新型电力系统“三元稳定器”架构与虚拟电厂战略定位
中国电力报
王鹏 沈波
“十四五”电力行业聚焦加快构建新型电力系统，推动《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》落地，成效明显。但从客观上讲，新型电力系统的最终形态，无论在理论界还是工程界，尚未形成共识。落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》关于“着力构建新型电力系统”的要求，我们提出新型电力系统“三元稳定器”架构，进而认为架构中虚拟电厂扮演的角色十分重要，其在“十五五”“十六五”的定位，应从当前的新兴市场主体、临时性调节工具，提升为新型电力系统的重要支柱。
虚拟电厂发展现状与存在问题
自2019年冀北试点虚拟电厂参与调峰辅助服务，2021年深圳搭建虚拟电厂管理平台调节城市电力供需，2022年山西允许虚拟电厂参与电力现货市场以来，多数省份都探索建设和市场准入了虚拟电厂，部分省份和较多地市的党委、政府负责同志对虚拟电厂发展作出批示，虚拟电厂在全国各地呈爆发性发展态势。
2024年9月，国家能源局印发《电力市场注册基本规则》，明确了虚拟电厂作为市场经营主体参与电力市场的经营条件、注册流程、管理流程等。2025年3月，国家发展改革委、国家能源局发布《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》（发改能源〔2025〕357号），提出积极推动因地制宜发展、提升建设运行管理水平、完善参与电力市场等机制、提高安全运行水平、推动技术创新和标准规范体系建设等重点任务。虚拟电厂建设已由试点探索阶段迅速向规模化部署迈进。
当前，虚拟电厂发展存在的中微观的问题主要包括：聚合分布式发电、储能及可调负荷等资源量普遍偏小，电力用户参与聚合的积极性偏弱；目前虽有较多省份推动虚拟电厂参与现货市场，但在中长期和现货市场衔接规则上，未考虑到虚拟电厂调节能力的特性本质，混同于普通售电公司；虚拟电厂运营商、虚拟电厂管理平台、调度交易机构关系不顺畅。从宏观战略上看，绝大多数虚拟电厂仍被视为技术辅助设施，仅在电网运行出现紧张时发挥一定作用，尚未被纳入常态化电网调度体系、亦未享有与传统化石能源机组同等的规划地位与补偿机制。因此，许多行业潜藏的可调灵活性资源尚未得到系统性开发与有效利用。
“三元稳定器”架构及虚拟电厂价值
虚拟电厂兴起的根源在于低碳转型目标下新型电力系统对灵活调节能力的迫切需求，以及电力市场化改革与数字智能控制技术的成熟。未来的电力系统将会发生系统性变革，一方面可再生能源将成为发电主力，另一方面工业过程、供热、交通运输及数字基础设施加快电气化进程，并带来高度波动和区域差异显著的用电需求格局。传统基于集中式发电机组设计的电力系统架构面临挑战、亟须重塑。
新型电力系统应由零碳能源、虚拟电厂和配置CCUS的火电机组三大类资源协同构建，形成“三元稳定器”架构。零碳能源负责持续输出清洁电能；虚拟电厂通过对分布式资源聚合与需求侧动态管理，实现对波动性的实时平抑；火电机组仍存在，但仅作为季节性或极端情况下应急备选的能源安全保障电源。上述三类资源共同构成具备可靠性、灵活性及低碳属性的电力系统骨干；零碳能源实现二氧化碳减排，虚拟电厂增强系统弹性、助力供需平衡、降低峰值投资，火电机组提供安全冗余。蓬勃发展的新型储能，未来将更多地以与三大资源融合的形式呈现。
“三元稳定器”架构中，虚拟电厂对分布式资源高效聚合及对负荷动态管理，特别是具备“重塑负荷”这一独特优势，通过市场化、智能化手段直接引导并优化用电负荷，实现需求侧的实时动态调节。虚拟电厂不仅可实现传统电厂的大部分核心功能，甚至在部分关键能力上实现超越。这就需要虚拟电厂不断升级换代，逐步具备与化石能源灵活发电机组相当的关键运行能力，包括：快速响应与爬坡能力，全面的负荷调节，可靠的可调用容量，覆盖频率、电压、备用等多维度的辅助服务，以及明晰的、可预见的运行成本。
政策建议
一是进一步增强对虚拟电厂在新型电力系统中战略地位的认识，在“十五五”规划文本中予以体现。虚拟电厂的作用要在增强电力保供能力、促进新能源消纳、完善电力市场体系的基础上，进一步强调其是新型电力系统的“重要组成部分”和“关键灵活调节资源”，是构建新型电力系统的重要支柱。
二是加强市场跟踪，完善有利于虚拟电厂培育的电力市场规则。推动《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》《国家能源局关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知》等政策有效落地，研究出台虚拟电厂参与电力交易的专项指引，明确其参与中长期、现货、辅助服务等市场的准入条件、交易机制、结算规则和风险防控要求。
三是强化部门协同，深度挖掘虚拟电厂资源。华北电力大学发布的《中国2030年负荷侧虚拟电厂全产业调节潜力评估》报告表明，我国2030年负荷侧虚拟电厂理论调节潜力将达6.57亿千瓦，潜力巨大。建议：一要横向拓展资源类型，在工业、建筑、交通、农业、公共部门、数据中心等多领域全方位、深度挖掘虚拟电厂资源，实现行业间的资源互补和价值叠加，为电力系统释放更大的系统灵活性和经济收益。二要纵向提升建筑侧响应能力，会同住建部出台政策，在智能建筑、“好房子”建设中要求具备“需求响应就绪”（DR-ready）能力。三要会同交通运输部加快交通与电力协同，强化电动汽车V2G能力，完善充电设施。四要会同工信部加快算力与电力协同，激发算力中心主动参与电力运行的积极性。
四是统筹相关电力公共基础设施建设。理顺电力市场交易系统、新型电力负荷管理系统、电力调度自动化系统、虚拟电厂管理平台之间的功能定位与数据交互关系，推动资源整合、信息共享。
五是建立虚拟电厂发展的考核评估与长效激励机制。将虚拟电厂建设成效纳入省级能源主管部门和电网企业绩效考核体系，定期评估各地调节能力建设进展。探索建立虚拟电厂容量补偿机制和绩效激励制度。
（作者王鹏系华北电力大学国家能源发展战略研究院教授，沈波系能源电力政策与虚拟电厂研究资深专家） 
编辑：张宇 校对：刘卓
