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2024年虚拟电厂行业发展现状及未来趋势分析预测
发布时间:2025-09-05

  虚拟电厂(Virtual Power Plant,

  VPP)是一种通过先进信息通信技术和软件系统,将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源资源(Distributed Energy

  Resources,

  DER)进行聚合与协调优化,形成可参与电力市场和电网运行的“虚拟机组”或“特殊电厂”。其核心价值在于将碎片化、分散化的能源资源转化为可调度、可交易的灵活性资源,助力电力系统实现清洁低碳、安全高效、灵活智能的转型目标。

  虚拟电厂的运作模式涵盖“聚合—通信—优化—交易”四大环节:通过物联网、大数据、人工智能等技术聚合分布式资源,构建能源互联网平台;利用实时通信技术实现资源状态监测与数据交互;基于优化算法制定调度策略,平衡供需并参与电力市场交易;最终通过需求响应、辅助服务、现货交易等机制实现经济价值。与传统电厂相比,虚拟电厂不依赖物理发电设备,而是通过软件定义能源系统,具有灵活性高、成本低、响应速度快等优势,成为新型电力系统建设的重要方向。

  一、虚拟电厂行业发展现状分析

  (一)政策驱动:顶层设计加速行业规范化

  根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国虚拟电厂行业深度分析及发展战略预测报告》显示,自“双碳”目标提出以来,中国政府通过一系列政策文件推动虚拟电厂发展。2021年中央深改委通过《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》,明确虚拟电厂作为市场主体参与电力交易的地位;2022年国家发改委、能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》,提出支持分布式新能源、用户侧储能、电动汽车与电网互动(V2G)等资源聚合的虚拟电厂示范项目;2023年南方监管局修订《南方区域“两个细则”》,将虚拟电厂纳入辅助服务考核补偿体系,并推动其参与调峰、调频等市场品种。此外,山西、广东、上海等地相继出台省级实施方案,明确虚拟电厂建设目标、技术标准与市场机制,为行业规模化发展提供政策保障。

  (二)技术突破:智能化与标准化水平提升

  虚拟电厂的技术演进呈现两大趋势:一是智能化升级,依托人工智能、区块链、数字孪生等技术实现资源精准调控与交易透明化。例如,华为“PowerX”平台支持百万级设备接入,腾讯云AI预测精度超95%,浙江试点“绿电交易+区块链”确保交易可信;二是标准化建设,2025年行业启动聚合响应标准制定,推动IEEE2030.5协议落地,解决异构协议兼容问题,提升系统韧性与资源调控效率。此外,边缘计算技术的应用使指令分解时间缩短至秒级,显著提升实时响应能力。

  (三)市场实践:从试点示范向商业化运营转型

  虚拟电厂的市场化进程可分为三个阶段:初期以邀约型为主,依赖政府补贴与专项合同引导聚合商参与;中期向市场型过渡,通过参与电力现货市场、辅助服务市场获取收益;远期向自主型发展,实现跨空间自主调度与微网、局域能源互联网整合。当前,中国虚拟电厂已进入市场型阶段,冀北虚拟电厂作为国内首个完全市场化运营项目,通过聚合蓄热式电采暖、可调节工商业等资源,参与华北辅助服务市场调峰,实现经济效益与社会效益双赢。深圳虚拟电厂管理中心则通过接入充电桩、楼宇空调等资源,形成310万千瓦可调节能力,成为全球单体规模最大的虚拟电厂平台。

  (四)产业链协同:上下游资源整合加速

  虚拟电厂产业链涵盖上游资源供应、中游聚合平台开发与下游市场应用三大环节。上游资源包括分布式光伏、风电、储能、可控负荷(如工业可调节负荷、商业楼宇空调)及电动汽车等;中游聚合平台通过软件系统实现资源整合与协同控制,代表企业包括国家电网、南方电网、恒实科技等;下游市场应用涉及电力交易、需求响应、辅助服务等领域,参与者包括发电企业、电网公司、售电公司及终端用户。产业链协同效应显著,例如,能链智电以充电场站为核心场景,聚合电动汽车、充电桩、储能设施等资源,通过光储充柔性管理参与电力市场交易,降低用能成本的同时提升电网稳定性。

  二、虚拟电厂行业竞争格局分析

  (一)全球市场:欧洲领先,北美与中国加速追赶

  全球虚拟电厂市场呈现区域分化特征:欧洲市场份额占比超50%,以德国、英国、法国为代表,聚焦分布式电源聚合与现货市场交易,Next

  Kraftwerke作为欧洲最大运营商,管理规模达2800MW,相当于两个大型燃煤电厂;北美市场以负荷侧灵活性资源为主,特斯拉Autobidder平台在全球范围内管理数百兆瓦电力资产,推动家庭虚拟电厂(VPP)普及;中国市场虽起步较晚,但政策支持力度大、市场规模增长快,国家电网、南方电网等央国企占据主导地位,民营企业如恒实科技、协鑫能科等通过技术创新与资源整合逐步扩大市场份额。

