中国虚拟电厂发展现状：技术、价值与应用实践

引言

在全球能源转型和 “双碳” 目标的大背景下，虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成部分，正成为中国能源革命的关键抓手。虚拟电厂并非实体发电设施，而是通过现代信息通信、系统集成控制等技术，聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源，作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。随着新能源发电占比不断提升，电力系统对灵活调节能力的需求日益迫切，虚拟电厂凭借其整合分散资源、提供灵活调节的独特优势，被赋予了重要使命。

国家层面高度重视虚拟电厂发展，2021 年以来陆续出台《2030 年前碳达峰行动方案》《”十四五” 现代能源体系规划》等政策文件，明确引导虚拟电厂参与新型电力系统灵活调节。2024 年 5 月印发的《2024—2025 年节能降碳行动方案》更是提出到 2025 年底，各地区需求响应能力一般应达到最大用电负荷的 3% 至 5%。在政策推动下，虚拟电厂市场规模快速扩大，据预测，2025 年我国虚拟电厂市场规模将达 102 亿元，到 2030 年有望达到千亿元级别。这一新兴业态正从试点探索迈向规模化发展的关键阶段。

一、虚拟电厂的技术路径

虚拟电厂的技术体系是一个多维度、多层次的复杂系统，其核心在于通过数字化技术实现分散能源资源的聚合与优化调度。目前我国虚拟电厂的技术路径主要围绕以下几个关键环节展开：

资源聚合技术构成了虚拟电厂的物理基础。虚拟电厂通过标准化接口和智能终端，将分布式光伏、风电等新能源发电设备，用户侧储能、电动汽车充换电设施，以及工业、商业、居民用户的可调节负荷等各类分散资源进行整合。以江苏百万千瓦级居民虚拟电厂为例，其通过与美的、格力、海尔等家电企业合作，将居民家中的空调、热水器等智能电器设备纳入虚拟能量池，形成规模化调节能力。

信息通信与数据交互技术是虚拟电厂的神经中枢。依托物联网、5G 等技术实现对海量分布式资源的实时监测与数据采集，建立云端数据平台与终端设备的双向通信通道。江苏虚拟电厂项目就采用了物联网、大模型和智能 AI 互动等先进技术，实现了 700 万台在线居民智能电器设备的远程监控与调度。

智能调控与优化算法是虚拟电厂的核心大脑。通过负荷预测、电源预测、优化调度等算法模型，实现资源的动态优化配置。虚拟电厂运营商需要建立具备监测、预测、指令分解执行等功能的技术支持系统，根据电网需求和市场信号，自动生成并执行调节指令。这些算法需要考虑新能源出力的波动性、负荷的不确定性以及用户的参与意愿，实现多目标优化。

安全防护技术是虚拟电厂稳定运行的保障。随着大量用户侧资源接入电力系统，数据安全、网络安全和电力系统安全面临新挑战。虚拟电厂技术体系需包含完善的身份认证、数据加密、隐私保护和应急响应机制，确保在双向互动过程中系统的安全性和可靠性。

二、虚拟电厂的应用价值

虚拟电厂作为新型电力系统的灵活性资源，其应用价值体现在电力系统运行、能源市场发展和社会经济多个层面，为能源转型提供了重要支撑。

在电力系统安全稳定运行方面，虚拟电厂能够有效缓解电力负荷短时尖峰压力，提升系统调节能力。数据显示，全国每年用电负荷高于 95% 的尖峰负荷时间只有几十个小时，通过虚拟电厂方式可节约 6000 万千瓦至 7000 万千瓦的顶峰电源需求。在极端天气频发的背景下，这种快速响应能力对保障电力供应至关重要，能够有效降低电网不平衡风险。

在促进新能源消纳方面，虚拟电厂通过灵活调节负荷与新能源发电的匹配度，显著提高可再生能源利用率。随着风电、太阳能发电装机占比超过 40%，其间歇性和波动性给电网带来巨大挑战。虚拟电厂可以在新能源大发时增加负荷消纳，在新能源出力不足时削减负荷，从而最大程度地调整新能源电力的强随机波动性，减少弃风弃光现象。

在经济性提升方面，虚拟电厂具有显著的成本优势，其建设和运营成本仅为传统火电厂的 10% 至 15%。对用户而言，参与虚拟电厂调节可以获得经济收益，如江苏虚拟电厂通过多元化激励模式，让居民可实时查看参与电网调节的贡献与收益。对社会而言，虚拟电厂通过优化资源配置，降低整体用能成本，提升能源利用效率。

在电力市场发展方面，虚拟电厂作为新增电力交易主体，丰富了市场参与形式，促进了电力市场的多元化和效率提升。它为可控负荷、新型储能、分布式新能源等灵活性资源提供了进入市场的机会，通过市场机制实现资源的优化配置，推动形成 “源网荷储” 协同互动的新型电力市场格局。

三、虚拟电厂目前在国内的建设标准

我国虚拟电厂标准体系建设正处于加速推进阶段，呈现 “国家指导、地方先行、逐步完善” 的特点，为行业规范化发展提供了重要支撑。

国家层面已出台多项政策文件为标准建设指明方向。2025 年 4 月发布的《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》明确提出要建立健全虚拟电厂全环节标准体系，加快推动虚拟电厂聚合响应、并网调控、智能计量、数据交互、安全防护相关技术标准的立项、编制与发布。正在征求意见的推荐性国家标准《虚拟电厂资源配置与评估技术规范》对虚拟电厂的性能要求、资源分析、资源配置和项目评估等方面做出了详细规定。

