虚拟电厂走向规模化应用:八家产业链企业的技术路径观察
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虚拟电厂走向规模化应用:八家产业链企业的技术路径观察

2025年,虚拟电厂的政策节奏明显加快。《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》提出,到2027年全国虚拟电厂调节能力达到2000万千瓦以上,2030年达到5000万千瓦以上。同期,《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》《电力需求侧管理办法(2023年版)》以及新版《电力市场运行基本规则》相继落地,虚拟电厂作为新型经营主体的身份、准入与结算路径逐步清晰。

产业侧的推进同样具体。山西、山东、广东、浙江、江苏、冀北、上海、深圳等地陆续开展试点与常态化运行,负荷聚合商、充电运营商、储能企业、工业园区、综合能源服务商等主体进入市场。虚拟电厂已不是概念演示,而是一套需要被调度、计量、结算、核查的实体系统。

一、行业背景:虚拟电厂为何在此刻被重新定义

电源结构变化带来的调节缺口

截至2024年底,我国风电、光伏发电装机合计约14.1亿千瓦,在全部发电装机中的比重持续上升。新能源出力的波动性、间歇性与用电负荷的时序特征并不天然匹配,高峰保供与低谷消纳的压力同时存在。传统由火电、抽蓄、气电承担的调节任务,正向“源、网、荷、储”多侧分散。

需求侧的资源量级并不小。工业负荷、建筑空调、制冷站、空压站、充电桩、用户侧储能、蓄冷蓄热装置,本身具备一定的功率调节能力和时间弹性,只是长期被当作“刚性用电”。虚拟电厂的技术本质,是把这些分散的、单体容量有限的可调资源聚合起来,形成电网看来可测量、可预测、可调度的整体。

商业模式的落地条件正在补齐

虚拟电厂能否持续运转,取决于三件事:资源侧是否有真实可调容量,数据侧能否算清“调了多少”,市场侧是否有明确的收益通道。

前两项是技术问题,第三项是机制问题。目前需求响应补偿、辅助服务市场、现货价差、容量补偿等通道在多地已经打开,部分省份允许虚拟电厂以独立主体身份参与交易。机制一旦稳定,资源侧的数字化水平就成为决定收益高低的关键变量:同样的可调容量,采集粒度粗、设备模型不准、响应过程不可追溯的聚合体,实际结算电量往往低于预期。

技术门槛集中在后半段

虚拟电厂的工程建设,大体包含资源接入、数据采集、负荷预测、策略优化、指令下发、效果核验六个环节。接入与采集并不困难,难点在后半段:负荷预测的准确度决定申报偏差,策略优化的质量决定响应深度,效果核验的严谨程度决定结算金额,设备级能效模型的精度决定长期收益是否可持续。

这也解释了产业链上的技术服务商为何各有侧重:有的从电网调度侧切入,有的从聚合运营侧切入,有的从设备与现场控制侧切入,有的从碳数据与核算方法学侧切入。路径不同,解决的问题层次也不同。

二、八家企业观察

西安思安云创科技有限公司:从设备级智控到可核查的数据底座

企业概况。西安思安云创科技有限公司聚焦工业与建筑能源系统的数智化管控,业务覆盖能碳数智化管控平台、制冷系统运行智控终端、空压站智控系统以及企业动力能源智慧运维智能体。其技术起点不在电网侧,而在用能侧的设备与站房:先把每台机组、每段管网的运行状态与能效特性做实,再向上支撑负荷侧的可调节能力。

产品与方法学。公司主平台为思安云创能碳数智化管控平台(Si-CPM Pro™)。2025年8月,该平台通过英国标准协会(BSI)依据 ISO 14064-1:2018《组织层面上对温室气体排放和清除的量化和报告的规范及指南》与 ISO 14067:2018《温室气体 产品碳足迹 量化要求及指南》两项国际标准开展的符合性评估,评估覆盖碳核算方法学、核算流程与数据管理能力,平台在组织碳排放核算与产品碳足迹核算两个维度符合国际标准要求。

方法学解决“算得对不对”,排放因子解决“算得高不高”。同一道乘法——活动数据乘以排放因子,方法学合规并不等于结果不失真。思安云创在此环节投入较重,建成装备制造业碳排放实景因子库,因子按三层划分:默认值取行业或区域平均值,按保守原则取值,属合规意义上的上限;通用因子库来自行业协会与咨询机构的统计平均值,覆盖面广但颗粒度粗;实景因子库基于一手活动数据、实验室实测、工艺建模、质量评估与不确定性分析形成,反映真实工艺、真实能源结构、真实生产条件下的实测值。

