虛擬電廠：讓綠電“發(fā)得出”又“用得好”
近年來，我國風電、光伏等綠電裝機規(guī)模不斷刷新紀錄，但“靠天吃飯”的特性也日益顯露——發(fā)電量波動明顯，極端天氣下甚至會出現(xiàn)“過山車”式震蕩。如何讓這些清潔電力既“發(fā)得出”又“用得好”？虛擬電廠能把分散的儲能、充電樁等資源聚合起來，在關(guān)鍵時點靈活響應(yīng)電網(wǎng)需求，是用好綠電的可靠幫手。
電力調(diào)節(jié)潛力超3億千瓦
隨著風電、光伏等新能源裝機容量加速攀升，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正逐步建立。截至2026年6月底，我國風光新能源發(fā)電累計裝機容量合計19.53億千瓦，占全國累計發(fā)電裝機容量約48.3%。然而，風光新能源發(fā)電與季節(jié)、氣候關(guān)聯(lián)強，單日出力波動幅度可達裝機容量的70%以上，極端天氣下更易引發(fā)日內(nèi)電力供需“過山車”式震蕩。
以西北某新能源基地為例，午間光伏大發(fā)時段常需削減出力30%，而夜間負荷高峰時又面臨40%的電力缺口，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行模式已難以為繼。新能源發(fā)電的間歇性、隨機性和波動性，給新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來巨大挑戰(zhàn)，也對新型電力系統(tǒng)的靈活性提出更高要求。
在這樣的背景下，構(gòu)建智慧化調(diào)節(jié)體系，充分挖掘分布式電源、分布式儲能、柔性可調(diào)控負荷等分布式能源，已成為我國能源轉(zhuǎn)型的主要趨勢之一。據(jù)測算，僅工商業(yè)可調(diào)負荷、電動汽車、分布式儲能的調(diào)節(jié)潛力就超過3億千瓦，相當于150座大型抽水蓄能電站的容量。然而，這些資源具有單體規(guī)模小、空間分散、響應(yīng)特性差異大的特點，傳統(tǒng)集中式調(diào)度模式難以有效整合。
虛擬電廠通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷等多種分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，可作為一個特殊電廠參與電力協(xié)調(diào)管理。作為實現(xiàn)智慧化調(diào)節(jié)體系的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)海量分布式能源的協(xié)調(diào)運行，它對分布式能源的地理位置和組成結(jié)構(gòu)沒有特性的約束，可將分布廣泛、參數(shù)各異的分布式能源聚合為統(tǒng)一整體。
2026年8月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《新型電力系統(tǒng)建設(shè)‘十五五’規(guī)劃》，明確提出大力促進虛擬電廠發(fā)展，到2030年虛擬電廠最大調(diào)節(jié)能力超過5000萬千瓦。這正是因為，在新能源發(fā)展過程中，虛擬電廠技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，可以提升電力供保和新能源就地消納能力，為新型電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展提供有力支持。
讓每一度電“物盡其用”
虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)特征包括：資源動態(tài)聚合能力、海量數(shù)據(jù)實時交互能力、多目標協(xié)同控制能力以及市場交易響應(yīng)能力�；谝陨霞夹g(shù)特征，虛擬電廠不僅實現(xiàn)了資源的廣域整合與高效管理，更成為支撐電力系統(tǒng)平衡的重要靈活資源：在調(diào)峰輔助服務(wù)市場，它可通過精準削減高峰負荷或釋放儲能電量，緩解電網(wǎng)短期供電壓力；在調(diào)頻輔助服務(wù)市場，其毫秒級響應(yīng)能力可快速平抑電網(wǎng)頻率波動，替代傳統(tǒng)機組提供高精度調(diào)節(jié)；在需求側(cè)響應(yīng)市場，能動態(tài)引導用戶負荷主動匹配可再生能源波動，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲互動；在能效優(yōu)化與節(jié)能服務(wù)市場，能夠優(yōu)化內(nèi)部多種分布式能源資源的協(xié)同運行策略，系統(tǒng)性地壓縮整體能耗水平。這些功能共同推動虛擬電廠從技術(shù)概念轉(zhuǎn)化為參與電力市場交易、保障系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵載體。
