随着一条指令自上海市虚拟电厂管理中心悄然发出，散布于城市各处的资源被精准激活——写字楼的空调温度微微上调，充电桩的功率智能调低，工厂内部储能切换至放电模式……没有影响市民正常生产生活，甚至没有任何感知，一系列操作之后，近20万千瓦的用电负荷高峰被平稳削去。

这背后，是一座座“云端电厂”在发挥作用。这里没有高耸的冷却塔，没有轰鸣的发电机组，却凭借数字技术聚合起分散于千企万户的电力资源，在关键时刻释放出巨大能量。近日，走进位于国网上海市电力公司的虚拟电厂管理中心，实地感受“云端电厂”在构建新型电力系统中发挥的独特作用。

在上海市虚拟电厂管理中心监控室的电子大屏前，工作人员正在查看聚合资源参与电网调节的实时数据。国家电网供图

聚沙成塔 削峰填谷助力能源保供

8月20日上午9时，上海市虚拟电厂管理中心收到需求响应通知：依据气象预测及电力负荷预测，预判当日18时起将出现短时负荷高峰，供需平衡趋紧，请立即启动虚拟电厂需求响应方案。

作为我国用电负荷规模最大的超大型受端城市，上海面临着外来电比例高、本地资源禀赋不足、负荷峰谷差大的严峻挑战。在现代信息通信、系统集成控制等技术加持下，虚拟电厂通过“聚沙成塔”的方式，为电动汽车充电站、5G基站储能、商业楼宇空调等海量分布式资源提供了参与电力保供、助力可再生能源消纳的渠道，正成为破解资源瓶颈、支撑城市能源安全与低碳转型的重要路径。

上海虚拟电厂聚合资源——沪桔新能源的一个光储充电站。国家电网供图

“收到通知后，我们立即启动虚拟电厂需求响应方案。”上海市虚拟电厂管理中心主任郑庆荣告诉记者，当天11时许，管理中心向全市49家虚拟电厂运营商正式发出响应邀约，明确本次调峰邀约规模及执行时段等核心要求。

上海沪桔新能源科技有限公司是这次受邀的虚拟电厂运营商之一。接到通知后，公司迅速对申报负荷作出评估。“我们主要根据全市充电场站运营情况，确定申报总负荷及具体参与站点。”沪桔新能源数字化业务负责人朱翊介绍，经过“集中竞价”，最终在本次邀约中成功出清电力2.06万千瓦。当日15时，上海市虚拟电厂管理中心顺利完成本次需求响应的总体出清工作，最终出清电力24.68万千瓦。

18时整，上海市迎来用电高峰，各虚拟电厂按照预设时段，准时完成内部资源调配并全面启动调节措施。在管理中心监控室的大屏幕上，实时显示着各虚拟电厂及聚合资源类别、编号、名称、能力、目标值、运行曲线等信息。

“通过深度参与需求响应，各虚拟电厂为减轻电网调节压力发挥了重要作用。”统计数据直观印证了郑庆荣的这句话：和非调用日同时段相比，虚拟电厂介入后，原本一路走高的用电负荷曲线出现了明显下降，直到需求响应结束后重新恢复正常负荷。从整体执行效果来看，在18时用电负荷高峰初始时段，本次调用最大电力18.22万千瓦，有效对冲了晚峰初期的用电压力。

“对于电网来说，虚拟电厂发挥了‘削峰填谷’作用，有助于保障电网的安全稳定运行，此前我们曾组织虚拟电厂最大削峰超百万千瓦，相当于在不增加资源消耗的情况下新增一座大型电厂。”郑庆荣说，对于接入虚拟电厂的用户来说，则从过去单一的消费者变成了与电网双向互动的参与者，在消费电力的同时还通过参与电网调节获得收益，降低电力成本支出。

据统计，截至今年上半年，国家电网公司经营区在运虚拟电厂项目共计240个，同比增长147.4%；聚合资源规模2480.9万千瓦，同比增长148.7%。除上海以外，目前山西、山东、浙江、广东、江苏、福建、宁夏等地也已深入开展虚拟电厂试点建设，虚拟电厂正逐渐成为电力保供和新能源消纳的重要力量。

灵活高效 从需求侧发力护航电网平稳运行

与实体电厂相比，虚拟电厂既不烧煤，也看不见机组，电力调节究竟如何实现？国网营销部购电处副处长郑晓雨告诉记者，虚拟电厂是通过聚合在电网中星罗棋布的分布式电源、储能及可调节负荷等资源，基于平台的集中控制，进而发挥类似实体电厂的调节作用。

“相比于实体电厂，虚拟电厂侧重于需求侧资源的组织、协调、优化。”郑晓雨说，电力是一种即发即用的特殊商品，发用两侧需要实时平衡，以往是发电跟着用电走，电力系统的调节和电网的安全控制主要通过调节各类电源来实现。但近年来，随着能源绿色低碳转型加速推进，电力系统对灵活性调节资源需求与日俱增，单纯依靠发电侧提供灵活性调节已难以为继。

