核心觀點:

虛擬電廠和負荷聚合商有一定的區(qū)別和聯(lián)系，區(qū)別主要在于負荷聚合商側(cè)重于"用電"，

而虛擬電廠則通過分布式電源資源實現(xiàn)"發(fā)電"、〃用電"功能。需求側(cè)響應(yīng)政策是虛擬電

廠、負荷聚合商的重要推動力，目前我國廣東等地政策力度較強。德國是虛擬電廠較

早開始推行的國家，Next-Kra代werke(NEXT)接入發(fā)電裝機容量已達12294MW。

虛擬電廠相關(guān)技術(shù)主要包括狀態(tài)感知與靈活聚合、信息預(yù)測與容量估計、市場交易與

優(yōu)化決策、補償結(jié)算與效益評估等。相關(guān)標的包括：炬華科技、安科瑞、海興電力、

林洋能源、國能日新、國電南瑞、恒實科技、朗新科技、遠光軟件等。

摘要：

根據(jù)IEC國際標準，虛擬電廠是一種聚合電網(wǎng)調(diào)度中原本看不到、控制不了的負荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源，

形成可調(diào)控、可交易單元，直接參與電網(wǎng)調(diào)度控制和電力市場交易的智能控制技術(shù)和商業(yè)模式。虛

擬電廠和負荷聚合商的區(qū)別主要在于虛擬電廠所包含的分布式負荷、電源、儲能等資源的范圍更廣，

可"發(fā)電"也可"用電”，而負荷聚合商更偏向"用電、

需求側(cè)響應(yīng)可以通過市場化激勵引導(dǎo)用電，從而有利于虛擬電廠、負荷聚合商的發(fā)展。從補償方式

看，有的省份按照固定式補償，有的省份已開始采取電力、可量、容量競價等市場化方式。廣東省

補貼額較高，日前邀約可達3.5元/kWh，可終端負荷可達5元/kWh，且可組成虛擬電廠集群響應(yīng)。

虛擬電廠具備聚合、激勵、協(xié)調(diào)三類作用。其中最基本的功能是有效聚合分布式電源、柔性負荷、

儲能等不同的資源，通過協(xié)同平抑自身波動。在錯峰效應(yīng)基礎(chǔ)上再進行經(jīng)濟激勵，并引入儲能聯(lián)合

運營。目前歐洲在虛擬電廠上已有較深入的探索，Next-Kraftwerke(NEXT)成立于2009年，是

德國最大的虛擬電廠運營商，截止2022年Q4,公司在德國、比利時、奧地利等8國管理者15346

個聚合單元，接入發(fā)電裝機容量共12294MW,聚合調(diào)度容量達2555MW.

虛擬電廠的關(guān)鍵技術(shù)包括感知、預(yù)測、交易、結(jié)算四大類.關(guān)鍵設(shè)備主要包括傳感器、表計；負荷

預(yù)測、電價預(yù)測平臺；投標報價系統(tǒng)、交易結(jié)算系統(tǒng)等軟件；電力財務(wù)系統(tǒng)等。相關(guān)標的包括：炬

華科技、安科瑞、海興電力、林洋能源、國能日新、國電南瑞、恒實科技、朗新科技、遠光軟件等.

一、虛擬電廠、負荷聚合商的概念和定義——相似但有所不同

1.1、虛擬電廠：既可“發(fā)電”也可“用電”

虛擬電廠(VirtualPowerFlant,VPP)是利用先進的通信、量測、控制技術(shù)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成的虛

擬聯(lián)合體，實現(xiàn)對分布式電源、儲能、可控負荷、電動汽車等資源的集群聚合與優(yōu)化控制，并作為

整體參與電網(wǎng)調(diào)度運行與電力市場交易。其內(nèi)部資源在空間上分散分布而非一個集中的物理實體，

故稱之為“虛擬"；在整體上協(xié)同一致實現(xiàn)與電廠相同的功能，故稱之為“電廠"。VPP控制結(jié)構(gòu)分為

集中和分散控制。集中控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2018年3月，國際電工委員會(InternationalElectrotechnicalCommission,IEC)立項首批虛擬電廠國