調(diào)峰輔助服務(wù)市場。虛擬電廠接受調(diào)度指令后，通過調(diào)整自身的用電行為，全面緩解電網(wǎng)負荷高峰資源不足，包括削峰調(diào)峰和填谷調(diào)峰。與傳統(tǒng)火電調(diào)峰相比，虛擬電廠具備顯著優(yōu)勢：建設(shè)周期從3年縮短至3個月，調(diào)節(jié)速度從分鐘級提升至秒級，單位容量投資成本僅為抽水蓄能的1/5。目前，各地區(qū)虛擬電廠均可參與日前和日內(nèi)市場，部分地區(qū)還開展了實時市場。華北和華中地區(qū)開展了省間市場，華中六省建立“調(diào)峰資源庫”共享機制，通過跨省調(diào)用虛擬電廠資源實現(xiàn)了區(qū)域協(xié)同。針對西北地區(qū)存在的棄風棄光現(xiàn)象，甘肅規(guī)定用戶側(cè)的儲能可與區(qū)域內(nèi)新能源供應(yīng)方簽訂協(xié)議建立虛擬電廠，對內(nèi)提升新能源消納率，實現(xiàn)虛擬電廠自平衡，對外也可參與電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰。
調(diào)頻輔助服務(wù)市場。目前浙江和江蘇地區(qū)均開展了虛擬電廠調(diào)頻市場。浙江同時開展了虛擬電廠調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)市場，市場機制更為完備。江蘇允許虛擬電廠以綜合能源服務(wù)商的身份參與調(diào)頻。兩地均規(guī)定虛擬電廠應(yīng)具有不少于2小時的持續(xù)響應(yīng)時間，且均采用日前出清、日內(nèi)調(diào)用的方式。2025年12月，蘇州工業(yè)園區(qū)虛擬電廠管理平臺上線，聚合各類可調(diào)資源總?cè)萘?萬千瓦，平臺試運行期間實際調(diào)節(jié)負荷2萬千瓦，響應(yīng)準確率達到94%，計劃到2027年形成12萬千瓦調(diào)節(jié)能力。
需求響應(yīng)市場。虛擬電廠為分布式能源參與需求響應(yīng)提供技術(shù)支撐。廣州率先開展虛擬電廠需求響應(yīng)市場，提出《廣州市虛擬電廠實施細則》，建立全市約占統(tǒng)調(diào)負荷3%的需求響應(yīng)能力，將虛擬電廠需求響應(yīng)作為全社會用電管理的重要方式。廣州虛擬電廠需求響應(yīng)市場的市場主體有電力用戶和負荷聚合商，其中電力用戶包括工商業(yè)用戶、大工業(yè)用戶，并逐步挖掘居民用戶。深圳試點“需求響應(yīng)保險”產(chǎn)品，當虛擬電廠未能完成約定響應(yīng)量時，由保險公司賠付電網(wǎng)企業(yè)損失，保費僅占預(yù)期收益的3%~5%。
能效優(yōu)化和節(jié)能服務(wù)市場。虛擬電廠通過智能算法實時分析聚合資源的用能特性，動態(tài)優(yōu)化分布式電源、儲能與負荷的協(xié)同運行，實現(xiàn)系統(tǒng)級節(jié)能降耗。其核心是滿足用戶需求的前提下，自動選擇成本最低、碳排放最小的用能組合。例如通過識別高耗能設(shè)備的運行低估期，自動切至新能源供電時段；利用儲能系統(tǒng)吸收低價綠電，替代高價時段電網(wǎng)購電；通過區(qū)域資源互濟，減少配電網(wǎng)絡(luò)的傳輸損耗等。例如，深圳虛擬電廠平臺將用戶節(jié)能率轉(zhuǎn)化為積分，允許企業(yè)間進行“能效積分交易”，節(jié)能率較高的用戶可出售富余積分，參與企業(yè)的平均用電成本降低了7.2%。
從“全球最大”走向“調(diào)節(jié)最強”
隨著國內(nèi)虛擬電廠在市場初期的調(diào)頻、調(diào)峰、需求響應(yīng)等市場機制完善，一些試點已順利完成虛擬電廠有序平穩(wěn)運營。2021年初，浙江電網(wǎng)首次完成了虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)交易，并通過智慧調(diào)度平臺遠程控制麗水綠色能源虛擬電廠參與調(diào)峰，達43萬千瓦的調(diào)峰總量，最終實現(xiàn)零成本調(diào)峰，節(jié)約需求響應(yīng)成本130萬元，增加新能源消納108萬千瓦。2022年1月，國網(wǎng)綜合能源服務(wù)公司虛擬電廠組織了總調(diào)節(jié)能力為20.4萬千瓦的電力用戶參與華北調(diào)峰市場，截至2022年底，該虛擬電廠已累計調(diào)峰4780萬千瓦時，實現(xiàn)4.8萬噸的碳減排。
