未来已来，虚拟电厂的未来在哪里

国家能源局近日发布《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》（以下简称“征求意见稿”）和《电力现货市场监管办法（征求意见稿）》明确，推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易。

虚拟电厂 (Virtual Power Plant ,简称VPP)，是通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG(即distributed generator，分布式电源)、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER(即Distributed Energy Resource，分布式能源资源)的聚合和协调优化，作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

“占领市场必先占领消费者的心灵”。Wind数据显示，自年内4月低点以来，“虚拟电厂”指数跑赢同期沪深300指数76.02个百分点，累计涨幅高达84.21%。据同花顺数据，截至今年8月底，47只虚拟电厂概念股中，38只股价上涨。虚拟电厂的意外出圈，为传统的电力行业描绘一个颇具卖点的故事：通过技术搭建起来的一套能源管理系统，将电网中大量散落的、可调节的电力负荷整合，参与电网调度，实现削峰填谷甚至拯救电荒。有业内人士认为在电力市场建设不完善的情况下，我国目前的VPP建设任重道远。

中国故事：资本火热但尚处萌芽状态

近年来，“能源转型”成为当前电力行业发展的新主题。电力系统中火力发电占比显著降低，可再生能源渗透率逐步提高，电力行业面临高比例新能源接入、电力灵活性下降等诸多新挑战。双碳目标提出后，DG和DER成为新型电力系统中不可或缺的重要组成部分，这也为电力系统提出了更高的要求。

随着能源互联网技术的发展，各种新事物、新技术不断涌现。虚拟电厂因具备高可靠、低成本、清洁化等特征，成为新型电力系统构建的重要研究领域。

2020年起，国家能源局确定将VPP平台纳入能源领域重点专项，以推动技术成果的转化落地。2021 年，国家能源局印发《2021年能源监管工作要点》，积极推进VPP等第三方主体参与电力辅助服务市场。近年来，上海黄浦区商业建筑VPP、江苏大规模源网荷友好互动系统VPP、浙江绿色能源VPP、冀北VPP项目等相继落地，为激活需求侧资源提供了经验。

国家发改委、国家能源局今年5月印发的《“十四五”现代能源体系规划》提出“大力提升电力负荷弹性”，加强电力需求侧响应能力建设，力争到2025年，电力需求侧响应能力达到最大用电负荷的3%—5%，进一步激活了VPP发展规模。

VPP的核心可以归纳为“通信”和“聚合”。VPP是聚合地理位置相对分散DER，依托于调控中心、电力交易平台等，辅以数据交互通讯技术，既可作为“正电厂”向系统供电，又可作为“负电厂”加大消纳；既可快速响应指令保障系统稳定，也可如同真实的电厂一样参与各类电力市场获得经济收益。

今年VPP迎来实质性发展：深圳虚拟电厂管理中心正式揭牌，山西省发布国内首份省级虚拟电厂运营管理，山东省虚拟电厂可作为独立市场主体参与电力交易。

据业内人士坦言，从目前已开展的VPP技术研究和实践来看，VPP关键技术研究的广度和深度还远远不够。“虚拟电厂在我们电力交易看来，就是把可再生 储能和需求侧相应整合到一起，但还是参与电力交易，没有什么特别玄乎的。”欧洲某从业人员告诉笔者。

目前的VPP实质是需求响应，自2014年以来在北京、上海等地开展试点，以补贴的形式启动发展。电力现货市场逐步完善，虚拟电厂才能大展拳脚。我国虚拟电厂发展仍然处于导入期，距离成长期还需数年。只有市场机制和标准体系不断完善，未来虚拟电厂才能规模化、常态化、市场化发展。

海外实践：产业成熟但商业模式不力

VPP是“舶来品”，概念最初于 1997 年由 Shimon Awerbuch 提出，21 世纪初在德国、英国、法国和荷兰等欧洲国家兴起。事实上，国外在VPP参与电力市场的机制设计和交易模型中产生了诸多研究成果。

美国科技巨头特斯拉入局，VPP热度只增不减。

据国外科技媒体报道，去年，特斯拉在加州启动了一个VPP试点项目，项目让电网在压力较大的时候，可以从Powerwall用户处调动电力。试点成功后，今年6月，特斯拉和覆盖北加州地区的电力公司太平洋(601099)燃气电力公司（PG&E）在特斯拉APP上推出了虚拟电厂正式版功能模块。

