期刊《发电技术》

的主办单位。拥有工程咨询甲级、

调试一级、

工程设计乙级、

电力施工总承包、

承装修试、

监理、

特检、

计量、

信息系统建设等20余项资质。华电电科院简介302

关键技术与实践03

发展机遇和挑战04

应对策略及展望01

背景与现状目录电力市场现货交易2024年12月，国家能源局关于《支持电力领

域新型经营主体创新发展的指

导意见》

本规则》国家推出系列政策文件积极鼓励虚拟电厂发展

，加快推动分布式新能源、需求侧灵活资源接入。预计2030年虚拟电厂投资规模将达到998亿元

，运营市场规模将达到1283亿元。国家政策现状

虚拟电厂是践行国家“双碳”战略目标、建设新型电力系统的重要手段。

电力体制改革加速

，支撑虚拟电厂参与交易的市场化体制机制逐渐完善。

系统发展蓝皮书》自2022年6月起

，虚拟电厂在盈利模式上取得突破，获得合法身份进入电力市场

，商用进程加快。2024年6月，国家能源局发布《新型电力2024年4月

，

国家发展改革委发《电力市场运行基一、

背景与现状市场化交易电量占比逐年提升52025年3月25日

，我国《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》（发改能源〔2025〕

357号）

文件明确虚拟电厂定义：

基于电力系统架构

，

运用现代信息通信、

系统集成控制等技术

，聚合分布式电源、

可调节负荷、

储能等各类分散资源

，

作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。

通过参与削峰填谷的

“电网急

救”获得补偿。

通过在电力市场中

“低买高卖”赚差价

，赚取代理服务费或参与辅助服务市场赚取收益。一、

背景与现状虚拟电厂概念需求响应型市场交易型6n聚合资源以可控负荷为主

，接入容量超3000万千瓦。n接入容量3000万千瓦

，其中特斯拉公司在南澳建成了号称世界最大的电化学储能为主的虚拟电厂。国外虚拟电厂发展起步早

，

已进入成熟运作阶段。

由于各国资源特性和电网发展面临的

问题不同

，各国在资源聚合和市场运营方面展现出显著的多样性和复杂性。n德国最大的虚拟电厂运营商Next

Kraftwerke

，聚合包括沼气电厂、热电联产电厂、水电、光伏、电动汽车、可控负荷和储能在内的15万个分布式资源

，接入容量超1200万千瓦。美国虚拟电厂起源于需求响应澳大利亚以用户侧储能为主欧洲以分布式电源、

储能为主

聚合资源类型存在差异一、

背景与现状7德国虚拟电厂作为电力市场中的平衡单元

，参与现货、辅助服务市场

，通过提升价格信号的响应能力

，为分布式电源减少交易损失

，并获取附加收益。美国虚拟电厂可通过现货市场“低买高卖”获取价差收益

，还可通过参与辅助服务市场、获得需求响应补偿等方式获取收益，

PJM市场还允许虚拟电厂参与容量市场。澳大利亚虚拟电厂主要参与现货和辅助服务市场获取收益。

市场机制和商业模式较为成熟电价套利、提供调节服务、为用户降成本并共享收益等多种形式获利。一、

背景与现状8我国虚拟电厂自2009年开始试点。

据不完全统计

，截至2024年底

，

国家电网经

营区虚拟电厂项目涵盖17个省份

，

投运项目118个

，

接入容量1239万千瓦

，

最大调

节能力828万千瓦

，

主要分布在江苏、

浙江、

上海、

冀北、

山西、

宁夏等地区。冀北虚拟电厂接入蓄热式电采暖、大工业用户、电动重卡充换电站等11类可调负荷资源

，上海虚拟电厂主要接入工商业楼宇、冷热电三联供、电动汽车、动力照明、铁塔基站等资源

，深圳虚拟电厂主要聚合建筑楼宇空调、新能源汽车充电、

5G基站供电、冰蓄冷空调系统等9类可调负荷资源。上海、广东、浙江、安徽等地区虚拟电厂主要通过需求响应获得补偿；

山东、

山西、甘肃、广东、蒙西、湖北、福建等现货地区

，允许虚拟电厂作为独立主体参与市场交易。大部分地区将虚拟电厂进行了分类

，且分类方式不统一。

各地聚合资源以可调负荷为主

商业模式由需求响应逐步向市场交易过渡一、

背景与现状9国家电网、公司主要凭借客户资源、数据优势

，依托下属综合能源服务公司等机构

，业务发展较快；五大发电集团围绕工业园区布局虚拟电厂业务。国家电投组建虚拟电厂专业公司“兆瓦云”

