刘重阳 南方电网能源发展研究院

首先感谢主办方，感谢主持人，各位专家，各位观众大家下午好，我是南方电网能源发展研究院刘重阳，今天的发言题目是《虚拟电厂：趋势、前景与问题》，主要是从宏观的层面讨论虚拟电厂发展的背景、趋势，以及目前在虚拟电厂领域遇到的一些问题。

一、环境气候变化迫切要求能源变革

首先，当前面临着环境问题，2020年9月，习近平总书记提出2030碳达峰、2060碳中和的目标。2022年12月习总书记在气候雄心峰会上宣布，到2030年，中国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上的能源相关目标。构建以新能源为主体的新型电力系统是实现双碳目标的重要路径，也是能源转型亟需面对的现实要求。而提升电力系统的灵活性则是保障高比例可再生资源的新型电力系统安全运行的关键。

我们对气候变化可能感受得不太明显，对比两张图可以发现，气候变化其实就在我们的身边。左边这张图是2015年国家气候中心发布的气象灾害预报，右边的图是2022年气象灾害的预告图。从这两张官方图片上能发现明显的变化，2015年5月到9月，太原以及华北中部是比较干旱的，2022年的截然相反，或者说近几年有明显的变化。从这两张图会发现气候变化其实离我们非常近，也就几年时间，就在缓慢地发生改变。

再看一张图，是二氧化碳和全球气温的关系。众所周知，二氧化碳和气候变化是有明显的联系。这张图是国际气候研究组织给出的，从1880年至2020年间，二氧化碳排放量跟气温变化的关系图。这里明显地证明一个问题，就是二氧化碳跟天气气温的变化以及气候的变化，实际上是明显相关的。二氧化碳是从我们的日常的衣食住行，以及能源消费，各种消费以及各种工业生产当中来的，最明显的源头其实就是从能源领域开始碳的生产、消费等一系列的活动。

“全球任何一个角落都无法幸免于气候变化带来的破坏性后果。气温上升正是造成环境退化、自然灾害、极端天气、粮食和供水无保障、经济混乱、冲突和恐怖主义的直接原因恶化。海平面正在上升，北极正在融化，珊瑚礁正在死亡，海洋正在酸化，森林正在燃烧。显然，一切照旧不是好做法。随着气候变化的无尽代价达到不可逆的高度，现在应采取大胆的集体行动。”这是2019年的气候峰会上，联合国安东尼奥.古特雷斯秘书长提出的很明确的一个观点。

全球气温正在上升，每年煤炭、石油、天然气消费有数十亿吨二氧化碳被排放到大气当中。人类活动正在产生创纪录的温室气体排放，而且没有任何放缓的迹象。全球变暖造成粮食和供水危机，气候变化是土壤退化的直接原因，限制了地球能够吸纳的碳量。极端气候与灾害是地球系统的一部分，但随着气候变暖，它们更加频繁和剧烈，热浪、干旱、台风和飓风在世界各地造成大规模毁坏。我们应该如何应对？新的高效技术可以减少排放净量，打造更清洁的世界。

从这部分的讨论，可以总结三个很重要的问题：第一，应对气候变化，能源电力行业应该如何行动？第二，能源变革该如何去有序推进？第三，市场、监管、企业如何更好地协作促进能源变革服务？

二、国际环境变动引起能源危机担忧

大家都知道2022年的2月，俄罗斯与乌克兰，这是欧洲的一个重大事件，也是二战以来欧洲最大规模的军事冲突之一，那么这个冲突带来了什么影响？

另外一个事件，2022年9月，北溪一号及二号管线发生了爆炸，北溪二环线是重要的能源管道，北溪的破坏直接的影响不大，但是它有很多间接的影响。北溪的破坏对于国际能源的价格以及国际能源市场的稳定都形成了巨大的冲击。包括当天TTF的起价就反弹到了200多欧元以上。在能源价格特别不稳定的环境下，欧洲的能源供应，特别是德国的能源供应要受到影响，它是否会波及到世界其他的能源国家，这个问题是显而易见的。北溪的直接影响是很小，但是它的间接影响很明显。

国际能源署署长法提赫.比罗尔，在今年7月全球能源论坛上提出，目前的深度和复杂性而言，世界从未见过如此严重的能源危机，我们可能还没看到最糟糕的情况，这正在影响整个世界。他的观点主要的涉及到几个问题，一是目前世界和平发展的趋势，发生了一些变化，目前的国际贸易的形势也发生了变化，那么和平发展和国际贸易的形势发生变化之后的能源领域无时无刻地会受到影响。所以能源危机也需要我们积极去应对。

