虚拟电厂的发展观察-未来市场形态展望与关键技术

虚拟电厂的发展观察虚拟电厂观察实践与发展未来市场形态公众号：电力建设挑战挑战新型电力系统传统电力系统新型电力系统传统电力系统预预测多电压、分第4页/共38页2007至今2010至今2016至今2005至今2008至今2011至今ColegeofEectricaiEngin微电网2020至今5G切片2022至今1997年，虚拟2006年至今，VPP示范工程《未来分布 2006年至今，VPP示范工程2022年全球虚2023年增至2025年将突破虚拟电厂概念自1997年提出以来，受到了欧洲、北美和澳洲多国广泛关注。近年来，随着信息通讯技术(ICT)、分布式协调控制技术和智能计量技术的提高，分布式电源、储能、电动汽车的快速发展，虚拟电厂明确发展目标文件明确了全国虚拟电厂的调节能力目标，2027年达到2000万千瓦以上，2030年提升至5000万千瓦以上，应用场景进一步拓展。展应以保供为基础，消纳与市场完善为两翼。同时虚拟电厂必须“纳入电网安全应急体系”,在电网紧急情况下需接受电网调度。明确管理流程文件提出由各省因地制宜制定虚拟电厂建设运行管理办法，统一各省虚拟电厂建设运行管理规范，明确管理职责及流程。健全市场机制文件明确虚拟电厂可作为独立主体参与电力中长期、现货及辅助服务市场，初期准入条件将适当放宽，为中小企业和民营企业打开参与通道。浙江大学电气工程学院浙江大学电气工程学院虚拟电厂是基于电力系统架构，聚合分布式电源、可调节负荷、储能等分散资源，作为新型经营主体参与电力系统优化和市场交易的组织模式。明确技术门槛标准覆盖资源接入、系统终端、通信防护、验收测试、运行管理、效益评估全流程；资源接入需满足“四可”要求，并分别接入负荷管理系统或调度自动化系统。该标准与《虚拟电厂管理规范》、《虚拟电厂资源配置与评估技术规范》共同构成虚拟电厂国标体系，分别对应主体身份、能力要求、技术规范，统设行业技术语言。可再生能源发解“十五五”规暖〔2024〕1128号〔2024〕1128号方案(2024-2027年)》发改价格〔2024〕196号发改价格〔2024〕196号《国家发展改革委国家能源机制的通知》浙江大学电气工程学院南方区域首个绿电虚拟电广在云南正式参与区域电力现货市场：南方区域首个绿电虚拟电广在云南正式参与区域电力现货市场：首批发电类虚拟电厂正式入市交易南方电网成功组织国内首次车网互动跨省联动，覆盖广|东/广西/云南/贵州/海南五省区63个城市。南方电网成功组织国内首次车网互动跨省联动，覆盖广|东/广西/云南/贵州/海南五省区63个城市。充电桩参与电华中区域立市场主体参与调峰辅华北区域华北区域虚拟电厂正式上116.9万千瓦。市虚拟电厂高质量发展实施方案》、《广州市推动智能网联新能源汽车产业发展三年行动计划首个参与电力现货市场的虚2025.07首个参与电力现货市场的虚南方区域虚拟电厂运营南方区域虚拟电厂运营商目录企业名化、市场化运营新阶段。华北区域开展现货市场电厂集中调用《浙江省虚拟电厂运营管理细则》、《浙江电力领域新型主体市场化响应方案》国网上海市电力公司成功实施百万级虚拟电厂需求响应国网上海市电力公司成功实施百万级虚拟电厂需求响应《上海市用户侧虚拟电厂建设实施方案(2025- 2027年)》构建拟电厂运行管理体系海市新型电力系资金管理办法》湖南省能源同发布《湖南省管理工作细则上海市经济信《关于同意成立上海市虚拟电厂管理中心的批复》为湖南电网消纳富余新能源。《河北省虚拟电厂建设运营管理办法(暂第9页/共38页全国虚拟电厂项目(能源局口径)全国虚拟电厂项目(能源局口径)截至2025年底，经测试接入系统浙江大学电气工程学院占2025年全社会最大用电负荷6.8%同比增长约+70%,足20%,部分示范项目低于10%;运营商反馈：平台上报10力，综合成本居高不下，难以形成规模化效应300+天第10页/共38页第10页/共38页浙江去学电气工程学院售服务+平台调度+市场套利+技术输出”的复资源类型资源类型第12页/共38页公开信息展示，截至2023年6月，已实现对跨8个国家过13.5GW。