，在山东、广东等11个省份落地虚拟电厂项目；华能依托统一建设的“华能云”运营管理平台

，在浙江等4个省份建设虚拟电厂，接入容量超120万千瓦。国家能源在湖北等5个省份建成虚拟电厂

，接入容量60万千瓦。大唐在河南等3个省份开展虚拟电厂试点。当前，

山西、上海、浙江、安徽、福建、宁夏虚拟电厂接入负荷系统，

由负荷系统转发申报和出清数据至虚拟电厂运营商；冀北、

山东、湖北、浙江虚拟电厂接入调度系统

，调度系统将现货或辅助服务出清曲线发送至虚拟电厂运营商。

主要通过接入负荷系统或调度系统的方式进行调用

投资主体呈现多元化趋势一、

背景与现状10二虚拟电厂关键技术与实践虚拟电厂内部资源可调度潜力评估体系虚拟电厂协同管控平台虚拟电厂优化配置和高效调控方法虚拟电厂“批-零”协调两级运营模式2体系3工具策略系统二、

虚拟电厂关键技术与实践4112二、

虚拟电厂关键技术与实践关键技术一：构建虚拟电厂资源可调度潜力评估指标及用户优选指标体系

，实现多类型灵活性可调度潜力量化。构建虚拟电厂聚合资源运行响应模型建立储能、

电动汽车、

分布式发电和可控负荷等多种虚拟电厂资源运行响应模型

，揭示了在虚拟电厂环境中各类资源的发用电特征；

针对用户参与虚拟电厂的响应情况

，基于调节容量、

响应时间、

持续时间和爬坡率等量化标准制定虚拟电厂可调度潜力统一评估指标体系

，从理论和实验两个角度实现了虚拟电厂资源可调潜力的量化。构建虚拟电厂内部资源用户优选指标体系结合省级电力市场实际情况

，分析各类市场需求以及考核标准

，着重站在虚拟电厂的视角

，系统地构建了电力市场品种优选标准；

从负荷管理水平、

调节潜力和历史信用等方面

，分析不同市场需求下虚拟电厂聚合资源的选择标准

，提出了基于云模型和证据理论的用户优选方法。13 对内提出内部资源的协调优化配置以虚拟电厂年利润最大化为目标

，综合考虑储能的建设成本、运维成本、虚拟电厂参与电力市场收益及内部调度成本

，以工业负荷生产特性的需求响应、多能耦合特性、储能规划、热电平衡、其余分布式资源等为约束条件

，建立虚拟电厂电/热储能设备的双层优化配置模型

，提出了市场环境下考虑多元不确定性的虚拟电厂运行优化模型

，实现虚拟电厂运行经济性和鲁棒性的权衡。二、

虚拟电厂关键技术与实践关键技术二：创新虚拟电厂优化配置和高效调控方法

，有效增强运营管理和价值创造能力 构建基于效益激励的经济优化调度模型 对外构建最优报价决策模型14基于市场规则与相关政策及流程

，分析和设计虚拟电厂参与电力零售市场的运营机制。

明确了不同场景下聚合交易

主体成本收益关系

，建立了不同场景下资源效益激励机制。考虑交易的时间尺度以及市场类型

，

设计虚拟电厂

“批-零”协调两级运营模式

，形成双向购售电最优决策方案

，

提升虚拟电厂的交易收益。关键技术三：创新虚拟电厂参与批发和零售市场的运营模式提出虚拟电厂“批-零”协调两级运营模式二、

虚拟电厂关键技术与实践设计虚拟电厂资源效益激励和结算机制15结合虚拟电厂中优化技术和运营机制等研究成果以及示范资源功能的实际需求

，制定了虚拟电厂协同管控平台业务流程

，设计6大平台功能。二、

虚拟电厂关键技术与实践关键技术四：虚拟电厂协同管控平台开发数据监测能量管理辅助决策高效调控市场交易结算分配16

虚拟电厂协同管控平台优势资源整合和优化能源调度和协同运行

风险管理和安全保障数据分析和决策支持碳减排和可持续发展实现对分散能源资源（如太阳能、风能、储能等）的整合和协调管理。通过集成和优化各类能源资源的信息，平台可以实现对能源系统的整体优化。可以进行数据分析和智能决策支持。通过收集和分析能源系统的大量数据，平台可以提供对能源生产、消费、交易和市场等方面的深入预测。通过监测和分析能源需求、供应和储存情况