際標準，國網(wǎng)冀北電力有限公司牽頭開展了虛擬電廠國際標準編制,隨后，重新給出了虛擬電廠的標準定義：

虛擬電廠是一種聚合電網(wǎng)啊度口原本看不到、控制不了的負荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源，形成可調(diào)控、可交易單元，直接

參與電網(wǎng)調(diào)度控制和電力市場交易的智能控制技術(shù)和商業(yè)模式.

1.2、負荷聚合商：類似于售電公司，側(cè)重于“用電”

I負荷聚合商是在需求響應(yīng)發(fā)展背景下，售電公司通過需求響應(yīng)管理平臺注冊而成的新興服務(wù)企業(yè)，

是參與需求側(cè)響應(yīng)的主體之一，可聚合3000千瓦及以上需求響應(yīng)資源，主要職責是作為中間代理

商向電力交易中心提供聚合電力用戶的負荷曲線及其他信息，參與需求響應(yīng)競價交易并簽訂和履行

各類交易合同。負荷聚合商在市場功能上提供電力銷售、配電運營等服務(wù)，在技術(shù)功能上應(yīng)具備滿

足負荷聚合及負荷控制的技術(shù)支持手段，可采集用戶全天96點負荷曲線，并實時接收系統(tǒng)指令，

精準調(diào)控負荷大小。

I負荷聚合商作為發(fā)電商與電力用戶之間的業(yè)務(wù)代理商，所具備的市場功能應(yīng)概述為以下兩點.一

是代理非市場化用戶購電。針對非市場化用戶，負荷聚合商首先根據(jù)上網(wǎng)標桿電價與計劃發(fā)電簽訂

批發(fā)購電合同，再根據(jù)目錄電價與非市場化用戶簽訂零售售電合同。二是代理市場化用戶參與購售

電交易.在批發(fā)市場中，負荷聚合商可參與尖峰需求響應(yīng)專場，申報所轄用戶的可響應(yīng)負荷能力及

其補償電價。在零售市場中，負荷聚合商接收調(diào)度中心的調(diào)度指令，在向用戶售電的過程中結(jié)合價

格型需求響應(yīng)管理方法或激勵型需求響應(yīng)管理方法，引導(dǎo)用戶改變習(xí)慣用電模式，獲得購售電價差

所產(chǎn)生的收益以及專場交易中的補償收益。

二、需求側(cè)響應(yīng)政策是虛擬電廠、負荷聚合商的重要促進因素

I需求側(cè)響應(yīng)是是通過市場化激勵機制，引導(dǎo)電力客戶在約定時間內(nèi)短時優(yōu)化用電負荷，有效實現(xiàn)

削峰填谷，緩解電力供需矛百，增強電力應(yīng)急調(diào)節(jié)能力的行為。參與需求側(cè)響應(yīng)的用戶能按照政策

規(guī)定和約定的響應(yīng)方式獲取頷外補貼。從補償方式看，有的省份按照固定式補償，有的省份已開始

采取電力、電量、容量競價等市場化方式。目前，在電力現(xiàn)貨市場全面開放的大背景下，2022年

以來天津、廣東、重慶、福建、山東、寧夏等十余個省市相繼公布了電力需求響應(yīng)工作方案。

圖表4,推出要求鬣響應(yīng)政策的省份已超過14個.其中廣東杳*K?金可達

時間?

?r

T修??]￡：Jic-iwi；

《中更赳族（J力時電力得點*應(yīng)*il》

1??■?.oncku、

關(guān)干印發(fā)<XU3***取*度量4年用電力?d?>

山?）《X”年金??通■電/夕存用電電戶1?-B.不Uetz九

2022C<07

東停力M）《M2年令學(xué)噌力北一0iAAW-U

?醫(yī)二作方案》威通蜒SZB.<Rkw月

.?鬣tANH一（喉力）>椅?心?供的年虐

皿28”（■拉育電力號卓修向?qū)?方*<Ufr>>

?

