虚拟电厂:化零为整的“智慧调度手”,赋能电网柔性调控与市场交易

发表时间:2025-09-02 14:16

新型电力系统中,大规模接入的风力、光伏等新能源主要“看天吃饭”,风光资源不佳时,发电量骤降导致供应短缺;天气晴朗、风力强劲时,发电量远超需求,造成消纳困难。如果依靠传统电厂频繁启停来“跟跑”这种剧烈波动,调节速度慢、成本高,还会增加排放,亟需高效的“智慧调度手”来精准管控供需平衡。


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虚拟电厂:破局新能源波动挑战


虚拟电厂(VPP)正是解决这一矛盾的“调度中枢”。它无需建设实体电厂,而是用智能技术将分布式光伏、可调节负荷、储能电池等设备“网”起来,形成灵活调控的“隐形电厂”:电多时促其用电/存电,电少时令其节电/发电。这相当于为新能源加装“稳定器”,能以低成本、快速度填补电网灵活性缺口。


举个例子


假设一座5万平方米的写字楼,在夏季用电高峰时段,用虚拟电厂控制系统对各楼层中央空调的预设温度、风机转速、送风量等参数进行一定的柔性调节,通过优化调控可削减100-200千瓦的峰值用电负荷。若将数百座此类建筑聚合管理,即可形成一个数万千瓦级、可快速响应的虚拟调峰资源。


价值落地:虚拟电厂的典型业务场景


正是凭借这种对海量分布式资源的高效聚合与精准协同调控能力,虚拟电厂得以解锁巨大的市场价值潜力,主要通过以下几种典型场景实现:


1. 辅助服务交易:电网的“救火队员”

在电网突发波动时,立刻调配充电桩、储能电池等资源,帮电网快速稳住电压和频率,电网为这种应急服务支付补偿费。

2. 需求侧响应:电网的“减负帮手”

在电网压力大时,按约定远程调低一批空调温度或暂停工厂非关键设备,临时减轻用电负担,参与响应计划获得补贴或市场报酬。

3. 电力现货交易:用户的“电力买卖代理人”

替工厂、充电站等用户群体,在电力市场的实时交易中低买高卖,从用户省下的电费或赚取的差价中抽成。

4. 能效优化服务:企业的“智能电管家”

帮大企业分析用电习惯,预测电价涨跌,制定充电/生产计划,代理批发购电,从企业省下的电费中分成,或收取智能管理服务费。

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发展挑战:迈向规模化的关键瓶颈


尽管虚拟电厂高效灵活的优势显著,其大规模建设与商业运营仍面临多维度挑战:


资源整合壁垒高:海量异构设备(协议/接口/控制方式各异)的统一接入、精准感知与协同控制复杂度高。

市场机制待健全:VPP独立主体资格认定、动态容量评估标准、价格形成与结算规则(尤其用户分润)尚未统一;跨区交易壁垒突出。

生态协同难度大:中小用户参与激励不足,多方主体(资源方/聚合商/电网/交易中心)权责利边界模糊,信任机制与违约追责体系缺失。

可持续盈利存疑:过度依赖补贴;无补贴场景下,单纯依靠辅助服务或现货价差实现稳定收益的商业模式尚未充分验证。

安全成本双高压:智能化平台建设投入巨大;确保大规模资源远程控制的绝对安全是刚性门槛。


破局驱动:政策、技术与市场的协同


不过值得关注的是,当前其部分关键环节已迎来突破性进展。今年以来,在政策破冰、技术进步与市场机制创新的三重驱动下,虚拟电厂为平衡电网波动、促进新能源高效消纳的发展路径日益清晰。


政策开路:从顶层设计到地方实践

国家战略牵引:

• 2025年,国家发展改革委、国家能源局发布《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》,明确要求到2027年,虚拟电厂建设运行管理机制成熟规范,参与电力市场的机制健全完善,全国虚拟电厂调节能力达到2000万千瓦以上。

地方机制创新:

• 2025年4月 浙江在全国首创虚拟电厂全流程管理规范,特别创新了动态能力认证机制和等级评定机制。

• 2025年7月 上海临港新片区,新规明确虚拟电厂可作为独立主体参与电力市场全链条交易,包括中长期合约、辅助服务及现货市场等,彻底打破了此前依赖单一补贴的运营模式。

