虚拟电厂的提出已有20余年，21世纪初在德国、英国、法国、荷兰等欧洲国家兴起，并已拥有多个成熟的示范项目，其主要关注分布式能源的可靠并网，同时构筑电力市场中稳定的商业模式。
中国的电力系统和政策市场在发生变化，国家电网已将发电、配电、售电等产业剥离和商业化，国内市场已具备满足虚拟电厂诞生的环境。
国内各大电力交易中心的成立为推动虚拟电厂的兴起做了强大的支撑。
在“双碳”背景下，分布式能源发展迅猛，特别是以分布式光伏为主崛起，为虚拟电厂的能源调度提供有效可靠的电能来源。
随着电力负荷急剧增加，在电力需求紧张的背景下，纯硬件设施调度控制方式存在严重不合理现象，对不可断电需求方造成严重的损失。需要靠市场手段来进行电能的合理分配。
在传统电网物理架构上，依托互联网和现代信息通讯技术，聚合分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类资源，进行协同优化运行控制和市场交易，实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活互动，为电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。
与传统电力最大的差别：以市场和价格为主导控制电能的流向
电力交易机构包括地区电力交易中心和区域电力交易中心两类，我国已建成32个地区电力交易中心和2个区域电力交易中心(北京电力交易中心和广州电力交易中心)。电力交易中心主要为电网公司与当地主要发电企业、用电单位联合成立，目前电力交易中心均由电网公司控股。
电力机构主要负责落实国家送配电战略，落实国家指令性计划、地方政府间框架协议，开展跨区跨省市场化交易，促进省间余缺调剂和清洁能源消纳，逐步推进南方区域市场融合。
其主要作用：电力市场交易平台的建设、运营和管理；电力市场交易组织，提供结算依据和相关服务，汇总电力用户与发电企业自主签订的双边合同；市场主体注册和相应管理，披露和发布市场信息等。
国家电力监管委员会按照国务院授权，行使行政执法职能，依照法律、法规统一履行全国电力监管职责。其主要工作职责：
Ø对发电企业在各电力市场中所占份额的比例实施监管。
Ø对发电厂并网、电网互联以及发电厂与电网协调运行中执行有关规章、规则的情况实施监管。
Ø电力市场向从事电力交易的主体公平、无歧视开放的情况以及输电企业公平开放电网的情况依法实施监管。
Ø对电力企业、电力调度交易机构执行电力市场运行规则的情况，以及电力调度交易机构执行电力调度规则的情况实施监管。
Ø供电企业按照国家规定的电能质量和供电服务质量标准向用户提供供电服务的情况实施监管。
Ø依照法律、行政法规和国务院的规定，对电价实施监管。
为实现各方的电力能源市场交易、结算等服务，所提供的一个综合平台。
是一种利用商家的技术和平台，聚集各种资源和能力，整合各种信息、内容和应用，将不同主体提供的各种业务和服务有机结合在一起提供给客户，从而满足客户泛在化和一体化的需求，并为客户创造额外价值的一种服务。
以分布式能源为主，为虚拟电厂的能源调度提供有效可靠的电能来源。
存储电力能源，在合适时间进行充放电处理。目前储能方式为电化学储能、电容储能、飞轮储能等。
电力能源通过电力输送设施将能量输送到指定位置，电力输送设施由国家电网负责。
基于泛在电力物联的能量管理，实现分布式电源、储能系统、电动汽车、可控负荷等灵活资源的跨域连接、安全可靠通信与能量协调优化。
依托高精度的计量设备仪器，对电能质量的检测和电力能源的计量，实现交易的公平公正。
德国的虚拟电厂已实现商业化。其主要业务是在批发市场销售100kW以上中型可再生能源电厂生产的电量，在日前市场优化其售电，使这些电厂成为虚拟电厂资源。
虚拟电厂有利于灵活性较高的机组获利。除可再生能源电厂外，燃气热电联产、电池储能、应急发电机和需求响应等都可作为虚拟电厂资源。其主要应用场景是通过电力市场的灵活电价，引导电厂管辖内系统优化发用电成本，优化交易收益。
在德国，虚拟电厂上中下游产品已经逐渐完备，虚拟电厂可直接参与电力市场进行交易之外，还参与电网系统辅助服务（二次、三次调频）来收取服务佣金，以及针对不同用户都有相应的售电套餐。
根据运营商不同，德国的虚拟电厂大致可分为三种类型：独立虚拟电厂运营商、大型电力公司（跨国、地区和市级企业）以及新型市场参与者。
1、美国电力市场运营商高度分散，虚拟电厂计划通常由公共事业企业（Utility）或能源零售商运营。
这主要与美国电力市场的情况有关。美国联邦政府对于电力市场的监管相对缺乏，长期的私有化、市场化改革造就了如下格局：
1）约40%的区域（中西部为主）由公共事业企业垄断一体化运营，即发输配售垂直管理。
2）约60%的区域由七大独立系统运营商（ISO）管理，电力产业链分散为发电主体、输配电主体和能源零售商三个环节。
