虚拟电厂的发展观察-未来市场形态展望与关键技术

浙江大学电气工程学院CollegeofElecticalEngine浙江大学电气工程学院浙江大学电气工程学院挑战挑战新型电力系统新型电力系统间歇性、波动性、磁机海量数量+类型的新能源稳定水平降低随机性、难需求的不确定性提高原理各异、调用难传统电力系统传统电力系统转动惯量大、动态响应慢、水蓄能为主，转动惯量大、动态响应慢、水蓄能为主，稳定性好、易预测第4页/共38页2011至今2008至今2005至今2007至今2016至今2010至今2020至今5G切片2022至今车网互动V2G■2006年至今，立项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，虚拟电厂国家发展和改革委员会 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。2026-02-27发布/09-01实施明确身份定义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。明确技术门槛明确全流程技术要求标准覆盖资源接入、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。确立标准体系地位该标准与《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，统一行业技术语言。浙江大学电气工程学院Coege浙江大学电气工程学院CoegeofElectricalEngi〔2024〕1128号方案(2024-2027年)》《国家发展改革委国家能源机制的通知》第8页/共38页ColegeofEiectricealColegeofEiectricealEngineeri院建成首个由虚拟电厂聚合充电桩参与电网调频的车网互动系统。《关于同意成立上海市虚拟电厂管理中心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/区63个城市。湖南省能源局发布《湖南省拟电厂主体。华东区域电厂运营管理细则》、《浙江电力领域新型主体市场化响应方案》湖南虚拟电厂首次以独立市场主体参与调峰辅助服务市场。海市新型电力系统调节能力奖励明确虚拟电厂资源聚合平台按50动建筑领域空调 《上海市用户侧虚拟电厂建设实2027年)》构建广州发布《广州市虚拟电厂高质量发展实施方推动智能网联新能源汽车产业发展三年行动计划电厂需求响应116.9万千瓦。南方区域10家企业列入单，迈入规模电厂首次跨省响应，参与省河北省发改委《河北省虚拟电厂建设运营南方区域首个绿电虚拟华北区域开展现货市场浙江大学电气工程学院Coege浙江大学电气工程学院CoegeofElectricaEnginee截至2025年底，经测试接入系统300+天第10页/共38页浙江大学电气工程学院第12页/共38页聚聚合规模第13页/共38页浙江夫学电气工程学院浙江夫学电气工程学院**浙江大学电气工程学院浙江大学电气工程学院◆建设历程◆发展现状易平台易平台第15页/共38页浙江大学电气工程学院2.2不同省份的差异化路径--上海浙江大学电气工程学院建设历程建设历程构建“一个交易市场+一体化管理调度平台+四大类城市特色资源+N类应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。■主要以负荷单元参与需求响应，采用政府补偿机制，配套《上海市新型电力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、秒级快速调节等业务场景探索与实践。第16页/共38页浙江大学电气工程学院Collegeof浙江大学电气工程学院CollegeofElectricalEng2023年，先后发布《深圳市虚拟电厂精准响应实施细则》《深圳市虚拟电厂精准响应管理办法》等虚拟电厂指导性文态化参与电网调控提供了制度和资金保障，◆发展现◆发展现状第17页/共38页浙江大学电气工程学院主企业_◆浙江-机制健全与日常运营◆上海-超大城市负荷侧管理与政府补偿◆深圳-统一管理中心与高频精准响应浙江大学电气工程学院未来市场形态大型售电公司作为售电公司在未来现货市场中套利，同时通过虚拟电厂资源调节稳定售电公司报量报价曲线。大型售电公司新能源聚合商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虚拟电厂对外暴露发用特性，实现内部资源发用电发用平衡基团辅助服务提供商电碳资产运营商虚拟电厂虚拟电厂提供爬坡、备用、调频、容量备用等辅虚拟电厂虚拟电厂可通过聚合环境价值、绿电绿证等运营获能源服务提供商提供节能服务、能源数据分析、能源解决方案设计能源服务提供商等一系列能源服务第20页/共38页◆未来趋势宽第21页/共38页◆未来形态◆未来形态■通过技术手段对大量分布式电源■挖掘就近消纳市场主体，采用绿率◆未来趋势◆未来趋势浙江大学电气工程学院ColegeofElectricealEngineeri浙江大学电气工程学院ColegeofElectricealEngineeri功率实际负荷曲线功率负荷基线负荷基线虚拟电厂调整量◆未来趋势虚拟电厂调整量功率虚拟电厂虚拟电厂出力曲线虚拟电厂发电量◆未来形态功率虚拟电厂虚拟电厂出力曲线虚拟电厂发电量◆未来形态第23页/共38页CollegeCollegeofElectrica!TURTURE◆未来趋势容量备用容量备用常规资源常规资源浙江大学电气工程学院浙江大学电气工程学院◆未来趋势■企业愈发关注自身环境价值绿电市场绿电市场心减排需求电力用户电能量价值运营环境价值运营绿证聚合和交易代理并在碳(绿电)市场缺额(绿证)实现运第25页/共38页CollegeofCollegeofElectriea◆未来形态O◆未来形态O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告，提出能源规划方案等。◆未来趋势第26页/共38页浙江大学电气工程学院CoegeofElectricaEnginee◆直连级联接入◆直连级联接入响应时间响应时间≤1秒1秒<响应时间≤1分钟1分钟<响应时间≤10分钟四级10分钟<响应时间≤30分钟30分钟<响应时间≤2小时响应时间>24小时能量型功率型第28页共38页第28页共38页用电负荷基于Transformer基于Transformer架构构建统一能源基础模型，实现电能量与现货、调频、碳核算等异质市场的多模态特征融合；基于系统安全、经济性与低碳性多目标函数的大规模预训练，促使模型涌现出应对复杂未知场景的强泛化能力依托智能体架构，实现了从原始多模态数据到应急响应预案生成调度辅助决策的端到端映射。基于Transformer统一大模型架构业务交互执行落地基于Transformer统一大模型架构业务交互执行落地浙江大学电气工程学院College浙江大学电气工程学院CollegeofElectricnl……安全交易与透明决策…浙江大学电气工程学院浙江大学电气工程学院电力设备冰蓄冷热力供应设备建模电负者热储能综合需求响应模型内部需求响应外部需求响应备命命命命命馋端用备命命命命命热存热存负荷优化成效优化成效多目标协同优化调度虫制热、热存储等设备模型空压器削峰填浴运行成本热巾联产机组W电能平衡设备约束优化计算运行策略成本收益CO.排放量伴能2工作状念电负荷第32页/共38页伴能2工作状念电负荷第32页/共38页浙江大学电气工程学院优秀案例分享第34页/共38页图：央视报道项目建设成果画面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年浙江省新累计接入可调资源31.22万千瓦，具备最大8.61万千瓦实际调节能力。2023年聚合50力，在迎峰度夏(冬)期间发挥保供电作用。调度层辅助服务辅助服务无线专网无线专网第35页/共38页第36页/共38页■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■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可预测电站未来的出力情况，保持用户舒适度不低于0.32有效评估电网对新能源的接纳能力，调节精度达99.53%p2浙达敲源浙达敲源第37页/共38页辅助决策效益提升(储能)辅助决策效益提升(储能)最大收益越线逆流约束主网总览直连、级联接入海量分散资源s证书热：1480%3页/共38页