马斯克刚刚布局，千亿虚拟电厂即将爆发！这篇总结终于讲透了这个产业
昨天在特斯拉投资者日活动中，马斯克介绍了“宏图计划3”：计划储能规模达到240TWh，将投资10万亿美元！
虚拟电厂会作为本计划的核心组成，实际上马斯克在2022年就已开始在美国、日本、澳大利亚布局虚拟电厂项目。
根据华西证券预测，2030年我国虚拟电厂市场规模将达到4500亿，可见虚拟电厂市场爆发必定指日可待！
本篇文章主要分为四部分，将对虚拟电厂进行深度分析：
1、必看资料：我整理了65份虚拟电厂政策及3份深度PPT，对虚拟电厂的核心技术、商业模式等进行了详细讲解。
2、本质特征：梳理了虚拟电厂的概念、特征及产生背景；
3、商业模式：深入分析了国内外虚拟电厂的主要商业模式、盈利模式；
4、实践案例：整理了14个虚拟电厂项目，包括运行时间、资源类型等内容。
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虚拟电厂必看资料
1、《虚拟电厂政策汇编》
我汇总了国务院、各部委及全国30个省市，65项虚拟电厂的相关政策，制作成PDF文档，包含政策名称、发布时间、发布单位、主要内容、原文链接等。
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2、《虚拟电厂为什么火？52页PPT揭秘关键技术与核心商业模式》
PPT介绍了虚拟电厂主要应用的六大技术。其次，分析了英国、法国等发达国家的虚拟电厂案例，并总结了值得学习的五大先进经验。最后，通过对我国部分案例分析，总结出虚拟电厂的核心商业模式分三步走。
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3、《虚拟电厂大火，深圳凭什么跑赢全国？中国南网深度分析PPT》
计到2025年，深圳将建成具备100万千瓦级可调节能力的虚拟电厂。为什么深圳在虚拟电厂方面能够领跑全国？这份来自南网的PPT将从发展方向、组织架构、试点方案等方面进行全面深入的分析。
4、《专家PPT：新型储能技术——虚拟电厂》
PPT梳理了目标对电力系统的挑战与要求，对虚拟电厂中的定义、特点、类型、储能设备等进行解读，并总结了储能的典型商业模式，对虚拟电厂如何参与电力交易进行了讲解。
02
什么是虚拟电厂？
1、虚拟电厂概念
虚拟电厂其实不是一个新概念或新事物，它的提出已有20余年。21世纪初在德国、英国、法国、荷兰等欧洲国家兴起。近年来，我国虚拟电厂发展受到越来越多的关注和重视，且开展了一定程度上的示范实践。
虚拟电厂并不是真实的物理电厂，其本质上是一套软件平台系统，它聚合了现有的分布式资源，并通过协同控制，参与电力市场，从而替代新建真实的物理电厂。
2、虚拟电厂特征
简单来看，虚拟电厂和需求侧响应比较相似。广义来讲，虚拟电厂是需求侧响应的延伸版，需求侧响应主要是削峰，主要针对用户负荷；虚拟电厂则是削峰和填谷兼顾，部分具有储能特征，源、网、荷、储都包含在内。
与需求响应的调节方式相比，虚拟电厂由于接入了更多元化的用户，如储能、分布式发电、可控负荷等，在用户参与调节时，不仅负荷侧的用户可以调节自身用电增减，还可以召集储能侧、电源侧的用户调节电能输出，具有丰富的调节方式和手段。
在更广义的概念中，虚拟电厂是基于互联网的能源高度聚合，并以此为基础而拓展出的多样化衍生服务，其核心是“聚合”和“通信”。根据虚拟电厂对外特征，不同类型特征的虚拟电厂具有不同的服务能力。
3、虚拟电厂产生背景
目前，我国电力系统主要是以火力发电为主，水电、风电等发电形式作为补充的电力能源系统。传统电力能源生态系统和虚拟电厂能源生态系统示意如图3所示。
传统电力能源生态系统总体上围绕电力的生产和消耗，大体上可分为发电侧、输配侧、用电侧；传统电力能源生态系统发电、输电、配电、用电界限较为清晰，生产者与消费者关系也是相对明确，能源系统为典型的“源随荷动”运行模式。
相对于传统电力能源生态系统，虚拟电厂的能源生态系统出现了明显变化，发电、输电、配电、用电界限相互交叉，同时兼具生产者与消费者的角色，根据需求可以改变角色身份特征，运行方式特征为“源荷互动”。
