虚拟电厂建设背景、定义及政策环境如何？

双碳目标推动系统电源结构与负荷特性加速转变。

在电源侧，为应对全球气候变暖、能源短缺等问题，风电、光伏等可再生能源发电 逐步成为我国能源结构转型的重要力量。我国可再生能源开发虽然起步较晚但势头强劲， 且已成为未来电力系统的发展方向，预计到 2060 年可再生能源装机规模将达到 60 亿千瓦， 装机占比将达到 84% 以上，一次能源消费非化石能源占比将到达 78%[1]。2022 年我国新 增可再生能源装机规模已达 1.52 亿千瓦，占国内新增发电装机的 76.2%。可再生能源并 网规模不断扩大，逐步成为发电量增量主体。但可再生能源发电出力的波动性、随机性 和间歇性，对电力系统安全稳定运行带来严峻挑战。 在负荷侧，随着社会经济发展和电气化水平的提升，电力系统尖峰负荷屡创新高、 峰谷差持续拉大，个别时段、局部地区电力供需矛盾突出。“十四五”期间全社会用电 量增长率预计为 4 ～ 5%，且受第二产业用电比重稳步下降、第三产业和居民用电占比逐 年提高影响，最大负荷增速将高于用电量增速，夏季冬季电力负荷“双高峰”特征更加 显著，预测 2025 年最大日峰谷差率将增至 35%，最大日峰谷差达到 4 亿千瓦 [2]。

因此，我国当前面临着电力供需新形势，电力供需平衡压力和可再生能源消纳困难叠 加并长期存在。新型电力系统建设对提升电力系统灵活性调节能力、提高电力客户供电保 障和绿色消费水平提出了更高要求，但当下电力系统峰谷调节、频率调节难度显著上升， 现有调节容量捉襟见肘，迫切需要一种可快速应用、具有经济性的新型市场主体参与协同 管理和运行调控，分担电力系统调节压力，提升电力系统可靠性和灵活性。 随着新型电力系统的发展，具备调节潜力的用户侧资源数量飞速增长，包括工商业和 居民各类可调节灵活负荷，电动汽车、分布式储能等储能资源，屋顶光伏和小型风电等分 布式可再生能源，为电力系统提供了潜在的灵活调节手段。然而，上述用户侧多元灵活资 源具有点多量大、容量较小、电压等级低、主体多样等特征，需要利用数智化技术手段， 通过市场化模式，聚合海量的零散灵活资源以提升系统整体的调度可靠性和灵活性。

虚拟电厂（Virtual Power Plant）是聚合分布在一定区域的分布式电源、可调节负荷、 储能等资源，应用计量、通信、控制、大数据、人工智能等技术，形成的具有电力市场交 易或电网互动能力的物理或经济实体，也可指实现此目的的综合应用技术，进一步可引申 为搭载、应用此技术的软硬件及服务产品。虚拟电厂可以在碳达峰、碳中和进程中起到提 高能源利用率、提高可再生能源经济性、减少高碳排机组电力调峰出力和增容需求等作用， 进而促进碳排放降低。

国家发改委、国家能源局等部门出台多项相关政策，明确要求加强需求侧管理，充分 挖掘用户端调节潜力，提升需求侧调峰能力 1 。《“十四五”现代能源体系规划》（发改 能源〔2022〕210 号）要求“大力提升电力负荷弹性。加强电力需求响应能力建设，整合 分散需求响应资源，引导用户优化储用电模式，高比例释放居民和一般工商业用电负荷的 弹性。……开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、可再生 能源汽车与电网（V2G）能量互动等各类资源聚台的虚拟电厂示范”，确立了虚拟电厂的 市场主体地位。《新型电力系统蓝皮书》指出，要“积极培育电力源网荷储一体化、负荷 聚合服务、综合能源服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，整合分散需求响应 资源，打造具备实时可观、可测、可控能力的需求响应系统平台与控制终端参与电网调度运行，提升用户侧灵活调节能力”，指出了虚拟电厂在新型电力系统中应发挥的作用。《电 力需求侧管理办法（2023 年版）》提出“支持各类电力需求侧管理服务机构整合优化可 调节负荷、分布式电源、新型储能等需求侧资源，以负荷聚合商或虚拟电厂等形式参与需 求响应，创新用电服务模式，培育用电服务新业态。”，明确支持了虚拟电厂作为需求侧 资源管理、互动的基本单元的建设方向 [3]。

因此，建立更加灵活的需求侧资源开发利用模式是新形势下电力供应的迫切要求，常 态化发挥需求侧资源的灵活调节作用是解决新型电力系统源荷双侧不确定性的重要路径。 随着新型电力系统和全国统一电力市场加速建设，通信技术的发展与近期人工智能技术的 突破，有望解决用户感知交互、用户可调潜力动态预测分析等问题，提升虚拟电厂实时参 与电力系统运行的能力，实现资源高效、精准、经济调用，为虚拟电厂发展与实践提供了 机遇。