这里提出三个供大家讨论思考的问题，一是应对能源危机，是一个阶段性的问题还是一个持久性问题？对于我们国家而言，或者是电力行业而言，我们保持着比较稳定的能源供应，我们的电力、煤炭、石油国内的供应一直比较低，在这样的稳定的供应的背景下，我们的农业行业也承受着不小的压力，因为国际形势一直在变化。二是化石能源、清洁能源，包括新能源该如何的协同发展？在我们提出新型电力系统，包括的新能源对化石能源的替代的目标下，化石能源和清洁能源的关系非常的重要。三是能源安全如何影响生活？我们需要什么样的能源供给？一般人可能感受不到，正是因为这样的岁月安好，其实是有很多负重前行的，所以这也是我们能源人一直在考虑的问题。

三、双碳目标下新型电力系统新需求

二十大报告提出，“我们提出并贯彻新发展理念，着力推进高质量发展，推动构建新发展格局，实施供给侧结构性改革……14亿多人的粮食安全、能源安全得到有效的保障”。二十大报告其实还明确地点出了我们国家在能源领域发展取得目前的成果来之不易，也提出了我们在能源发展的未来，还是需要很多的努力，包括各行各业的努力。

二十大报告还提出，要完善能源消耗总量和强度的调控，重点控制化石能源消费，逐步转化碳排放总量和强度“双控”制度。推动能源清洁低碳高效利用，实际上涉及众多的行业，特别是工业、建筑、交通等领域。要完善碳排放统计核算制度，健全碳排放权交易市场制度。

在新型电力系统的目标下，技术和制度的双轮驱动是必不可缺的，需要我们的各方企业、科研院所以及能源行业的从业人员协同努力。另一方面从顶层设计上来讲，现在建立碳排放的一些制度，建立碳交易的市场，对于推动整个行业的变革具有很关键的作用。

前几天看到一个观点，是中国国际经济交流中心景春梅老师和国家发展改革委经济体制与管理研究所于娟老师他们提出的，这个观点是新能源系统的三方面转变，我们一直在提出新型电力系统，从这三个转变来讲高度的概括了新型电力系统跟传统的能源系统的区别和联系。第一，电力电量平衡从煤电为主向适应大规模高比例新能源方向转变。第二，电网结构形态从集中式、长距离骨干网为主，向“骨干网+分布式扁平化智能化配电网并重”转变。第三，电力调度运行从单一主体参与的“源随荷动”向多主体参与的源网荷储协同互动转变。这三条就是从传统电力系统演变新型电力系统的最关键的三个地方。

构建新型电力系统要求建立全国统一的多层次电力市场体系。我国能源资源与需求逆向分布的基本国情，决定了远距离大规模输电以及新能源跨省跨区域消纳平衡的必要性。在这样的背景下，要实现新型电力系统的转向，面临四个问题，一是省间电力交易壁垒，二是以配电为主电力体制改革，三是新能源市场化参与电力市场，四是技术、市场双轮驱动提升能源系统的调节能力。

这一部分总结一下，会提出几个新的问题。一是如何进一步深化电力体制改革，完善市场机制？二是什么是适合我国国情、有更强新能源消纳能力的新型电力系统的发展之路？这是我们在讨论电力系统、讨论能源行业的时候，始终会面临两个问题。

四、数字经济发展创造能源变革条件

2011年时候，德国政府提出工业4.0，这代表一场以大数据、云计算和人工智能为核心的新技术革命，并在全球范围内展开新一轮的竞争。

大数据、物联网、5G技术这些大家都很熟悉，在我们的消费端目前发展得非常迅速，包括我们的几大购物平台、几大网络供应厂商或者其他互联网厂商等一系列技术，已经在生活的消费端颠覆得非常广泛。这些技术在推动新型电力系统变革，以及虚拟电厂等一系列新的电力产销模式发展的过程当中，它的作用显而易见。