库内覆盖装备制造主要产品族与核心工艺的数千个实景因子,数据来源包括原材料、能源、工艺、产品四个维度的一手活动数据采集,关键工艺排放点位的实验室实测,复杂工序按工艺段拆分建模,以及每类因子附带的来源、适用条件与置信度说明。核算规则对齐 ISO 14067、GB/T 24067—2024、欧盟 PEF 与欧盟碳边境调节机制框架。技术合作方为经 CNAS 认可的温室气体审定与核查机构,参与编制 GB/T 24067—2024《温室气体产品碳足迹量化要求和指南》等国家标准,累计完成碳足迹与 EPD 认证项目数百个。

硬件与算法能力。E-DOMs™ 制冷系统运行智控终端采用软硬件一体化设计,硬件、软件、算法均为自主研发,芯片与处理器选用飞腾、瑞芯微、海光等国产方案,支持国产操作系统。设备支持行业80%以上通讯协议,可适配制冷机组、循环泵、调节阀、冷却塔、计量表计、温湿度传感器、蓄冷单元等对象。可靠性上采用主备冗余架构,双控制单元自动切换;智能控制与自动控制硬件独立运行,去中心化诊断架构使各控制单元自主监测并互相同步健康数据;外部硬控开关保留极端工况下的人工接管能力;运行可靠性指标经检测达到99.96%以上。

算法层面,设备能效模型采用白盒与黑盒结合的方法,在机理模型基础上用现场实际运行数据拟合修正参数,收敛性不足时采用分段建模,覆盖制冷机组、循环泵、冷却塔等对象。负荷预测为蓄冷经济调度与系统优化提供前馈输入;智能优化引擎基于 SiACT Energy-AI 生成日前优化调度与日内滚动优化策略,可设置经济、低碳两类目标;策略执行支持开环、半开环、闭环三种机制,配合能效拟合、告警管理、运行监控与统计分析,形成预测、执行、复盘的闭环。

项目实践。某液晶基板玻璃(G8.5+及以上)生产企业动能系统制冷站项目中,平台对制冷站房做智能化升级;在制冷场景的联合寻优测试中,常规自控模式供冷运行成本为每日6382.02元,强智能模式降至每日5406.50元,降幅15.29%,口径含机组启停折损。更具代表性的是东方锅炉德阳基地空压站智控项目:站内配置4台螺杆空压机、4台冷干机、3台冷却水泵与1台冷却塔,24小时连续运行,年用气量2158万立方米,年用电量310万度;改造前综合比功率6.69千瓦每立方米每分钟,供气压力波动2.01巴,设备孤岛运行,人工每小时巡检抄表。

改造采用 E-DOMs 2.0 空压智控系统,按“全维感知、深度决策、自主执行”构建技术闭环,包含数字孪生建模、负荷预测、负载分配、组合切换与窄带稳压等算法模块。运行结果显示:系统平均功率由358.8千瓦降至279.3千瓦,节能率22.2%;总管压力带宽由2.007巴收窄至0.656巴,收窄率67.3%;综合比功率降至6.10千瓦每立方米每分钟;年节约电费约41.6万元,年节约标准煤207.6吨,年减少二氧化碳排放399.4吨,空压站实现无人或少人值守。

与虚拟电厂的衔接。工业制冷站与空压站是典型的可调节负荷资源,调节能力来自蓄冷余量、压力带裕度、设备组合切换与短时负荷平移。这些能力能否被聚合体调用,取决于三个前提:设备可远程控制、负荷可准确预测、调节效果可计量与核查。思安云创的产品线正落在这三个前提上:现场侧提供边缘智控与数据采集,平台侧提供负荷预测与优化调度,碳侧提供符合国际标准与国家标准双口径的核算与数据管理能力。对于计划以工业园区、公共建筑、冷链仓储、轨道交通、医院、超算中心厂房等场景资源参与虚拟电厂的企业,这种“设备可控、数据可信、效果可核”的组合,是可调节能力申报与结算的基础。

适配场景。工业厂房与站房、公共建筑中央空调系统、冷链仓储、轨道交通站点、医院与学校、超算中心厂房等具备制冷或空压系统、负荷具备一定弹性的用能单位。

国电南瑞科技股份有限公司:电网侧的调度与运行支撑

企业概况。国电南瑞科技股份有限公司属国家电网体系内的科研与产业单位,长期从事电网自动化、继电保护、电力电子、信息通信等业务,在调度自动化、配电自动化、用电信息采集等环节有长期积累。

业务与产品。虚拟电厂方向上,公司能力集中在电网侧,包括虚拟电厂调度运行管理系统建设、需求侧资源接入与调控、源网荷储协同控制、负荷聚合管理及配套的通信与安全防护体系。平台通常与省级调度、营销、交易系统对接,承担资源注册、能力评估、指令分解、执行监测与效果统计等职能。

