虚拟电厂发展模式与技术形态思考

一、概念内涵

1. 背景与形势：新型电力系统建设加速，分布式电源、电动汽车等新兴资源迅猛发展，系统灵活性调节资源严重不足。预计到2030年，极端情况下电网灵活性调节资源缺口达71亿千瓦。国家高度重视虚拟电厂建设，相关政策文件提出将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡，实施需求侧协同能力提升行动，建设一批虚拟电厂，支持虚拟电厂智能微电网等新型经营主体创新发展。
2. 概念来源：1997年，欧洲经济学家西蒙·阿韦布赫首次提出虚拟公共设施概念，21世纪初欧洲国家开展实践。目前，虚拟电厂主要分布在欧洲、美国和澳大利亚，各国形态各有侧重。2003年，戴尔曼首次明确提出虚拟电厂概念，2023年国际标准（IEC 63189）正式定义虚拟电厂为分布式发电、储能设备和可控负荷的聚合、优化和控制系统。
3. 国内发展：2025年3月，国家发改委、国家能源局印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》，明确虚拟电厂定义、定位和任务部署。全国已有11个省份出台省级虚拟电厂专项政策，9个省份现货规则，10个省份辅助服务规则设计虚拟电厂参与机制。
4. 虚拟电厂定义：虚拟电厂是基于电力系统架构，运用数字化、智能化等技术，聚合需求侧可调节负荷、分布式电源、储能等资源，形成具备响应电网能力的系统，协同参与电力系统优化和电力市场交易。
5. 规则分析：国家能源局印发《电力市场注册基本规则》，确立虚拟电厂等新型主体在各类市场的经营主体地位，聚合非统调需求侧资源，近似售电公司，以提供调节能力为主。
6. 相关概念比较：虚拟电厂与分布式电源集群、负荷聚合、源网荷储一体化系统、微电网在资源类别、目标定位、资格要求和参与电网运行方式上存在明显差异。虚拟电厂侧重负荷资源聚合，主要为电网提供平衡调节服务。

二、技术形态

1. 功能和技术要求：目前暂无国家行业标准规范虚拟电厂功能要求，各地试点要求差异较大。国网公司营销部提出初期虚拟电厂聚合容量不低于10MW，持续调节时间不小于1小时；国家能源局提出5MW调节能力要求；部分地区参与市场技术要求调节容量不低于20MW且不低于最大用电负荷的10%，响应时长不小于2小时。
2. 系统架构：虚拟电厂接入电网侧系统主要分为两类：接入新型电力负荷管理系统并与交易、营销调度系统交互；直接接入电力调度自动化系统（参与调频需具备秒级响应能力）。
3. 全景技术图谱：包含感知监测、资源聚合、调节控制、市场交易、通信与安全、仿真与评估6大类，16中类41小类技术。其中13小类技术成熟，22小类需优化提升，6小类需攻关突破。

三、标准化建设

1. 国际标准：国际上未形成虚拟电厂标准体系，德国、美国、澳大利亚采用相关国际标准或本国国家标准。中国电科院主导编写IEC标准《虚拟电厂：第1部分架构与功能要求》和《虚拟电厂第2部分用例》，于2023年10月正式发布。
2. 国内标准体系：国标委指导下，中电联组织多方专家开展国内虚拟电厂标准体系研究，形成涵盖六大类、15小类、31项的标准体系。截至目前，2项国标已发布，1项国标计划公示，3项行标已立项并推动编写。