國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2025年底，全國已建成470個虛擬電廠項目，實測最大調(diào)節(jié)能力1685萬千瓦，形成全球規(guī)模領(lǐng)先的虛擬電廠集群。行業(yè)測算德國相關(guān)資源規(guī)模約1800萬千瓦，我國資源利用率相較德國成熟項目65%的水平仍有較大提升空間。
為促進虛擬電廠的進一步發(fā)展，應(yīng)重點突破異構(gòu)資源動態(tài)建模（解決空調(diào)、儲能、電動汽車等設(shè)備響應(yīng)特性差異）、邊緣智能終端輕量化（將決策時延從秒級壓縮至毫秒級）、區(qū)塊鏈可信計量（確保百萬級終端數(shù)據(jù)不可篡改）三大技術(shù)難題。推動虛擬電廠調(diào)節(jié)容量可信性評估、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行影響評估、人工智能協(xié)調(diào)控制策略等關(guān)鍵技術(shù)落地應(yīng)用。建設(shè)高水平虛擬電廠仿真實驗室，為提高虛擬電廠常態(tài)化調(diào)節(jié)的可靠性和準確性提供技術(shù)支撐。
虛擬電廠作為提高電網(wǎng)靈活性、促進分布式能源與大電網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化運行、促進電力系統(tǒng)清潔高效穩(wěn)定運行的有效技術(shù)手段，研究和應(yīng)用均處于起步階段，仍需要多方發(fā)力，讓這種基于數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的“看不見的電廠”，真正成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要支撐，為能源綠色低碳發(fā)展注入新動能。
（作者：彭躍輝，系華北電力大學科學技術(shù)研究院副院長）
作者： 彭躍輝 來源：光明網(wǎng) 責任編輯：jianping
電力調(diào)節(jié)潛力超3億千瓦
隨著風電、光伏等新能源裝機容量加速攀升，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正逐步建立。截至2026年6月底，我國風光新能源發(fā)電累計裝機容量合計19.53億千瓦，占全國累計發(fā)電裝機容量約48.3%。然而，風光新能源發(fā)電與季節(jié)、氣候關(guān)聯(lián)強，單日出力波動幅度可達裝機容量的70%以上，極端天氣下更易引發(fā)日內(nèi)電力供需“過山車”式震蕩。
以西北某新能源基地為例，午間光伏大發(fā)時段常需削減出力30%，而夜間負荷高峰時又面臨40%的電力缺口，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行模式已難以為繼。新能源發(fā)電的間歇性、隨機性和波動性，給新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來巨大挑戰(zhàn)，也對新型電力系統(tǒng)的靈活性提出更高要求。
在這樣的背景下，構(gòu)建智慧化調(diào)節(jié)體系，充分挖掘分布式電源、分布式儲能、柔性可調(diào)控負荷等分布式能源，已成為我國能源轉(zhuǎn)型的主要趨勢之一。據(jù)測算，僅工商業(yè)可調(diào)負荷、電動汽車、分布式儲能的調(diào)節(jié)潛力就超過3億千瓦，相當于150座大型抽水蓄能電站的容量。然而，這些資源具有單體規(guī)模小、空間分散、響應(yīng)特性差異大的特點，傳統(tǒng)集中式調(diào)度模式難以有效整合。
虛擬電廠通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷等多種分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，可作為一個特殊電廠參與電力協(xié)調(diào)管理。作為實現(xiàn)智慧化調(diào)節(jié)體系的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)海量分布式能源的協(xié)調(diào)運行，它對分布式能源的地理位置和組成結(jié)構(gòu)沒有特性的約束，可將分布廣泛、參數(shù)各異的分布式能源聚合為統(tǒng)一整體。
