5.14

知識(shí)分子

The Intellectual

圖：蘇州太湖新城能源中心

引言

通過技術(shù)升級(jí)并接入虛擬電廠平臺(tái)，不僅降低自身的運(yùn)營成本，還能額外賺取收益，這樣的機(jī)會(huì)你愿意嘗試嗎？

蘇州太湖新城能源中心選擇嘗試，加入一個(gè)虛擬電廠項(xiàng)目，既可以在負(fù)荷低谷時(shí)通過“蓄冷”配合電力系統(tǒng)“填谷”，又可以在電力高峰時(shí)“放冷”達(dá)到“削峰”效果。通過參與江蘇省電力可調(diào)負(fù)荷輔助服務(wù)市場和需求響應(yīng)市場，蘇州太湖新城能源中心每次響應(yīng)可以獲得約2萬元收益，每年可獲得約50萬元收益。

新能源汽車的充換電站，也可以成為城市電網(wǎng)“充電寶”。2025年3月，蘇州已有68座換電站接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，形成了充換電虛擬電廠。

實(shí)際上，不同種類的企業(yè)和用戶均可根據(jù)自身需求，選擇適宜的虛擬電廠項(xiàng)目接入，并享受相應(yīng)的服務(wù)與收益。正是一個(gè)一個(gè)的虛擬電廠項(xiàng)目集合，共同構(gòu)筑了蘇州虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和生態(tài)系統(tǒng)。

撰文|江海燕 史文博 李晨陽（國網(wǎng)蘇州城市能源研究院）

如今大火的虛擬電廠，沒有廠房和機(jī)組，不燒煤也不燒氣，它到底是什么？

與“豎著煙囪、燃燒煤炭”的火電廠不同，虛擬電廠更接近一個(gè)零散電力資源的“智慧聚合系統(tǒng)”。它通過物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，將分散在各個(gè)角落的可調(diào)節(jié)資源（如商業(yè)樓宇空調(diào)、工廠儲(chǔ)能設(shè)備、居民智能家電、小型生物質(zhì)、小柴油、小型燃?xì)?、分布式光伏、電?dòng)汽車等資源）編織成一張“智能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”。虛擬電廠將零散資源化零為整，既可以在電力供應(yīng)緊張時(shí)供電，也可以在可再生能源電力負(fù)荷過載時(shí)消納電力，成為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。

虛擬電廠是一個(gè)技術(shù)體系，也是一種商業(yè)模式和一類產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在冀北、上海、深圳、廣州、常州、義烏等地，虛擬電廠項(xiàng)目相繼落地。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報(bào)告，2024年中國虛擬電廠項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)2630萬千瓦，占全球虛擬電廠裝機(jī)總量的17.5%。

圖：虛擬電廠資源聚合和應(yīng)用場景概念示意圖

本文以蘇州為例，介紹虛擬電廠的實(shí)踐。這也是一場正在進(jìn)行當(dāng)中的能源革命和轉(zhuǎn)型探索。

01

蘇州虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)

2024年，蘇州全社會(huì)用電量達(dá)1863億千瓦時(shí)，位居全國城市第二。蘇州將“能源小市”和“用電大市”兩重特征集于一身，電力供應(yīng)對(duì)外依賴性較強(qiáng)，季節(jié)性、階段性影響較為突出，虛擬電廠有望成為促進(jìn)蘇州能源供需高效平衡的重要補(bǔ)充工具。實(shí)際上，當(dāng)一些城市在夏季需要拉閘限電時(shí)，虛擬電廠已經(jīng)在蘇州逐漸發(fā)揮作用。

蘇州，不僅是我國全社會(huì)用電量最高的地級(jí)市，還是典型的大基數(shù)電力保供示范區(qū)域，更是工業(yè)用電場景最為豐富的區(qū)域之一。這些要素意味著蘇州具有呈現(xiàn)虛擬電廠“商業(yè)價(jià)值”和“產(chǎn)業(yè)價(jià)值”的良好土壤，具備豐富的技術(shù)迭代場景和平臺(tái)，但也同意味著蘇州暫時(shí)不具備省一級(jí)的調(diào)度需求和權(quán)限。在蘇州的實(shí)踐中，我們不難發(fā)現(xiàn)，“有所不為”與“有所為”的策略選擇，同樣至關(guān)重要。