  (二)国内市场:央国企主导,民营企业差异化竞争

  中国虚拟电厂市场竞争格局呈现“央国企+民营企业”双轮驱动特征:央国企凭借资源优势与政策支持占据第一梯队,例如国家电网通过“源网荷储协同互动平台”聚合分布式资源,南方电网在广东、深圳等地建设区域级虚拟电厂;民营企业则通过技术突破与场景创新实现差异化竞争,例如恒实科技聚焦工业园区综合能源服务,协鑫能科依托光伏+储能资源开展虚拟电厂运营,能链智电以充电桩为切入点拓展电力交易市场。此外,特斯拉、GTL集团等外资企业通过技术输出与本土化合作参与市场竞争,推动行业技术升级与服务模式创新。

  (三)技术竞争:AI调度、区块链确权成核心壁垒

  虚拟电厂的技术竞争聚焦于资源调控效率与交易透明度:AI调度技术通过机器学习算法优化资源组合与调度策略,提升系统响应速度与经济性;区块链技术通过分布式账本实现交易数据不可篡改,保障市场主体权益。例如,华为“PowerX”平台利用AI预测负荷需求,动态调整资源出力;浙江试点“绿电交易+区块链”确保虚拟电厂交易数据可信,吸引更多市场主体参与。此外,边缘计算、数字孪生等技术应用进一步降低系统延迟,提升虚拟电厂的实时调控能力。

  三、虚拟电厂行业未来发展趋势分析

  (一)技术创新:AI与区块链深度融合,推动系统智能化升级

  未来虚拟电厂将深度融合AI、区块链、5G等技术,实现资源调控与交易模式的双重变革:AI技术通过强化学习算法优化调度策略,提升系统对新能源波动性的适应能力;区块链技术构建去中心化交易平台,降低市场主体间的信任成本;5G技术提供低时延、高可靠通信保障,支持海量设备实时接入与控制。例如,腾讯云联合南方电网开发“虚拟电厂智能调度系统”,利用AI预测与区块链确权技术,实现资源聚合、交易结算与辅助服务的一体化管理,预计将调度效率提升30%以上。

  (二)市场机制:电力现货市场与容量市场建设完善,拓展盈利空间

  随着电力市场化改革深化,虚拟电厂将参与更多市场品种交易:电力现货市场通过实时价格信号引导资源优化配置,虚拟电厂可通过“低买高卖”策略获取价差收益;容量市场通过补偿机制保障系统可靠性,虚拟电厂可通过提供备用容量获得稳定收入。此外,绿电交易、碳交易等市场的融合将为虚拟电厂创造新增收益来源。例如,深圳虚拟电厂通过参与绿电交易,帮助用户降低碳排放成本的同时提升电力交易收益;冀北虚拟电厂通过提供调峰辅助服务,获得年度补贴超千万元。

  (三)应用场景:从单一调峰向综合能源服务延伸

  虚拟电厂的应用场景将从传统的调峰、调频向综合能源服务拓展:在工业领域,通过聚合工业可调节负荷与分布式储能,实现峰谷电价套利与需求响应补贴;在商业领域,通过调控楼宇空调、照明等负荷,降低用能成本并参与电力市场交易;在居民领域,通过家庭能源管理系统(HEMS)聚合电动汽车、光伏、储能等资源,形成“微虚拟电厂”参与电网互动。例如,上海虚拟电厂通过聚合商业楼宇空调资源,在夏季用电高峰期降低负荷10%以上,有效缓解电网压力;广东虚拟电厂通过聚合电动汽车充电桩,实现“车网互动”(V2G),为电网提供调频服务。

  (四)区域协同:跨省区资源整合与统一市场建设加速

  虚拟电厂的跨区域协同将成为未来发展方向:通过构建全国统一电力市场体系,打破省间壁垒,实现分布式资源的跨区优化配置;通过区域级虚拟电厂平台聚合周边省份资源,提升系统调节能力与经济性。例如,南方电网计划建设“粤港澳大湾区虚拟电厂”,聚合广东、广西、云南等省份的分布式光伏、风电与储能资源,形成千万千瓦级可调节能力,支撑区域电网安全稳定运行;国家电网推动“华北—华东”虚拟电厂互联,实现跨区备用容量共享与新能源消纳互补。

  欲了解虚拟电厂行业深度分析,请点击查看中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国虚拟电厂行业深度分析及发展战略预测报告》。

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