第13页/共38页◆建设历程◆建设历程■2022年，浙江电网打造省域虚拟电厂管控平台接入地市虚拟电厂资源，从而构建省域分层分区虚拟电厂聚合互动调控体系，实现高效聚合灵活资源参与电■2022年11月，华能浙江虚拟电厂1号机组顺利完成72小时试运行工作，标志着即槐交正每制里相即槐交正每制里相法电厂生地女计有交具及时老+4厂可来2表子系底导发法电厂生地女计有交具及时老+4厂可来2表子系底导发期广敲材为买上导郑8粪著通堂需我分解网物加网温序共第14页/共38页建设历程新堡电力负荷管理系统易平台省能源局、山西能监办联合印发《虚拟电厂建设与运营管理暂行办法》,省人民新堡电力负荷管理系统易平台聚合票浙江浙江大学电气工程学院CollegeofElectrscalEn用场景和示范验证项目”的超大城市虚拟电厂运行体系。■2019年，依托新型电力负荷管理系统，建设虚拟电厂一体化管理调度平台，集成国重项目成果，与调度自动化系统、电力交易平台等多个系统贯通。■2023年12月，印发《上海市加快虚拟电厂建设工作方案》等纲领性政策文件；2024年12月，完成编制《上海虚拟电厂市场准入与退出管理办法》、《虚拟电厂聚合能力检测评估方案》等内部管理规范，初步建立全流程运营管理规范。节等业务场景探索与实践。系统调节能力奖励资金管理办法》;截止2026年5月，总共注册虚拟电厂运营商63家，接入可调节总容量261.45万干瓦，开展算力协同、秒级快速节等业务场景探索与实践。第16页/共38页ColegeofBectrieaiColegeofBectrieaiEng◆建设历程◆建设历程■2023年，先后发布《深圳市虚拟电厂精准响应实施细则》《深圳市虚◆发展现状◆发展现状●已接入61家运营商，14696家资源用户。接入资源规模超475万千瓦，最大可调节负荷能力已超过130万干瓦(相当于一座中大型火力发电厂)。开展精准响应达170次(响应频次全国最高),累计调节电量约857万干瓦时，减少碳排放约7168吨，创造社会直接经济效益达2.3亿元。号·电力建设第18页/共38页◆山西--市场价格驱动◆上海--超大城市负荷侧管理与政府补◆山西--市场价格驱动◆上海--超大城市负荷侧管理与政府补偿多元资本驱动的产业生态光伏发电分布式能源宁德时代蔚率物联网运维服务智禁调度售电公司独立售电公司拥有配网运营的售电公司电网领域售电公司电力建设浙江夫学电气工程学院未来市场形态第20页/共38页目前国内虚拟电厂商业模式仍以参与需求响应及第三方调峰市场为主，存在少量调频类虚拟电厂，其他交易品种仍有待开发，随着国内电力市场规则的完善，未来虚拟电厂的市场形态及商业模式将会逐渐多样化。大型售电公司大型售电公司新能源聚合商发用平衡基团辅助服务提供商电碳资产运营商能源服务提供商虚拟电厂未来形态代理分布式新能源参与电力市场，同时通过对内部资源进行协同控制，完成分布式光伏最大化消纳虚拟电厂对外暴露发用特性，实现内部资源发用电交易，并与集中式市场开展交易虚拟电厂提供爬坡、备用、调频、容量备用等辅助服务，可提供不同时维的平衡服务虚拟电厂可通过聚合环境价值、绿电绿证等运营获◆未来形态◆未来形态第21页/共38页宽◆未来形态◆未来形态FfuREFfuRE◆未来趋势◆未来趋势ColegeofElectric功率功率FfuRE负荷基线◆未来趋势负荷基线◆未来趋势模型转换模型转换功率虚拟电厂功率虚拟电厂分布式◆未来形态第23页/共38页ColegeofElectrcal容量调频爬坡容量调频爬坡新兴资源独立用户侧储能独立用户侧储能CobegefElectricalEngngeringZCobegefElectricalEngngeringZ未来形态电未来形态电绿电市场绿证资产运营方电力用户碳普惠并在碳(绿电)市场通过出售多余(绿证)碳普惠并在碳(绿电)市场通过出售多余(绿证)缺额(绿证)实现运绿证服务平台服务平台书交易平台心>.