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关注｜虚拟电厂从概念到落地有多远

虚拟电厂这个概念，最早源于1997年ShimonAwerbuch博士的著作

《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》。书中认为“虚

拟公用事业（VU）是由市场驱动的独立实体间的灵活协作，提供消

费者所需的高效能源服务，而无需拥有相应的资产”。这一定义道出

了虚拟电厂的本质属性。随着风电、光伏等间歇性可再生能源的大规

模并网，特别是分布式光伏在配电网侧的接入，以及类似电动汽车这

样的大功率随机性负荷的普及，电网原有的规划设计和运行模式受到

巨大的挑战——当源-荷两端都出现较大的随机性波动，如何实现动

态平衡。于是虚拟电厂受到了前所未有的重视，即挖掘负荷侧的就地、

就近平衡能力，并在此基础上自下而上地构建虚拟化的响应能力，实

现与电网的友好互动。技术逻辑是一方面，商业逻辑是另一方面。虚

拟电厂最重要的组成部分是可调节负荷资源，这部分资源与用户生产

经营密切相关，如何管理好这些负荷、说服用户，需要完成商业价值

闭环。哪怕是看上去最容易的分布式光伏售电，也面临未来电价不确

定导致收益率变化的风险，也需要在虚拟电厂这个更大的业务视野

里，重新寻找自身的价值定位。本文着眼于虚拟电厂的价值实现和商

业落地，分析虚拟电厂发展存在的现实问题与可能的实现路径。虚拟

电厂的基本概念虚拟电厂是负荷侧电力资源的虚拟化与商品化。这里

的电力资源，包含了负荷侧所有可以被管理和调节的资源。（见图1）

虚拟电厂的物理资源荷类资源主要有充电桩、电锅炉、空调、照明等；

源类资源主要包括分布式光伏、分散式风电、沼气发电、天然气三联

供发电、小型热电联产机组、氢燃料电池系统等；储类资源主要包括

电化学储能、天然气存储装置（与三联供联合）、储氢装置（与氢燃

料电池联合）、蓄热蓄冷装置（如冰蓄冷空调设备）等。虚拟电厂的

逻辑资源上述物理资源，需要进行聚集协调。这个聚集和协调，分为

两个层次。一是物理层次，即在物理上进行连接、管理和协调，把上

述的源、储、荷类资源，通过负荷侧的配电网络（主要是园区-用户

配电系统）连接，构成园区级的微电网荷、用户级的微电网系统，形

成“源网荷储”的物理连接。二是信息-物理层次，即在信息层面上，

对上述的“源网荷储”资源进行一次抽象与二次抽象。虚拟电厂的逻

辑抽象一次抽象指的是对物理微电网的抽象化，其抽象边界还是与微

电网重合。一次抽象是针对具体物理资源的，也是针对负荷侧用户的。

二次抽象是指在上述物理边界抽象的基础上，按照与电网互动的特

性，把分散在各个地理位置的“源网荷储”资源，重新抽象成为逻辑

意义上的“虚拟电厂资源”，这种再抽象，就与物理实体、物理网络

边界、地理位置无关了。二次抽象是以逻辑特性为目标进行归集，是

面对电网的。只有经过了双重抽象，虚拟电厂才真正“虚拟”了。虚

拟电厂的商业模式一次抽象和二次抽象，所形成的产品不同，针对的

客户对象不同，商业模式也不同，而虚拟电厂的商业逻辑核心，是实

现一二次商业模式的协同、串联。二次侧的服务产品当前业内对于虚

拟电厂的认识，其实主要是二次侧的服务产品，即物理的源网荷储资

源，通过两次抽象，变成电网侧的可调用服务。这个服务从响应的速

度看，按照时间颗粒度，可以分毫秒级、秒级、分钟级、小时级、天

级、月级各个级别。时间颗粒度越小，响应速度越快，一般可持续的

周期也较短，与电网调度的关系越紧密，分钟级以下的可调度资源，

可以以“直调资源”的方式参与辅助服务，这也是狭义的“虚拟电厂”。

从服务的买家看，电网无疑是虚拟电厂二次侧产品的最大买家，主要

以辅助服务产品采购的方式，这依赖于辅助服务市场的成熟。目前电

网的调节服务更多以需求响应补贴的方式采购，这是一种半市场化的

过渡模式，从中长期来看，必然要被分时电价机制（电力现货市场）

或者辅助服务市场所取代。除了电网以外，发电企业以“共享储能”

的方式也可以采购某些虚拟电厂产品，乃至售电公司也可以采购负荷

侧虚拟资源，实现电力交易的风险对冲（比如避免偏差损失）。从未

来来看，非电网的服务产品采购也有较大发展空间，而且各类虚拟电

厂服务产品交易，呈现出“场外、就近（隔墙）、高频、小额”的特

点，是电力零售侧业务的主要组成部分，但是在服务产品的交易主体、

信用机制、交易物确权、交易确认、交易自动化、交易中介模式等方

面，还需要进一步探索，个人认为基于区块链的智能交易，将构建虚

拟电厂智能商业模式。一次侧的服务产品一次侧的服务产品，即面向

终端电力用户的综合能源服务形态，是实现负荷侧聚集、客户黏性构

建、价值与商业逻辑闭环的关键。如果离开了一次侧的服务落地，