1CAIZ/?.?????H???&?T效第G?。力干兄我,電&汽車電，電M.

202204K>

債W)>fM，'K.干心次

nani&vwh.■川型，■!???■F%?or>?ft?.

2022C416（廣品百巾的化及求w*文?tX!U<Kh>1

陳!??n;MUh.-RM4*fiW8FIU05MW

汽

2022C407（阿牝普電力雷東■&方場運育發(fā)羽】■小，士力nw.■小中位為31元、W1>

包

?

2022W50（貴州得電力雷求&應(yīng)寞■方案<i?n>t響應(yīng)價格的EUtHtH*%切iiii如

?鹿4?，WW<KKitK.'tWR,I2K.1WK.??R

70220119《曹?看電力玄?方聿<M行>>?：3元*w?次.WBMI：FMH￡JH*?rM=^iT,wn.?*?5nAw

.

?fl.**t*m?i.衽季2元kw-月.洪平?元月

廣<廣為電力E析文■萬\

20311210》&怖格Mt*25M*b

AW）>

大<A?nJMJ/夏季咫力需求府心女m

20Hs05

充M）VAC.?$5BMVtft??JAAW

?日“。杳，、1不If42次It??!K<4b.*430n.iw.H內(nèi),內(nèi)??人

2021?IB（1上答電力局**應(yīng)寶■方惠<??））

￡4<Md2?.BIIF-M<41IA*25n>kW

日■■?，4jt^Mn.小叼IL也?樸M,RC4jv%Wb,電

不長*力備求?應(yīng)工作的通■H?0^A>1W??：iWBHlhOt074Wfl4K：

2021ceM

a?）R，lp*w?弓i/■於th?<<K.%^1.fFBHK*Htotn

**凡0詼1(wE?

R?Eag?后處JiBMWia.io?.!??.■性方的>#.

M

2sl321(anAOA,M?IV?Mi2X，/h?底.IW.liwlt,

fl

?4?19OK、元?次，w元人“?二

a?<>■校i?n^w<i卜■砂NE。uxkw.1WX>1.>A

20HC41S（霍亦簧電力鬲*，應(yīng)室■冷燃>

蘇VW'y布JZ；陪腸新L

舒***，芻事發(fā)葭賣.度米中色*K

I廣東省補貼額較高，日前邀約可達3.5元/kWh,可終端負荷可達5元/kWh,且可組成虛擬電廠集群響應(yīng).