电能量价值运营环境价值运营>.电能量价值运营环境价值运营绿证聚合和交易代理ColegeofElectnicaiEngnColegeofElectnicaiEngn◆未来形态光储充荷最优运营光伏全消纳、储能最经济运行、可调负荷动◆未来形态光储充荷最优运营光伏全消纳、储能最经济运行、可调负荷动态调节，做整体能量管理和优化控制微网最优化的电力交易结合现货的价格信号、电力交易的中长期和现货差价信号，进行源网荷储一体化单元的日前计划、日内出力实时调控节能增效共享增值收益通过管理节能手段辅助先进节能技术，提高用户生产能效，降低用户日常能耗。用户能源管理服务能源解决方案◆能源解决方案◆未来趋势为用户供全方位的能源管理能力，如生成多时间维度能源报告，提供清晰的运营能效报通过直联、级联的接入方式，构建适合不同细分场景的轻量化低成本的感知聚合方案。同时从分时、分类出发，提出不同维度的资源聚合模型，以应对不同市场下的调节交易品种，通过无感分类聚合终端，实现资源状态M建筑用户社会负荷园区阳户响应时间一级响应时间≤1秒二级1秒<响应时间≤1分钟三级1分钟<响应时间≤10分钟四级10分钟<响应时间≤30分钟五级30分钟<响应时间≤2小时六级2小时<响应时间≤24小时七级响应时间>24小时能量型功率型第28页/共38页第29页共38页浙江大学电气工程学院浙江大学电气工程学院基基于Transformer统一大模型架构电为建设业务交互业务交互执行落地AlAl的深度嵌入正在驱动传统虚拟电厂从“被动响应”向“主动预测和交易”演进，重点在以下两大核心领域：安全交易与透明决策：依托Al算法与智能交易系统，保障交易安全，并提升虚拟电厂对电网指令的执行效率。安全交易与透明决策安全交易与透明决策基于示导反思机制的攥示词优化设备建模多目标协同优化调度光伏、储能、充电柱、虫制热、热存箔等设备嗅型约束条件电能平衡设备约束忧化结果运行策略分析电力设备冰蓄冷热力供应综合需求响应模型内部需求响应外部需求响应优化成效优化成效电制热目标函数火电札维电热锅炉热巾联产机组C0排放量倘前I工作状态电负荷割再运行减割再运行减第32页/共38页优秀案例分享70PowGR70PowGR图：央视报道项目建设成果画面1全：面向金华全地域、广资源接入、多专业配合，实现区域全域资源的大规模接入；2系：建成可调资源分时分类体系与分层分区体系，构建可调节资源的技术管理能力；3层；虚拟电厂整体业务流程中构建的调度层、运营层以及资源层，构建虚拟电厂运行能力；该项目入选浙江省公司2022年数字化牵引实践成果，纳入省能源局2023年浙江省新8.61万千瓦实际调节能力。2023年聚合503景：三大业务场景：需求响应、电力辅助服务以及面向电力市场的自主调节，构建运营能力；3景：三大业务场景：需求响应、电力辅助服务以及面向电力市场的自主调节，构建运营能力；基于三层调控框架，实现了分层级任务分配以及多目标协同调控。同时通过运营层和响应层协同配合，实现区域调基于三层调控框架，实现了分层级任务分配以及多目标协同调控。同时通过运营层和响应层协同配合，实现区域调节能力互助共享，区域内资源调节响应率提升至95%以上。终端调度层应用终端调度层应用无线专网聚合商局部无线专网聚合商局部断路器聚合商聚合商■■二、研发并应用面向海量分散资源的无感分类聚合负荷调控装置研制了无感分类聚合负荷调控装置，通过与用户侧能源资源(空调、充电桩、储能等)进行交互，实现了面向海量分类聚合准确率提升17%资源分类感知聚合资源分类感知聚合由北向南由北向南物联架构：硬件模块化，软件容器化第36页/共38页70·PowGR开发融合辅助决策的地区电网市县一体化精准调控系统，构建金华可调资源参与电力市场交易的辅助开发融合辅助决策