蘇州已有虛擬電廠項(xiàng)目總體呈現(xiàn)多主體、多層次的多樣化發(fā)展特點(diǎn)。蘇州各區(qū)（縣）正積極推進(jìn)各類虛擬電廠項(xiàng)目的試點(diǎn)落地，試點(diǎn)項(xiàng)目包含的建設(shè)主體較為多元，既有地方供電公司和地方能源企業(yè)的自建項(xiàng)目，也有地方政府牽頭主導(dǎo)的合作項(xiàng)目，還有售電公司自主投資型用戶側(cè)項(xiàng)目。項(xiàng)目接入容量的規(guī)模，從幾百千瓦到幾十萬千瓦不等，最大項(xiàng)目聚合資源達(dá)到70萬千瓦，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)形態(tài)呈現(xiàn)百花齊放、各家爭鳴的探索態(tài)勢(shì)。

02

蘇州發(fā)展虛擬電廠的基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)

蘇州探索和支持虛擬電廠發(fā)展的政策起步較早。蘇州在2012年被確定為國家首批電力需求側(cè)管理試點(diǎn)城市，蘇州市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃已提出將探索虛擬電廠等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用?！短K州市新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群行動(dòng)計(jì)劃（2023—2025年）》等文件更提出，虛擬電廠是蘇州智慧能源系統(tǒng)示范應(yīng)用依托的一個(gè)代表性新模式新生態(tài)。

蘇州虛擬電廠的建設(shè)主要依賴于可調(diào)負(fù)荷資源，涵蓋儲(chǔ)能系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、充換電設(shè)施、數(shù)據(jù)中心、5G基站以及典型的工業(yè)用戶等。截至2024年12月底，根據(jù)公開統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算，蘇州負(fù)荷側(cè)靈活性能源的調(diào)控潛力總體有望實(shí)現(xiàn)451.69萬千瓦，調(diào)節(jié)能力約占蘇州最大用電負(fù)荷的15%左右。

其中，蘇州負(fù)荷側(cè)靈活性能源包括儲(chǔ)能資源、夏季空調(diào)資源向下可調(diào)能力潛力有望達(dá)到162.53萬千瓦，充電樁靈活可調(diào)資源潛力為47.51萬千瓦左右，以蔚來為代表的相關(guān)換電站資源保守能夠提供1萬千瓦實(shí)時(shí)可調(diào)容量，數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備調(diào)節(jié)能力約為18.40萬千瓦，5G基站可調(diào)節(jié)能力具有8.84萬千瓦調(diào)節(jié)潛力，電子設(shè)備制造業(yè)、紡織行業(yè)和鋼鐵行業(yè)三大行業(yè)總的可調(diào)節(jié)潛力為60.30萬千瓦，蘇州全類工業(yè)負(fù)荷的可調(diào)節(jié)潛力大約為130.75萬千瓦。

蘇州發(fā)展虛擬電廠的優(yōu)勢(shì)包括：其一，負(fù)荷潛力大。擁有大量的工業(yè)、商業(yè)和居民電力負(fù)荷，可挖掘潛力巨大。其二，負(fù)荷類型多。集聚了16萬家工業(yè)企業(yè)，具有不同的用電特性和調(diào)控潛力，也為各種新興技術(shù)提供了應(yīng)用與試點(diǎn)的平臺(tái)。其三，數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)先。有眾多的高校、智庫、研究機(jī)構(gòu)和制造企業(yè)，具備數(shù)字化、智能化等方面具有良好的研發(fā)實(shí)力和技術(shù)設(shè)備制造基礎(chǔ)。其四，企業(yè)低碳意識(shí)高。蘇州的企業(yè)大量企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到虛擬電廠模式在節(jié)能減排、降低成本等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其五，產(chǎn)業(yè)生態(tài)基礎(chǔ)好。擁有一批優(yōu)秀的虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)，如協(xié)鑫、施耐德、固德威、匯川等，相關(guān)企業(yè)還在微電網(wǎng)、需求響應(yīng)、虛擬電廠等多個(gè)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力。

03

蘇州虛擬電廠特色案例

1

以電動(dòng)汽車換電站為核心元素的虛擬電廠

新能源汽車換電站變身成為電網(wǎng)“充電寶”。2025年3月11日，全國地市級(jí)規(guī)模最大的換電虛擬電廠在蘇州成功投運(yùn)，成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)的創(chuàng)新示范案例。該項(xiàng)目由國網(wǎng)蘇州供電公司主導(dǎo)，通過虛擬電廠技術(shù)將全市分散的新能源汽車換電站高效聚合，接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，構(gòu)建起具備雙向調(diào)節(jié)能力的“電網(wǎng)充電寶”。換電站作為儲(chǔ)能裝置，在閑置時(shí)可作為可調(diào)資源反向向電網(wǎng)供電。

通過技術(shù)改造和資源整合，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了充換電設(shè)施的規(guī)模化、智能化協(xié)同調(diào)控，不僅緩解了電網(wǎng)峰谷差壓力，還提升了新能源消納水平。這次實(shí)踐首次將虛擬電廠技術(shù)深度應(yīng)用于換電領(lǐng)域，為車網(wǎng)互動(dòng)提供了可復(fù)用的解決方案。