虚拟电厂系统和服务平台将发、输、配、用电综合聚合一起，内部的每一部分都是一个小能源系统，虚拟电厂丰富了智能电网的内涵，也扩展了智能电网的外延，为保证安全、可靠、优质、高效的电力供应，满足经济社会发展对电力的多样化需求，解决能源与环保问题提供了可行的解决方案。
03
虚拟电厂有哪些商业模式？
1、国外虚拟电厂商业模式
虚拟电厂在欧美发达国家发展较为成熟。从项目开发主体看，国外虚拟电厂商业模式大致分为四类：一是电力公司或电力零售商主导模式；二是电力营销商模式（例如德国）；三是独立聚合商模式；四是储能供应商主导模式。我们以德国为例来介绍其虚拟电厂商业模式。
在德国，虚拟电厂项目已经基本实现商业化。虚拟电厂运营商主要业务是在电力批发市场销售100千瓦以上的可再生能源项目所生产的电量，协助其在日前市场优化售电，提升市场效益。此外，虚拟电厂也聚合生物质发电、水电等灵活性较高的机组从日内市场和平衡市场获利。
从商业架构看，主要包括三类。一是第三方运营的混合型模式，其不隶属于传统电力公司，专注于虚拟电厂平台运营和技术开发，还为能源公司提供定制服务和技术解决方案。二是售电企业运营的混合模式，电力公司或市政供电企业将自身电源以及负荷聚合接入虚拟电厂，除运营信息及能源管理系统外，一般自身拥有电源。三是基于社区（用户）的商业模式，通过社区组织实现能源聚合，并以此为基础推出虚拟电厂服务。
2、我国虚拟电厂商业模式
总体来看，目前我国虚拟电厂仍处于理论研究和前期试点的发展阶段，诸多省份在政府引导下，由两大电网开展系列示范项目，并以参与需求侧响应为主要运营和盈利模式，持续推进虚拟电厂发展。
（1）我国虚拟电厂商业模式共性
目前，我国冀东、上海、江苏、广东等地已有虚拟电厂示范项目落地实施，并呈现四大特征：
一是项目多为合约型需求响应类。国内虚拟电厂主要为合约型，按照特性约定时间参与系统运行（主要为需求侧响应）；只有冀北虚拟电厂等少数示范项目属于纯市场型，依靠参与电力市场获得收益。
二是普遍由政府引导、电网企业负责实施。
三是被聚合资源聚焦工商业用户。被聚合资源以工商业用户侧资源（如楼宇、园区等）为主、居民侧为辅，实体包括可调节（可中断）负荷、储能、电动汽车充电桩等，少数试点项目（如浙江丽水及冀北）聚合了大量分布式新能源电源。四是大多通过参与需求侧响应获得收益，直接参与电力市场项目为数不多。合约型项目从定期需求侧响应行动中获得补偿，而市场型项目则作为竞标主体，参与区域电力市场获得市场化收益；虚拟电厂还可为电网企业提供平台服务分成，助其开拓电能管理、节能改造、能源金融、大数据增值等创收渠道。
（2）深圳虚拟电厂
深圳虚拟电厂管理平台是国内首家部署于网级调度云、可实现网省两级调度直调的虚拟电厂运营管理云平台，为用户资源通过虚拟电厂参与市场交易、负荷侧响应，实现削峰填谷提供技术保障。
（3）江苏虚拟电厂
以可调负荷（工业、楼宇空调、居民家电、储能、充电桩等）为聚合主体，实现毫秒级需求侧响应。2016年起国家电网主导建设大规模源网荷友好互动系统，在国际上首创将分散海量可中断用电负荷集中起来进行精准实时控制，需求响应逐步向虚拟电厂概念转化。
（4）华北国网综能虚拟电厂
2021年12月28日，国网综合能源服务集团有限公司虚拟电厂以物联网为基础，聚合分布式电源、可控负荷和储能装置约20.4万千瓦用户侧资源参与华北、河北南网日内与实时辅助服务市场，率先实现业内负荷自动控制，实现电网、虚拟电厂、用户可控负荷三级协调互动，提升了虚拟电厂参与电力市场的技术能力，为服务电网稳定运行、新型电力系统构建进行了有益探索。
04
虚拟电厂项目汇总
下文整理了国内的虚拟电厂项目，包括省份、项目名称、运行时间、资源类型等内容。
1、浙江省虚拟电厂
运行时间：2022年11月25日
资源类型：综合型
项目简介：通过智慧管控平台广泛聚集浙江省内各地的分布式电源、新型储能、充换电站、楼宇空调等多元化需求侧可调节资源，采用秒级快速响应的协调控制技术，实时参与电网调峰调频，实现“源随荷动”向“源荷互动”转变。