今年8月，特斯拉已与南加州爱迪生公司（SCE）建立合作关系，将其位于北加州的VPP业务扩大至该州的南部地区。目前，位于加州西南部的洛杉矶和周边地区的特斯拉Powerwall用户已可以通过向电网提供电力获得相应的报酬。

鉴于资源禀赋、市场结构、市场主体成熟度等诸多因素的影响，国外VPP发展模式不尽相同。现阶段来看，国外电力市场受机制更完善、交易品种更丰富、主体准入对象更广泛。

调峰本质上属于能量市场，国外成熟电力市场不设单独调峰市场，主要通过现货市场解决。美国虚拟电厂以可调负荷为主，VPP可参加能量市场、旋转备用与非旋转备用市场；澳大利亚则以用户侧储能为主，VPP通过参与实时市场解决调峰问题，2019年7月到2021年6月，澳大利亚开展了为期两年虚拟电厂参加电力市场的（连续）试点运行；欧洲采用自调度模式，以德国为代表的欧洲国家以分布式电源为主，VPP运营商在辅助服务市场中提供调频备用服务是主要盈利手段之一。

尽管在国际市场中，VPP已被验证模式成熟，但盈利情况普遍不乐观。

据彭博新能源财经2022年4月报告统计，该机构追踪的93家虚拟电厂运营商中，盈利难度普遍较大，诸多成熟的虚拟电厂公司或已被壳牌、意大利国家电力公司等大公司收购，只有一家Nuvve上市。

澳洲报告指出，VPP创建软件聚合平台和任何相关的硬件以聚合DER，制定是否使用表后容量（BTM）或何时出口到哪个市场，然后实施这些方面有很大的成本。因此，预计VPP运营商目前的利润率会很低。

产业方面，澳洲VPP从业人士告诉笔者，如何调动市场主体的积极性，是VPP运行的关键。VPP技术特性与集中式电源相比存在极大差别，其分散性意味着指令性的控制方式不再适用，对调度运行提出了新挑战。

而我国的VPP上市公司业绩并非一片火热。研报显示，半年报显示，虚拟电厂指数19个成分股里整体情况并不理想，营业收入同比增长的中位数仅有5.22%；扣非后归母净利润同比增长的中位数为-10.94%；毛利率中位数由去年同期31.09%下跌至25.95%。

求路探索：难点不少可先行试水探路

我国电力市场改革有自身特点，难直接照搬国外成熟电力市场机制体系，也无法一蹴而就。

调峰市场方面，VPP尚处于萌芽阶段。据笔者了解，华北方面，目前本质上来说并未真正参加华北调峰市场，也不存在VPP报价机制。上海方面虽存在报价机制，但将其参与调峰单独划分，提供的调峰需求量由调度机构决定。同时，时间维度、空间维度并不全面。价格方面，并不具备激励诱惑。

关键技术方面，支撑VPP的计量、通信和控制等基础设备欠缺，技术水平较低，关键技术研究不足，实时性和自动化无法得到保障。高比例新能源电网为VPP低碳运行带来的一系列问题没有得到解决。

此外，我国侧管理体系与市场机制不完善。目前，我国大部分试点项目的组织、实施和管理大体沿袭需求侧管理模式，不同项目对于VPP 定义、内涵、功能、服务也不其明确统一，缺乏长远合理设计;国家和地方层面尚未明确 VPP 牵头监管部门，对其规划、设计、建设、运行、监管等管理职能划分尚未作出统一部署。

对于VPP的发展，业内积极献言献策。专家认为，当前我国以中长期的电量市场为主，调峰调频辅助服务市场可待能量市场建成后再开放，也可先行探索。拟电厂可作为新兴主体参加调峰调频市场。借鉴国外的实践经验同时，结合我国自身特点，从市场组成、市场准入、报价出清、结算分摊等方面逐步改进。

同时，进一步完善顶层设计和行业标准,明确主管部门及各方职责。从顶层设计角度看，应在满足电网运行安全及相关技术要求的前提下,逐步完善 VPP 运营相关市场机制和政策,为其商业化运营创造条件;促进分布式新能源发展监管并为 VPP发展奠定基础。当前，我国VPP相关配套政策和行业标准尚未出台,各类负荷聚合商通信协议、调度运行管理机制等尚不统一，数据交互壁垒高且不顺畅，增加VPP的发展难度和成本，亟需明确主管部门和各相关方的职责,尽快开展技术规范制定工作，建立统一、协调的多方协作机制。