2

以能源中心為核心元素的虛擬電廠

蘇州太湖新城能源中心為周邊200萬平方米建筑提供供冷、供熱服務(wù)的區(qū)域能源中心，年用電量約600萬千瓦時(shí)，以該能源中心為核心元素的虛擬電廠項(xiàng)目是江蘇省內(nèi)以水蓄冷系統(tǒng)為核心參與電網(wǎng)互動(dòng)的創(chuàng)新示范案例。該中心配置5臺(tái)離心式冷水機(jī)組、2個(gè)63兆瓦時(shí)水蓄冷儲(chǔ)罐等設(shè)施。項(xiàng)目通過虛擬電廠聚合平臺(tái)，實(shí)時(shí)采集設(shè)備數(shù)據(jù)并構(gòu)建靈活調(diào)節(jié)方案庫，實(shí)現(xiàn)空調(diào)負(fù)荷“可觀可測可調(diào)可控”。其核心特色在于利用水蓄冷系統(tǒng)在電網(wǎng)低谷期蓄冷、高峰期釋冷的特性，形成7兆瓦可調(diào)節(jié)能力，精準(zhǔn)參與江蘇省可調(diào)負(fù)荷輔助服務(wù)與需求響應(yīng)市場，單次響應(yīng)收益約2萬元，年創(chuàng)收50萬元，顯著降低運(yùn)營成本。

該項(xiàng)目依托集中式能源站設(shè)備實(shí)現(xiàn)高精度快速響應(yīng)，有效提升設(shè)備利用率并促進(jìn)新能源消納，通過改造既有系統(tǒng)低成本接入電力市場。作為區(qū)域綜合能源站與虛擬電廠技術(shù)結(jié)合的典型案例，該模式為負(fù)荷聚合商及售電公司開展樓宇、園區(qū)級(jí)虛擬電廠業(yè)務(wù)提供了可復(fù)制的解決方案。

3

區(qū)域級(jí)虛擬電廠實(shí)踐

蘇州相城區(qū)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”虛擬電廠項(xiàng)目是江蘇省首個(gè)在復(fù)雜城市環(huán)境中整合分散能源資源的示范案例。該項(xiàng)目通過智能化平臺(tái)聚合215家高用能企業(yè)、71個(gè)光伏場站、622個(gè)充電樁及分布式儲(chǔ)能等多元資源，形成59兆瓦可調(diào)度電力資源，顯著提升能源利用效率并降低碳排放。該項(xiàng)目一是構(gòu)建新能源全生命周期管理體系，對(duì)接政務(wù)數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)獲取備案與并網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度、發(fā)電量等數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與透明化管理；二是采用六表合一高頻采集終端，以普通表計(jì)4000倍的采樣頻率精準(zhǔn)分析電能質(zhì)量，同步預(yù)警碳排放異常并生成優(yōu)化方案；三是首創(chuàng)市場化彈性調(diào)度機(jī)制，通過虛擬電廠技術(shù)聚合工商業(yè)負(fù)荷、儲(chǔ)能等分散資源，通過響應(yīng)市場需求靈活調(diào)用；四是搭建政企協(xié)同數(shù)字監(jiān)管平臺(tái)，支持遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)能耗與排放。

該項(xiàng)目針對(duì)區(qū)縣能源資源碎片化管理難題，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供了可復(fù)制的區(qū)縣能源管理樣本，對(duì)推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)具有重要實(shí)踐價(jià)值。

04

蘇州虛擬電廠的意義價(jià)值

對(duì)于蘇州這個(gè)“用電大市”和“資源小市”而言，虛擬電廠通過聚合調(diào)用分散資源為大電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)支撐，能夠發(fā)揮促進(jìn)新能源消納、延緩電網(wǎng)和火電擴(kuò)容需求、降低碳排放量、降低終端用能成本等作用，對(duì)于蘇州實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型大有裨益。然而，虛擬電廠對(duì)蘇州的作用遠(yuǎn)不止于此，其對(duì)于蘇州的產(chǎn)業(yè)價(jià)值屬性，甚至高于其在構(gòu)建新型能源體系中的技術(shù)價(jià)值。