從資金來源看，廣東省需求側(cè)響應(yīng)資金來源包括電力用戶分儺、現(xiàn)貨市場發(fā)電側(cè)考核及返還費用等資金.其中

占大部分的日前需求響應(yīng)邀約交易和可中斷負荷交易收益由全省電力用戶按月度實際用電量比例分攤。曰于負

（3）運營機理，與儲能聯(lián)合運營

由于用戶自身負荷特性及其可調(diào)節(jié)性方面的限制，單獨的虛擬電廠運營主體在電力直接交易及輔助

服務(wù)市場中難免存在偏差。為應(yīng)對偏差風(fēng)險，有必要通過虛擬電廠與儲能聯(lián)合運營，進一步提升系

統(tǒng)靈活性。

圖裒6；虛擅到"A例僅含分布式申工、可控合荷加催?圖表7；內(nèi)晶電價較外觸電價■衽且存在捕粉典務(wù)樸傳

竊源類家於■（昌稱電長等級3V??tw

危伏制MA105000

光伏電站B105S00

用戶例尤伏類型時段價格；（兀/kWh）

0.4350

A■段0.7777

分布式電源

用戶侵1尤伏外部電價平段0.5629

04300

B谷段0.34S1

用戶m光伏■姜段0.7163

04B7

C內(nèi)部電價平段0.5315

京電^A101W0谷段03167

A京源熱家10I&24軸助服務(wù)補把制崎0M4

clrieiWAMxs

9地源拽泉102199價格工谷0.1878

A公胃M電104UOO

AU險《10SGCO

儲吃

B福愉軍105000

法其豪激：《泛&中力檢K網(wǎng)，虛姒電!玄黃機照及關(guān)■技大）￡Jt舒用3,出1欲加懈”2?言彳予彷耳音畀修整箔流

元通?中篇建投無明中自建也‘

I根據(jù)《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)下虛擬電廠運營機制及關(guān)鍵技術(shù)》一文，算例中的虛擬電廠主要包括分布

式電源、柔性負荷、儲能等3類內(nèi)部主體，其中，分布式電源包括2座光伏電站及用戶側(cè)光伏，共

計11587kW;柔性負荷主要包括電動汽車、分散式電采暖、地源熱泵及工商業(yè)可控負荷，共計

9983kW;儲能主要為電池銘能，容量共計10000kWo

圖友心虛耀電廠運行時發(fā)揮朗?博答效累圖表9,虛擬電廠迷售后各方均莪取了收益

一廿七式出力,..??????

40000?慮樞電廠較一看看博

?M俺出力」傳枝模式

5XI000?

主體戾量

收總方成“萬收q/萬

i6y?n(wi

c元元元a

足Kioto

K分也式修看06.8821011.47

0-國tt倒荷49.10044.235.91

000761.23

-100.0

?旭電廠壇

0042484423

向南

敏舁夫霹，（泛在電力電聯(lián)網(wǎng)卜dtfa電；運ft機機及關(guān)陵我京》王歡便會力師聞尸"學(xué)的g警^相

元等，TalffS元學(xué)，力0■及'■-■一

I由虛擬電廠對負荷曲線可知，通過虛擬電廠統(tǒng)一運營，實現(xiàn)了削峰填谷的作用，同時獲得了輔助

服務(wù)收益.典型日內(nèi)各類主體參與虛擬電廠后其收益均增加，虛擬電廠運營商也可獲得相應(yīng)收益,

囚此虛擬電廠運營模式可以實現(xiàn)各參與主體的投資回報和增值。

四、案例：虛擬電廠提供發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和需求側(cè)能源服務(wù)