该国家标准界定了虚拟电厂资源、聚合、运营商等核心术语，规定了调节容量、响应容量和持续时间等关键性能指标，明确了资源配置的外部有效性、节能环保和经济性原则。在项目评估方面，标准确立了经济性和技术性两类指标，包括技术指标相对于设定值的超出率或优化率，经济性指标相对于参照值的提升率等。这些标准的制定将为虚拟电厂的规范化建设和运营提供重要依据。

地方层面，多个省份已率先出台虚拟电厂建设与运营管理相关规范。2022 年 6 月，山西省能源局印发《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，成为国内首份省级虚拟电厂运营管理文件。随后，北京、上海、深圳、江苏、浙江等省份也陆续出台相关政策，加速推进虚拟电厂建设。

广州市在 2025 年 8 月发布的《虚拟电厂高质量发展实施方案》中，不仅明确了各阶段的接入容量和调节能力目标，还建立了虚拟电厂管理中心，负责运营管理平台建设和运维，并设立了备用容量补贴政策，对具备分钟级实时调节能力的虚拟电厂给予每小时每千瓦不高于 0.01 元的补贴。这些地方实践为国家层面标准的制定提供了宝贵经验。

尽管标准建设取得积极进展，但当前仍存在调节能力评估认定技术标准缺乏、参数体系不健全等问题，大多数虚拟电厂尚不具备常规实体电厂的精准响应能力。未来需要进一步完善标准体系，强化标准的适用性和前瞻性，支撑虚拟电厂规模化发展。

四、虚拟电厂在国内的应用

在政策引导和市场需求的双重驱动下，我国虚拟电厂应用已从试点探索进入规模化建设阶段，各地结合自身资源特点和电网需求，形成了各具特色的应用模式和实践案例。

江苏省在虚拟电厂建设方面走在全国前列，2025 年 1 月启动建设我国首个百万千瓦级居民虚拟电厂。该项目依托江苏新型电力负荷管理系统，整合了省内超过 700 万台在线居民智能电器设备，潜在可调节负荷资源达 900 万千瓦。2024 年夏季至今，通过空调设备的智能联动，已邀请超过 280 万户居民参与节约用电活动，高峰时期居民主动响应负荷超过 50 万千瓦，充分验证了居民侧虚拟电厂的可行性与实用性。这一模式通过智能家居设备的聚合利用，开辟了虚拟电厂大规模应用的新路径。

广州市提出了清晰的阶段性发展目标，计划到 2025 年底虚拟电厂接入容量达到 200 万千瓦、调节能力达到 80 万千瓦；2026 年底接入容量 400 万千瓦、调节能力 120 万千瓦；到 2027 年底接入容量实现 500 万千瓦，调节能力达到 150 万千瓦。广州虚拟电厂重点解决高峰负荷持续提升、分布式电源规模扩大、区域配电网设备重过载等挑战，通过在白云、海珠等区域建设精准调节应用试点，解决局部区域网络受限及低压台区过载问题。

上海市虚拟电厂项目则以运营有效性著称，从聚合资源类型的广度和参与辅助服务、电力交易的深度来看，其运营模式得到了充分验证。国网冀北虚拟电厂项目在物理架构设计和线上平台建设方面具备完整性，从区域试点到单资源项目改造，再到多态能源资源接入，均保持了较高的技术应用水平。

山西省建立了源网荷储一体化项目虚拟电厂智慧管理平台，目标电能量容量 400MW，覆盖园区可调节负荷和商业楼宇可调节负荷，通过参与电力市场交易实现获利。江苏南京江北新区智慧能源协调控制系统则聚合了分布式光伏、储能设备及各类可控负荷，总容量达 643MW，通过参与电网调峰辅助服务市场获得收益，为工业园区虚拟电厂建设提供了示范。

从运营模式看，国内虚拟电厂主要形成了两种类型：一是广东、云南等地的市场主导模式，虚拟电厂按规则参与现货市场、辅助服务及需求响应，但均处于试点阶段；二是深圳等地的补贴支撑模式，依靠补贴资金起步，打造城市级虚拟电厂平台。这两种模式为探索可持续的商业运营机制提供了有益尝试。

总结

虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成和培育新质生产力的重要抓手，在我国能源转型进程中正在发挥越来越重要的作用。通过政策引导与市场驱动相结合，我国虚拟电厂发展已取得显著进展，技术路径日益清晰，应用价值不断显现，标准体系逐步完善，地方实践各具特色。

在技术层面，虚拟电厂通过资源聚合、信息通信、智能调控和安全防护等关键技术，实现了分布式能源资源的高效整合与优化利用。在应用价值方面，虚拟电厂不仅为电力系统提供了低成本的灵活性调节资源，促进了新能源消纳，还为用户带来了经济收益，丰富了电力市场主体。标准建设方面，国家与地方协同推进，为虚拟电厂规范化发展奠定了基础。应用实践中，江苏、广州、上海、山西等地的项目各具特色，为不同场景下的虚拟电厂建设提供了宝贵经验。

然而，虚拟电厂发展仍面临商业模式不成熟、技术标准不完善、调节能力 “聚而不实” 等挑战。未来需要进一步深化电力体制机制改革，创新商业运营模式，完善技术标准体系，加强关键技术研发，推动虚拟电厂向规模化、智能化、市场化方向发展。

随着《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027 年）》等政策的实施，虚拟电厂建设将进入加速期。到 2027 年，随着各地目标的逐步实现，虚拟电厂将成为电力保供和峰谷调节的重要支撑，形成可持续、常规化的商业运营模式和产业生态，为我国实现 “双碳” 目标和能源高质量发展提供有力支撑。