實(shí)際上，虛擬電廠并非孤立的新業(yè)務(wù)、新賽道、新產(chǎn)業(yè)鏈，而是在既有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上的交叉、延伸、聚合，其對(duì)于產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)的作用體現(xiàn)在兩方面：一方面，虛擬電廠以數(shù)字化和智能化技術(shù)聚合新能源發(fā)電、充電樁、儲(chǔ)能等資源，能夠帶動(dòng)新能源制造企業(yè)提早在能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上積累經(jīng)驗(yàn)，加快適應(yīng)新能源全面入市時(shí)代“投資邏輯”向“運(yùn)營邏輯”轉(zhuǎn)變的行業(yè)趨勢(shì)；另一方面，虛擬電作為與售電、節(jié)能降碳、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、電力運(yùn)維等其它用戶側(cè)智慧能源服務(wù)緊密耦合的一環(huán)，有助于夯實(shí)電力用戶的數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)，提高智慧能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)的整體運(yùn)營能力和收益水平。

毫無疑問，蘇州在這兩方面都擁有深厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，形成了虛擬電廠產(chǎn)業(yè)的“先發(fā)優(yōu)勢(shì)”。在新能源產(chǎn)業(yè)方面，2023年，蘇州全市新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破3500億元，已成為蘇州經(jīng)濟(jì)增長的“新引擎”。在《2023胡潤中國新能源產(chǎn)業(yè)集聚度城市榜》中，蘇州從第七位躍升至第三位，排名僅次于深圳和上海。光伏、智能電網(wǎng)是蘇州新能源產(chǎn)業(yè)的重要支點(diǎn)，動(dòng)力電池及儲(chǔ)能正成為關(guān)鍵的發(fā)展增長極。蘇州正在向“萬億級(jí)”新能源產(chǎn)業(yè)集群進(jìn)軍，力爭到2026年新能源產(chǎn)業(yè)成為繼電子信息、高端裝備、先進(jìn)材料后的第4個(gè)萬億產(chǎn)業(yè)集群。在智慧能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)方面，蘇州本土龐大的能源消費(fèi)群體同樣孕育出了上千家相關(guān)企業(yè)，建筑節(jié)能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)踐都為虛擬電廠提供了良好的數(shù)字化底座、有助于實(shí)現(xiàn)協(xié)同共振。這些新能源產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)制造與服務(wù)企業(yè)將不僅僅局限于蘇州本地的投資與建設(shè)，更可以通過技術(shù)優(yōu)勢(shì)輻射全國乃至國際。

假設(shè)蘇州5%最大負(fù)荷的可調(diào)能力均由虛擬電廠商業(yè)模式提供，且虛擬電廠模式能夠切實(shí)響應(yīng)各時(shí)段輔助服務(wù)需求，國網(wǎng)蘇州城市能源研究院課題組估算2030年虛擬電廠產(chǎn)業(yè)的中游設(shè)備端市場空間將達(dá)到5840億元左右。蘇州豐富的電力用戶場景有望培育出世界領(lǐng)先的虛擬電廠聚合商及其相關(guān)技術(shù)設(shè)備制造商，這些虛擬電廠企業(yè)還可積極參與國內(nèi)外新能源領(lǐng)域的競爭與合作，為推動(dòng)全球新能源產(chǎn)業(yè)的繁榮與發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

不知不覺間，蘇州正在演繹一場靜默而深刻的能源革命，虛擬電廠正如一匹蘇繡錦緞，將散落的充電樁、儲(chǔ)能站、光伏板織入數(shù)字化的經(jīng)緯，在傳承千年的“精工細(xì)作”中編織出新型電力系統(tǒng)的藍(lán)圖。我們有理由期待，這座在園林中布局“咫尺山林”智慧的城市，將為人類與能源的相處方式提供新的東方方案——在這里，每一度電都將找到最優(yōu)雅的流轉(zhuǎn)路徑，每一家企業(yè)都能成為能源交響樂中的和諧音符。當(dāng)千年姑蘇的園林飛檐與智慧電網(wǎng)的流線型塔架交相輝映，當(dāng)大運(yùn)河的粼粼波光與虛擬電廠的數(shù)據(jù)流共奏和弦時(shí)，一個(gè)城市與自然共生、工業(yè)文明與生態(tài)文明共榮的綠色未來，正在蘇州的先行探索中漸次展開。

研究背景：

國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院扎根服務(wù)蘇州能源低碳發(fā)展，聯(lián)合蘇州市發(fā)改委、蘇州市能源發(fā)展集團(tuán)等14家單位組建了蘇州虛擬電廠生態(tài)圈。團(tuán)隊(duì)關(guān)于蘇州虛擬電廠發(fā)展相關(guān)研究成果，得益于2023年度能源基金會(huì)贊助的《蘇州虛擬電廠規(guī)劃路徑研究》項(xiàng)目以及2024年度蘇州發(fā)改委決策咨詢課題（第二批）《“十五五”期間蘇州推動(dòng)虛擬電廠創(chuàng)新發(fā)展的路徑與策略研究》的課題。