，平台可以调整能源生产和消费策略

，确保能源供需平衡

，并优化能源系统的运行效率。实时监测和分析能源系统的运行状态和风险指标

，平台可以预警和应对潜在的故障和安全隐患

，提高能源系统的可靠性和安全性。通过优化能源系统的运行和管理

，平台可以推动清洁能源的利用和碳排放的减少

，促进可再生能源的发展和应用。二、

虚拟电厂关键技术与实践17建立虚拟电厂参与电力市场机制

，明确虚拟电厂按照聚合资源类型分为发电储能类资源(#1机)、负荷类资源(#2机)。负荷类资源根据聚合方式分为全电量负荷类机组(#2F机)、调节量负荷类机组(#2R机)。分别明确其参与电能量、现货、辅助服务市场的交易、结算、调度运行衔接等相关机制。n在现货电能量及辅助服务市场稳定运行前

，虚拟电厂重点定位于增加系统调节能力

，统筹考虑电网调峰、调频的业务应用场景

，开展融入中长期连续运营的预挂牌调峰、预挂牌调频的新型交易品种。福建区域2025年福建省电力中长期市场交易方案中提出已注册生效的虚拟电厂（含负荷聚合商）可参与市场交易；2024年10月福建虚拟电厂首次参与电力现货市场交易

，交易电量6058.4兆瓦时；现阶段

，虚拟电厂可按“第三方独立主体参与电力辅助服务”参与辅助服务；可试点参与华东区域“两个细则”

；现货市场启动后

，根据市场建设情况

，积极推动具备相关技术条件的虚拟电厂试点参与调频等辅助服务市场交易。二、

虚拟电厂关键技术与实践虚拟电厂参与电力市场浙江区域山东区域18三发展机遇和挑战电力市场体系逐步构建

，

商业模式进一步完善

357号文件明确虚拟电厂参与电力市场的准入条件

，健全参与电能量

、辅助服务市场机制，

优化需求响应机制。

现货市场限价区间逐步拉大

，通过电能量

、

辅助服务

、容量市场等盈利模式获取多元化收益。可聚合资源体量庞大

，

业务空间广阔

资源方面

，我国负荷侧可调资源已超过5000万千瓦；

136号文件明确包括分布式电源在内的新能源全面入市。

需求方面

，随着新能源快速发展，系统灵活调节性调节需求将进一步提升。技术创新和智能技术深度融合，向数智化运营发展

资源聚合

、

调节能力

、智慧调控等技术攻关，

持续提升虚拟电厂的调节性能和运行控制水平

，进一步拓宽收益渠道。

三、

发展机遇和挑战

发展机遇：随着电力市场化改革深入推进以及分布式资源入市

，虚拟电厂有较为广阔的发展前景20用户侧资源参与意愿偏低多数终端用户对虚拟电厂缺乏了解

，虚拟电厂与用户侧尚未建立成熟的收益分配机制

，用户调整用电习惯的成本与收益不对等；同时

，用户对虚拟电厂的调度权、数据隐私保护存在疑虑

，导致用户参与意愿低。调控技术标准不成熟虚拟电厂聚合各类资源

，但目前缺乏有效的调节能力认定评估标准

，实际调节能力“聚而不实

”；

同时

，相关调控技术尚不成熟

，涉及的管理平台、负荷系统、调度系统、电力交易平台等多个系统之间

，缺乏统一的接口标准、通信协议

，导致资源接入难度增加、规模效益难以发挥

，还可能导致网络安全问题。电网企业在虚拟电厂中的角色定位不明确当前虚拟电厂的调度、通信、计量等工作均为电网企业负责

，虚拟电厂的顶层设计、需求发布和运营多由电网企业主导

，为业内树立了良好的标杆。

同时

，电网既是“裁判员

”又是“运动员

”

，不利于虚拟电厂公平竞争和多元化发展。部分地区收益模式有限由于需求响应属于偶发交易

，仅在电网供需调节存在困难期间触发

，且部分地区补偿力度低

，无法构成主要盈利模式。部分地区电力供需趋于宽松

，现货市场峰谷价差较低

，辅助服务市场竞争也较为激烈

，叠加调度机构基于稳定性、安全性考虑

，不将虚拟电厂作为优先调用资源

，短期内虚拟电厂市场化收益难以提高。

三、