浙江嘉兴综能虚拟电厂聚合的一个分布式屋顶光伏资源。国家电网供图

据统计，过去4年，全国新增发电装机的84%为非化石能源发电装机，截至今年7月，非化石能源发电装机已经达到22.3亿千瓦，占总发电装机的60.8%。但新能源“看天吃饭”带来的波动性、间歇性等特征，也为电力安全稳定带来挑战。如何在有序推进能源转型的同时，保障电力供需平衡、安全稳定？在发电侧能力充分挖掘情况下，需求侧成为调节能力的重要来源，虚拟电厂应运而生。

“供需协同是新型电力系统的重要特征之一，需求侧资源调节潜力巨大，但海量小微主体的技术经济特性各异，无法独立参与电网互动调节。”郑晓雨介绍，虚拟电厂可以通过数字化手段和先进管理方式，将数量多、分布广、单体规模小的需求侧资源聚合起来，参与各类市场交易，在电力供需平衡调节中实现高效率、规模化的快速响应。

“虚拟电厂的一个突出优势，就是聚合已有分散资源为电力系统提供灵活的调节能力。”上海市虚拟电厂管理中心副主任赵建立介绍，以上海为例，在调控精度方面，他们提出“时空双维精准调控”体系，空间上依托“一图一网”实现资源全域可观测、可调控；时间上形成“日前—日内—快速”三级响应模式，“日内”进一步细分为“小时级—分钟级—秒级”调度机制，满足电网不同时间尺度的调节需求。

虚拟电厂有别于实体电厂的又一显著特征是可扩展性。“比如本地区新建了充电场站，我们就可以将其作为‘发电资源’纳入进来。”赵建立说，实体电厂通常由一次能源供应系统、电能转换系统、升压站等构成，建成后具有固定的并网点和发电能力，虚拟电厂聚合资源的范围和规模等随着市场的发展在不断变化，这也是传统实体电厂难以做到的。

展望未来 丰富参与主体繁荣产业生态

近年来，多地和相关企业积极探索虚拟电厂建设，推动虚拟电厂实现快速发展。国家能源局最新数据显示，“十四五”以来，我国虚拟电厂总规模已经超过3500万千瓦，相当于1.5个三峡电站的装机容量。

多位受访对象表示，从全国整体来看，虚拟电厂仍处于起步阶段，适应虚拟电厂发展的管理要求、标准体系和市场机制还有待进一步健全。比如虽然当前正在加快构建虚拟电厂技术标准体系，但关键环节仍有缺项，早期已发布标准部分条款存在不适应新形势要求的情况，与高质量发展需求存在一定差距。同时，虚拟电厂聚合资源多元、特性各异，当前针对这类新兴市场主体的电力市场交易机制细则仍需进一步健全。

浙江杭州综能虚拟电厂聚合的一个储能资源。国家电网供图

“特别需要注意的是，目前国内的虚拟电厂市场化、常态化运营能力仍显不足。”郑晓雨说，部分运营商忽略虚拟电厂是通过信息手段聚合分散资源获利的轻资产业务运转逻辑，缺乏对电力系统运行、电力市场交易机理的认识，仍在走传统固定资产投资收益的老路，“如果仅仅是依靠政府补贴资金和优惠政策支持难以长久，只有在积极参与市场中扩大收益渠道，才能为运营商、用户带来持续的收益。”

今年3月，《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》（以下简称《意见》）印发，作为我国第一份针对虚拟电厂的国家级专项政策，为产业规范健康发展提供了系统指引，针对虚拟电厂发展面临的突出问题，在规范虚拟电厂定义和功能定位的基础上，提出加快培育虚拟电厂主体、持续提升建设运行管理水平、推动技术创新和标准规范体系建设等重点任务。

“《意见》明确了虚拟电厂参与市场的核心机制原则，并倡导多元主体共同参与虚拟电厂建设运营，将带动产业链上下游发展，构建繁荣产业生态。”郑晓雨说，特别是大力支持民营企业参与虚拟电厂的建设运营，将有效增强主体多元性和管理模式创新，带动需求侧海量的市场主体参与电力交易，推动虚拟电厂从试点示范转向商业化运营，为产业链上下游企业带来广阔的商业机遇。

展望未来，虚拟电厂发展目标清晰：到2027年，虚拟电厂建设运行管理机制成熟规范，参与电力市场的机制健全完善，全国虚拟电厂调节能力达到2000万千瓦以上；到2030年，虚拟电厂应用场景进一步拓展，各类商业模式创新发展，全国虚拟电厂调节能力达到5000万千瓦以上。

从试点走向规模化应用，从政策引导走向市场驱动，随着全国统一电力市场建设深入推进，虚拟电厂将在电力保供、新能源消纳、能效提升等方面发挥更加重要的作用。未来，虚拟电厂不仅是一种技术手段和商业模式，更将成为新型电力系统建设的重要组成部分，为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供有力支撑。

虚拟电厂运行原理示意图。赵嘉文制图