2、深圳虚拟电厂管理中心
运行时间：2022年8月26日
资源类型：侧重于需求侧响应
项目简介：已接入分布式储能、数据中心、充电站、地铁等类型负荷聚合商超过20家，包括华为数字能源、南网电动、特来电、深能源售电等多家深圳企业，接入容量超过100万千瓦。
3、国网浙江综合能源公司智慧虚拟电厂平台
运行时间：2022年6月30日
资源类型：侧重于需求侧响应
项目简介：依托自主研发的智慧虚拟电厂平台，国网浙江综合能源公司聚合了3.38万千瓦响应资源参与省级电力需求响应市场，所有参与企业均达到补贴最大区间。
4、国电投深圳能源发展有限公司虚拟电厂平台
运行时间：2022年5月20日
资源类型：侧重于需求侧响应
项目简介：国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台，成功完成参与电力现货市场的功能试验。此次试验平均度点收益为0.274元，成为国内首个虚拟电厂参与电力现货市场盈利的案例。
5、广东深圳网地一体虚拟电厂运营管理平台
运行时间：2021年11月
资源类型：侧重于需求侧响应
项目简介：该平台部署于南网调度云，网省两级均可直接调度；负荷侧资源在接到该局调度下发的紧急调控需求后，10分钟内负荷功率即下调至目标值，为电网提供备用辅助服务。
6、广州市虚拟电厂
运行时间：2021年9月13日
资源类型：侧重于需求侧响应
项目简介：该平台接入负荷资源超过500兆瓦，相当于约9万户家庭的用电报装容量，并接入分布式光伏容量300兆瓦。
7、浙江平湖县域虚拟电厂
运行时间：2021年6月21日
资源类型：综合型
项目简介：嘉兴平湖县域虚拟电厂已接入涵盖商业综合体、行政机关、酒店以及商业写字楼等四类16家空调用户，累计运行容量23050千瓦，其中柔性调节能力2242千瓦，节能能力600千瓦。
8、浙江丽水绿色能源虚拟电厂
运行时间：2021年3月
资源类型：侧重于水电发电侧
项目简介：丽水绿色能源虚拟电厂由全市境内800多座水电站组成，利用光纤、北斗通信等新技术，将全域水电发电信息聚合，进行智慧调度。
9、湖北武汉虚拟电厂
运行时间：2021年6月
资源类型：综合型
项目简介：可在武汉市东西湖、黄陂、汉口后湖、百步亭、徐东、南湖、东湖高新等区域局部降低监控负荷70万千瓦，折合电网基建投资12.8亿，减少碳排放300万吨。
10、上海虚拟电厂
运行时间：2021年5月5日
资源类型：侧重于需求侧响应
项目简介：国家电网在上海开展了国内首次基于虚拟电厂技术的电力需求响应行动，仅仅一个小时的测试，就能产生15万千瓦时的电量。
11、安徽合肥虚拟电厂
运行时间：2021年1月25日
资源类型：综合型
项目简介：实现光伏、储能、充(换)电、微电网等多种电力能源形式互联互动。近期，安徽合肥供电公司电力调度控制中心专责陈璐通过合肥市虚拟电厂向全市15座蔚来换电站发出削峰填谷调峰指令。1分钟内，合肥电网累计降低负荷1400千瓦，实现削峰填谷。
12、华北国网综能虚拟电厂
运行时间：2020年12月1日
资源类型：综合型
项目简介：聚合15.4万千瓦可调资源参与华北电力辅助服务市场。在建设过程中，该虚拟电厂累计对接筛查负荷20余万千瓦，成功接入可调负荷10万千瓦。按照当前接入水平计算，该虚拟电厂每天可创造23万千瓦时的新能源电量消纳空间。
13、广东深圳自动化虚拟电厂
运行时间：2020年10月26日
资源类型：综合型
项目简介：首套自动化虚拟电厂系统已在深圳110千伏投控变电站投入试运行。承载该系统的装置占地不足1平方米，却可凭借前沿的通信和自动化聚合技术，发挥出与大型电厂等效的调峰、电压控制等功能。
14、河北省虚拟电厂
运行时间：2019年12月11日
资源类型：综合型
项目简介：首个虚拟电厂国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程投入运行。截至目前，已在线连续提供调峰服务超过4800小时，累计增发新能源电量3701万千瓦时。此外，河北南网也在分步推进虚拟电厂建设，雄安虚拟电厂运营平台已部署上线。