产业链各环节企业加快布局

• 发电侧,国家能源集团、中国华电等大型能源公司凭借资源积累,跨越多个地区整合分布式能源,搭建省级、园区级虚拟电厂运营平台。

• 运营商侧,头部科技能源公司,聚合零星分散的负荷与储能,以电力电子、智能控制专长推动虚拟电厂项目落地。

• 电网侧,电网公司依托数据优势与调度能力,为运营商资源接入提供支撑,带动相关公司进入虚拟电厂产业链。


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技术驱动:构建智能虚拟电厂基石

AI优化与预测:基于深度学习和强化学习的AI算法,被广泛用于预测分布式资源的出力/负荷曲线,同时凭借其强大的数据分析、预测和决策能力,深入应用到电价波动预测、交易策略优化及实时需求响应等环节。

统一的云边协同管理平台:成为支撑大规模资源聚合与控制的“操作系统”,实现海量异构资源的统一接入、状态实时监控、策略智能下发与执行反馈闭环。

边缘计算与5G增强响应:边缘智能网关实现资源端的本地快速决策与控制执行,显著降低端到端响应延迟,提升资源响应速度与可靠性。同时,高可靠、低时延的5G网络为广泛接入提供通信保障。

端到端安全架构:区块链技术已应用于交易环节的身份认证、数据确权与可信存证(如清分结算),解决多方信任问题(但必须融入整体安全防护框架)。



市场深化:拓展多元商业模式与盈利路径

交易主体百花齐放:除电网、发电集团外,负荷聚合商、综合能源服务商、售电公司、新能源车运营商、智能楼宇管理等均可成为VPP聚合商或运营主体。

交易品类生态延展: VPP可提供的服务从传统需求响应,全面覆盖至调频、调峰、备用、爬坡、电压支撑乃至黑启动等多样化辅助服务。

商业模式加速迭代:如上海临港新政,“参与全链条交易”取代补贴依赖,基于市场化收益的合同能源管理、容量租赁、电力套餐+增值服务等商业模式加速涌现。


前瞻布局:数智化驱动虚拟电厂价值

作为能源革命、电力改革与数字经济的融合载体,虚拟电厂的核心价值在于构建安全、智能、可信的数字中枢平台,通过深度联动电力系统三大中心实现资源价值最大化:


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基于对电网需求的深度理解,申威睿思依托在核心能力领域的持续深耕——包括AI驱动优化与智能体学习算法、依托边缘计算与智能网关的海量资源接入与精准控制能力、对电力市场的深度理解与动态建模能力,支撑虚拟电厂平台高效运营


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柔性管控中枢:联动电力负荷管理中心

精打细算降成本

聚合海量可调负荷(空调/充电桩/工业设备),基于电价信号与负荷预测,动态柔性控制设备负荷,实现精准削峰填谷,为用户节省电费,为电网降低阻塞成本与经济调度压力。


02


智慧调度引擎:对接电力调度中心

分秒必争保安全

依托毫秒级资源控制能力,实时响应AGC调频等指令。通过协同优化算法动态分配储能放电、空调降载等任务,平抑电网波动,保障频率电压稳定,替代传统机组为新能源电网提供安全兜底能力。


03


策略交易引擎:融入电力交易中心

巧抓机遇创收益

集成现货交易核心能力,运用交易策略数学模型(上层电厂收益模型、下层市场出清模型)与交易策略智能体(基于强化学习的智能体技术),实现策略生成、模拟推演与动态优化。帮助聚合商及大型用户在日前、日内、实时电力市场中,精准预测价格、优化报量报价策略、模拟市场出清结果,最大化参与需求响应、辅助服务及电能量交易的收益。


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当前,在政策破冰、技术夯实、市场突破的三重驱动下,虚拟电厂迎来规模化发展关键期。我们将聚焦AI优化、精准控制、交易算法等核心技术,深化电力全链服务能力,携手能源电力产业伙伴,推动虚拟电厂实现商业化闭环与规模化应用,为构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、灵活智能的新型电力系统贡献核心动能。

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