2026年8月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《新型電力系統(tǒng)建設(shè)‘十五五’規(guī)劃》，明確提出大力促進虛擬電廠發(fā)展，到2030年虛擬電廠最大調(diào)節(jié)能力超過5000萬千瓦。這正是因為，在新能源發(fā)展過程中，虛擬電廠技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，可以提升電力供保和新能源就地消納能力，為新型電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展提供有力支持。
讓每一度電“物盡其用”
虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)特征包括：資源動態(tài)聚合能力、海量數(shù)據(jù)實時交互能力、多目標協(xié)同控制能力以及市場交易響應(yīng)能力�；谝陨霞夹g(shù)特征，虛擬電廠不僅實現(xiàn)了資源的廣域整合與高效管理，更成為支撐電力系統(tǒng)平衡的重要靈活資源：在調(diào)峰輔助服務(wù)市場，它可通過精準削減高峰負荷或釋放儲能電量，緩解電網(wǎng)短期供電壓力；在調(diào)頻輔助服務(wù)市場，其毫秒級響應(yīng)能力可快速平抑電網(wǎng)頻率波動，替代傳統(tǒng)機組提供高精度調(diào)節(jié)；在需求側(cè)響應(yīng)市場，能動態(tài)引導用戶負荷主動匹配可再生能源波動，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲互動；在能效優(yōu)化與節(jié)能服務(wù)市場，能夠優(yōu)化內(nèi)部多種分布式能源資源的協(xié)同運行策略，系統(tǒng)性地壓縮整體能耗水平。這些功能共同推動虛擬電廠從技術(shù)概念轉(zhuǎn)化為參與電力市場交易、保障系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵載體。
調(diào)峰輔助服務(wù)市場。虛擬電廠接受調(diào)度指令后，通過調(diào)整自身的用電行為，全面緩解電網(wǎng)負荷高峰資源不足，包括削峰調(diào)峰和填谷調(diào)峰。與傳統(tǒng)火電調(diào)峰相比，虛擬電廠具備顯著優(yōu)勢：建設(shè)周期從3年縮短至3個月，調(diào)節(jié)速度從分鐘級提升至秒級，單位容量投資成本僅為抽水蓄能的1/5。目前，各地區(qū)虛擬電廠均可參與日前和日內(nèi)市場，部分地區(qū)還開展了實時市場。華北和華中地區(qū)開展了省間市場，華中六省建立“調(diào)峰資源庫”共享機制，通過跨省調(diào)用虛擬電廠資源實現(xiàn)了區(qū)域協(xié)同。針對西北地區(qū)存在的棄風棄光現(xiàn)象，甘肅規(guī)定用戶側(cè)的儲能可與區(qū)域內(nèi)新能源供應(yīng)方簽訂協(xié)議建立虛擬電廠，對內(nèi)提升新能源消納率，實現(xiàn)虛擬電廠自平衡，對外也可參與電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰。
調(diào)頻輔助服務(wù)市場。目前浙江和江蘇地區(qū)均開展了虛擬電廠調(diào)頻市場。浙江同時開展了虛擬電廠調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)市場，市場機制更為完備。江蘇允許虛擬電廠以綜合能源服務(wù)商的身份參與調(diào)頻。兩地均規(guī)定虛擬電廠應(yīng)具有不少于2小時的持續(xù)響應(yīng)時間，且均采用日前出清、日內(nèi)調(diào)用的方式。2025年12月，蘇州工業(yè)園區(qū)虛擬電廠管理平臺上線，聚合各類可調(diào)資源總?cè)萘?萬千瓦，平臺試運行期間實際調(diào)節(jié)負荷2萬千瓦，響應(yīng)準確率達到94%，計劃到2027年形成12萬千瓦調(diào)節(jié)能力。