比如说大数据和物联网可以成为核心的基础设施，人工智能和云计算也可以改变系统的运行和控制，大数据和物联网的结合对于电力的调度、协调，以及虚拟电厂运作，都离不开它的支撑。另外5G、区块链的技术以及技术与能源革命之间的共同融通，才会共同推动新型电力系统的建设。大家都知道区块链技术是一种保密技术，从市场的管理技术方面这种保密技术的贡献在哪里？一方面是在构建新能源系统、构建虚拟电厂的过程中，需要有一个数字的账本，数字的账本是记录大家都谁需要电、需要多少电、哪个地方生产多少电，不断的协调和记录，有这样一个底层的支撑，新型电力系统的交易机制才能建立起来。

简单概括一下虚拟电厂的技术支持。实时响应协调技术、智能控制平台、人工智能与大数据技术支撑虚拟电厂实现秒级响应功能。虚拟电厂要实现需求侧响应、电力辅助服务、调频服务、偏差考核补偿服务、电力市场交易等复杂多样化的业务场景，且同时满足控制实时性、可靠性以及交易性，需要以下三方面的关键技术进行支撑：秒级实时响应技术、智能集控平台技术、人工智能与大数据处理技术。

数字技术与电力系统要面临三个比较重要的问题，一是电力、能源数字化和数字经济到底是什么关系？二是数字技术如何更好地赋能电力系统？三是数字技术会为电力甚至能源行业带来怎样的变革？

五、虚拟电厂缓解电力平衡问题

虚拟电厂在国外已经有很多成熟的案例，我们国家近几年提出来的比较多一些，虚拟电厂最明显的优点是可以缓解电力平衡的问题。电力在使用到尖峰的时候，电力的需求突然多了对整个电力系统的负荷增加就会非常多，虚拟电厂可以更好地调节电力的需求和供给两端。

十四五规划明确的可再生能源发展目标：十四五可再生能源规划出台，确立了可再生能源发电地位。在电量方面，预计到2025年可再生能源较2020年末提升50%，按照2020年末数据测算，2025年可再生能源发电量需达33231亿千瓦时，发电增量较十三五期间有较大提升，发电量增长空间扩大。

新能源有一定的稳定性，其发电电量大量提升之后，很多时候需要灵活的市场消纳，虚拟电厂在这里面起到的作用就会更加明显。

六、电力市场激发虚拟电厂新动力

目前国内虚拟电厂比较成熟的模式可能还没有。这张图里面提到的模式，是广东实践的一个虚拟电厂的运营模式，虚拟电厂联系了电力系统所有的终端，从发电的新能源到储能系统，甚至是电动汽车等等。联系的可控负荷端是居民生活的区域、商业楼宇等一系列的生活终端，另外还通过既定各单元的优化运行的策略和其他策略来协调电力在系统的供给和需求，这就是虚拟电厂基本模式。

但目前虚拟电厂的费用或者运营的问题，还没有完全的市场化，一部分是补贴费用，一部分是从财政专项资金当中来领取的，另一部分也可能是在新的运营过程当中，通过协调等等一系列的服务得到的费用，这是目前国内虚拟电厂发展的一个阶段性的状态。山西其实也有虚拟电厂的一些运作，虚拟电厂的探讨一直在进行，它是我们社会发展的需要。德国或者是欧洲一些虚拟电厂，已经有比较成功的案例。

中国虚拟电厂主要通过聚合各分布式用能单元，集成资源参与辅助服务市场获利。十四五期间市场规模大概可以达到1,500亿左右。预计十四五期间，社会用电量增速大概在4%～6%之间。从需求侧解决负荷尖峰问题，根据国家电网测算，通过传统的火电厂满足5%的负荷，需要投资大概4,000亿元，但是通过虚拟电厂去解决，投资大概仅需要500亿～600亿，虚拟电厂的经济效益还是蛮明显的。目前各省正在加快完善虚拟电厂参与辅助市场的规则，虚拟电厂作为负荷聚合商提供需求响应服务，逐步形成占到系统最高负荷3%～5%左右的需求响应能力。

虚拟电厂的发展有很重要的政策推动因素，但是也需要市场的不断完善，去推动它的发展。未来虚拟电厂的发展趋势肯定是良好的，也是必要的。新的电力组合构建的路径需要电力系统与电力市场交易机制协同发展，不光是电力系统，也包括一些新的技术，数字化技术等一系列新的技术体系的发展。

今天我的分享就到这里，今天可能更多的是提出虚拟电厂在发展过程当中需要面对和考虑的问题，希望能够给大家带来一些启发。这些内容仅代表我的个人观点，欢迎各位专家行家批评指正。

原标题：虚拟电厂的趋势、前景与问题思考