|電力聚合概念誕生于歐洲，商業(yè)模式趨向成熟。在全球能源革命的背景下，歐洲作為先行者大力

發(fā)展可再生能源，基于政策鼓勵和市場驅(qū)動，2000年德國、荷蘭、西班牙等5國11家公司共同啟

動全球首個虛擬電廠VFCPP。隨后，該模式在德國、美國、澳大利亞等國得到應(yīng)用和發(fā)展，虛擬電

廠和負荷聚合商逐漸成為聯(lián)動儲能、分布式電源以及電力交易市場的重要環(huán)節(jié)，并形成了較為成熟

的商業(yè)模式。

I歐洲老牌虛擬電廠之一，聚合調(diào)度容量可觀。Next-Kra代werke(NEXT)成立于2009年，是德

國最大的虛擬電廠運營商，同時也是歐洲電力現(xiàn)貨市場(EP三X)認證的能源交易商。2019年公司

參與電力交易規(guī)模達到15.1TWh,2020年營業(yè)收入5.95億歐元，2021年被殼牌公司收購。截止

2022年Q4,公司在德國、比利時、奧地利等8國管理著15346個聚合單元，接入發(fā)電裝機容量

共12294MW,聚合調(diào)度容量達2555MW,包括生物質(zhì)發(fā)電裝置，熱電聯(lián)產(chǎn)，水電、光伏、電池

儲能、電動汽車和參與需求側(cè)響應(yīng)的工業(yè)負荷等。

圖*I"；2022年\cxt-Kr?ftwcrke虎椒電廠聚合功率達II2H0MU

Milestones

NF刊繡告訴磁

靜々農(nóng)沙，公pq河.中點建代

INFXT的虛擬電廠產(chǎn)品和服務(wù)是通過加入NPYtPnnl(NFXT等虛擬電廠)或通過NFMCC平臺構(gòu)建用戶自己

的虛擬電廠(VPP.VirtualPowerPlant)來實現(xiàn)。其基本模式為：在發(fā)電單元上安裝遠程控制裝置NextBox,

形成虛擬電廠和用戶資產(chǎn)的雙向連接，由中央控制系統(tǒng)匯總實時更新的聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)和虛擬電網(wǎng)容量數(shù)據(jù)，以便于

進行統(tǒng)一負荷管理。NEXT主要提供三類業(yè)務(wù)：面向發(fā)電側(cè)進行能源預(yù)測和監(jiān)控、面向電網(wǎng)側(cè)進行靈活性儲能

供應(yīng)和面向需求側(cè)進行需求響應(yīng)聚合.

圖表11:Nz.Knfburkc為發(fā)電例、電網(wǎng)側(cè)和需求側(cè)提供吟儀合服務(wù)

VirtualPowerPlant

小因小

磔

園

E

H

??，j上?—一一四

行業(yè)應(yīng)告訴究院

熨”*試：兼0言網(wǎng),中值注相

1）面向發(fā)電側(cè)進行能源預(yù)測和監(jiān)控：由于可再生能源發(fā)電的隨機性、間歇性和波動性，發(fā)電廠商

可能無法準時向輸電系統(tǒng)運營商提供先前已承諾的電量，導(dǎo)致其承受平衡電量所需的成本，如向運

營商支付違約金或從其他發(fā)電廠商處高價購買電力等。NEXT基于大數(shù)據(jù)的智能算法，通過分析發(fā)

電廠的運行情況、天氣、市場價格信號、電網(wǎng)等數(shù)據(jù)，提供ERP管理和咨詢服務(wù)，賺取輔助收益，

幫助發(fā)電廠預(yù)測可再生能源的發(fā)電量，提高發(fā)電單位對價格信號的響應(yīng)速度，優(yōu)化發(fā)電規(guī)劃。

案例：NEXT為德國Petersen農(nóng)場的GPJOULE熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電站提供電價更新和預(yù)測服務(wù)，幫助

發(fā)電站靈活配置發(fā)電排期。NEXT每15分鐘向發(fā)電站發(fā)送電價預(yù)測和發(fā)電規(guī)劃時間表，大幅提升

工廠的發(fā)電靈活性。新方案相比24/7運營，每周只需在電力價格較高時安排渦輪發(fā)動機滿負荷運

行4-12個小時，即可帶來6000歐元的收入增量。

2）面向電網(wǎng)側(cè)進行靈活性儲能供應(yīng)：電網(wǎng)安全的首要目標是保證發(fā)用電的實時平衡，若將規(guī)?；?/p>

的新能源電力直接并入電網(wǎng)，會對電網(wǎng)造成巨大沖擊，威脅供電的穩(wěn)定性，因此需要發(fā)電側(cè)不斷調(diào)

節(jié)以擬合負荷曲線。NEXT在收到來自電網(wǎng)運營商的熠加或減少發(fā)電量的信號后，通過中央控制系

統(tǒng)結(jié)合各發(fā)電廠的響應(yīng)時間、發(fā)電量等限制因素，將該信號拆分發(fā)送給可調(diào)度的可再生能源發(fā)電廠

及聯(lián)網(wǎng)單元，從而實現(xiàn)總體調(diào)峰調(diào)頻的效果，幫助電網(wǎng)穩(wěn)定輸出并收取服務(wù)費用。

案例：NEXT幫助德國南Ruhr地區(qū)的0B0公司向電網(wǎng)提供柔性儲能服務(wù)，為0B0安裝了