美国七大ISO（包括 PJM、MISO、ERCOT、SPP、CAISO、 NYISO 和 ISO-NE）负责调度、发电、输电规划以及系统的运行安全和发电端-输配 电端（批发市场）、输配电端-零售端（零售市场）市场运行的管辖。
ISO的成立打破了公共事业企业对发电-输配电环节的垄断，允许各独立储电主体参与到与输配电网的交易中，进而催生了虚拟电厂的需求。现有美国虚拟电厂计划由公共事业公司或能源零售商承担运营职能。
2、美国虚拟电厂脱胎于需求侧响应，聚焦负荷端资源统一调配。
由于美国电价过去 20 年上涨了 59%，且美国太阳能资源丰富，因此在大量政府补贴和激励政策下，家用光伏系统逐渐成为消费者降低电价成本的替代选择，从而实现电力的自发自用。
根据 Statista，2021年美国家用光伏装机容量达到22.5GW，同比增长 20.9%，因此美国存在大量与用电侧直接相连的分布式太阳能资源。
随着户用光伏等需求量的增长，美国逐渐开始实行需求侧响应，以应对用电高峰时期的供应紧张情况，并逐渐将需求侧响应演化为虚拟电厂计划。具体表现为，能源零售商开展虚拟电厂计划，通过提供低价储能电池或现金，换取家庭一部分电力的控制权，必要时给零售商提供电力，零售商的虚拟电厂聚合这些储能并在用电峰期提供给需要的用户，从而获取辅助服务收益。
目前，国内虚拟电厂仍处于初级阶段，以试点示范为主。在我国，主要以需求响应为主流，而虚拟电厂侧重点在于增加供给，产生逆向潮流现象。
虚拟电厂的发展可分为三个阶段：邀约型、市场型以及跨空间自主调度型虚拟电厂。当前，我国虚拟电厂正处于邀约型向市场型过渡阶段。
目前，国家层面还没有出台专项的虚拟电厂政策，省级层面仅有上海、广东、山西分别出台了《关于同意进一步开展上海市电力需求响应和虚拟电厂工作的批复》（2020.9.16）、《广州市虚拟电厂实施细则（征求意见稿）》（2021.6.30）和《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》（2022.6.23）。
与虚拟电厂相关的政策主要涉及需求响应、辅助服务等。为调动用户侧资源响应电力系统积极性，在2013年需求侧试点基础上，上海、江苏、广东、浙江、山东、河南等14个省区出台了需求响应新政策；江苏、湖北、辽宁、湖南、河南、安徽、福建、贵州、江西等省区，以及东北、华东等五大区域出台或对电力辅助服务政策进行了修订；华北、华中、浙江、江苏等地能源主管部门开放了虚拟电厂等第三方主体和用户资源参与调峰辅助服务身份。
虚拟电厂发展分为三个阶段：邀约阶段，交易阶段和自治阶段。
邀约型阶段：在没有电力市场情况下，由政府机构牵头，各个聚合商参与，共同完成邀约、响应和激励流程。
交易型阶段：电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于电厂的形式，参与市场获取收益。
自治型阶段：跨空间自主调度型虚拟电厂。随着电厂聚合的资源种类越来越多，数量越来越大，空间越来越广，形成“虚拟电力系统”，既包括可调负荷、储能和分布式电源等基础资源，也包括这些基础资源整合而成的微网、局域能源互联网。
当前，由于我国目前储能和分布式电源以及电力交易市场尚未发展成熟，虚拟电厂主要处于邀约型向市场型过渡的阶段。
2021年7月，国家发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》，合理确定峰谷电价价差，系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价原则上不低于4：1，其他地方原则上不低于3：1；建立尖峰电价机制，尖峰电价在峰段电价的基础上上浮比例原则上不低于20%。在《通知》发布后，多省市相应政策，制定出台了相应的峰谷电价政策。
调峰、调频是电网侧必不可少的环节。电网侧储能主要提供辅助服务以保证电力系统的安全稳 定运行，同时获取辅助服务收益，主要服务包括调峰、调频、备用等。中国对于电网侧储能的推动非常积极，国家密集出台政策促进电网侧的辅助服务。早在2015年3月，国务院办公厅 便已明确诸能参与调峰和可再生能源消纳身份，2016年6月，能源局发布政策探索电储能在电力系统运行中的调峰调频作用及商业化应用，推动建立促进可再生能源消纳的长效机制，2018年7月，发改委发文鼓励利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制，促进储能发展，2020年3月，国家电网将储能应用属于2020年五大重点发展领域之一。
现货市场建设是虚拟电厂盈利能力的重要影响因素：电力现货交易与中长期交易互为补充，其中现货市场具有重要的价格发现功能，中长期市场的电力价格往往根据现货市场价格而定，因此电力现货市场建设是虚拟电厂盈利能力的重要影响因素。
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