需求響應(yīng)市場。虛擬電廠為分布式能源參與需求響應(yīng)提供技術(shù)支撐。廣州率先開展虛擬電廠需求響應(yīng)市場，提出《廣州市虛擬電廠實施細則》，建立全市約占統(tǒng)調(diào)負荷3%的需求響應(yīng)能力，將虛擬電廠需求響應(yīng)作為全社會用電管理的重要方式。廣州虛擬電廠需求響應(yīng)市場的市場主體有電力用戶和負荷聚合商，其中電力用戶包括工商業(yè)用戶、大工業(yè)用戶，并逐步挖掘居民用戶。深圳試點“需求響應(yīng)保險”產(chǎn)品，當虛擬電廠未能完成約定響應(yīng)量時，由保險公司賠付電網(wǎng)企業(yè)損失，保費僅占預(yù)期收益的3%~5%。
能效優(yōu)化和節(jié)能服務(wù)市場。虛擬電廠通過智能算法實時分析聚合資源的用能特性，動態(tài)優(yōu)化分布式電源、儲能與負荷的協(xié)同運行，實現(xiàn)系統(tǒng)級節(jié)能降耗。其核心是滿足用戶需求的前提下，自動選擇成本最低、碳排放最小的用能組合。例如通過識別高耗能設(shè)備的運行低估期，自動切至新能源供電時段；利用儲能系統(tǒng)吸收低價綠電，替代高價時段電網(wǎng)購電；通過區(qū)域資源互濟，減少配電網(wǎng)絡(luò)的傳輸損耗等。例如，深圳虛擬電廠平臺將用戶節(jié)能率轉(zhuǎn)化為積分，允許企業(yè)間進行“能效積分交易”，節(jié)能率較高的用戶可出售富余積分，參與企業(yè)的平均用電成本降低了7.2%。
從“全球最大”走向“調(diào)節(jié)最強”
隨著國內(nèi)虛擬電廠在市場初期的調(diào)頻、調(diào)峰、需求響應(yīng)等市場機制完善，一些試點已順利完成虛擬電廠有序平穩(wěn)運營。2021年初，浙江電網(wǎng)首次完成了虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)交易，并通過智慧調(diào)度平臺遠程控制麗水綠色能源虛擬電廠參與調(diào)峰，達43萬千瓦的調(diào)峰總量，最終實現(xiàn)零成本調(diào)峰，節(jié)約需求響應(yīng)成本130萬元，增加新能源消納108萬千瓦。2022年1月，國網(wǎng)綜合能源服務(wù)公司虛擬電廠組織了總調(diào)節(jié)能力為20.4萬千瓦的電力用戶參與華北調(diào)峰市場，截至2022年底，該虛擬電廠已累計調(diào)峰4780萬千瓦時，實現(xiàn)4.8萬噸的碳減排。
國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2025年底，全國已建成470個虛擬電廠項目，實測最大調(diào)節(jié)能力1685萬千瓦，形成全球規(guī)模領(lǐng)先的虛擬電廠集群。行業(yè)測算德國相關(guān)資源規(guī)模約1800萬千瓦，我國資源利用率相較德國成熟項目65%的水平仍有較大提升空間。
為促進虛擬電廠的進一步發(fā)展，應(yīng)重點突破異構(gòu)資源動態(tài)建模（解決空調(diào)、儲能、電動汽車等設(shè)備響應(yīng)特性差異）、邊緣智能終端輕量化（將決策時延從秒級壓縮至毫秒級）、區(qū)塊鏈可信計量（確保百萬級終端數(shù)據(jù)不可篡改）三大技術(shù)難題。推動虛擬電廠調(diào)節(jié)容量可信性評估、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行影響評估、人工智能協(xié)調(diào)控制策略等關(guān)鍵技術(shù)落地應(yīng)用。建設(shè)高水平虛擬電廠仿真實驗室，為提高虛擬電廠常態(tài)化調(diào)節(jié)的可靠性和準確性提供技術(shù)支撐。
虛擬電廠作為提高電網(wǎng)靈活性、促進分布式能源與大電網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化運行、促進電力系統(tǒng)清潔高效穩(wěn)定運行的有效技術(shù)手段，研究和應(yīng)用均處于起步階段，仍需要多方發(fā)力，讓這種基于數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的“看不見的電廠”，真正成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要支撐，為能源綠色低碳發(fā)展注入新動能。
（作者：彭躍輝，系華北電力大學科學技術(shù)研究院副院長）
作者： 彭躍輝 來源：光明網(wǎng) 責任編輯：jianping
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