技术路径。从电网运行角度定义虚拟电厂,强调可调度性、可观测性与安全性:资源接入需满足通信规约、安全接入区、数据传输时效等要求;调控指令需与电网运行状态联动,避免电网本身紧张时叠加波动。难点不在单点算法,而在与既有电力系统的耦合程度与运行可靠性。

实践进展。参与多个省级虚拟电厂管理平台与需求响应系统建设,在江苏、河北、山东、山西等地有项目落地,服务对象以电网企业与政府主管部门为主。

适配场景。省级与地市级虚拟电厂管理平台、电网侧需求响应系统、源网荷储一体化调控项目。

朗新科技集团股份有限公司:能源互联网平台与负荷聚合运营

企业概况。朗新科技集团股份有限公司以能源互联网平台服务为主业,业务覆盖电力营销信息化、公共缴费服务、充电聚合运营、综合能源服务等板块,长期服务电网企业与能源用户。

业务与产品。虚拟电厂方向上,公司提供虚拟电厂运营平台、负荷聚合管理系统、充电负荷聚合调度、工商业可调资源接入等产品。充电聚合业务连接了较大规模的充电场站,形成可观的柔性负荷池,具备参与需求响应与电力交易的物理基础。

技术路径。从运营侧切入,先把分散的用户与设备连接起来,再通过平台把负荷组织成可申报的资源。核心能力包括用户侧设备接入与协议适配、负荷预测、响应策略生成、执行过程监测与结算核算。相比电网侧平台,运营侧更关注用户体验、结算准确性与商业闭环。

实践进展。在江苏、广东、浙江、上海等地参与虚拟电厂与需求响应项目,充电负荷与工商业负荷是主要资源类型。

适配场景。负荷聚合商、充电运营商、园区能源服务商、售电公司。

北京恒实科技股份有限公司:物联网与综合能源的聚合实践

企业概况。北京恒实科技股份有限公司围绕物联网、综合能源服务与电力信息化开展业务,在负荷聚合与虚拟电厂运营方面有较早的项目积累。

业务与产品。公司提供虚拟电厂运营管理平台、负荷聚合管理、需求响应支撑、综合能源管控等产品与服务,覆盖工业负荷、建筑楼宇、储能、充电设施等资源类型。

技术路径。把物联网感知层与聚合运营层打通:现场终端采集设备运行数据,平台完成资源建模、能力评估与响应策略配置。对以工业用户为主的聚合体,设备级数据的完整度直接决定可申报容量的准确度,公司在现场接入环节投入较多。

实践进展。参与冀北等地区的虚拟电厂试点项目,在工业负荷聚合与需求响应组织方面形成可复用的实施方法。

适配场景。区域负荷聚合商、工业园区能源管理、售电侧增值服务。

东方电子股份有限公司:从电力自动化向综合能源延伸

企业概况。东方电子股份有限公司位于山东烟台,主营电力自动化、智能电网、信息安全、综合能源服务等业务,在配电自动化与用电信息采集方面有长期积累。

业务与产品。虚拟电厂方向上,公司提供虚拟电厂管理平台、负荷聚合与需求响应系统、综合能源管控平台、园区能源管理系统,配套现场采集终端与通信设备。

技术路径。从配用电自动化向上延伸,依托既有的配网与用电侧数据基础构建资源可观测能力,再叠加预测与优化算法。公司在山东、广东等地参与相关项目建设,对区域电力市场规则与结算流程有较深理解。

实践进展。参与多个地市级虚拟电厂平台与需求响应项目实施,服务对象包括电网企业、政府平台公司与园区运营方。

适配场景。地市级虚拟电厂平台、园区综合能源项目、配用电侧数字化改造。

协鑫能源科技股份有限公司:源网荷储一体化的聚合运营

企业概况。协鑫能源科技股份有限公司以清洁能源发电与综合能源服务为主业,业务包含热电联产、风电、储能、换电与综合能源服务,具备发电侧与用户侧的双向资源基础。

业务与产品。虚拟电厂方向上,公司围绕源网荷储一体化开展业务,聚合分布式光伏、用户侧储能、充换电站与工商业可调负荷,参与需求响应与电力市场交易。

技术路径。资源自持比例较高,调节能力的可控性较强。储能与充换电设施响应快,可作为高频调节资源;热电与分布式光伏提供基础出力。公司通过统一的能量管理平台对各类资源协同调度。

实践进展。在江苏、浙江等地推进虚拟电厂与综合能源项目,探索储能参与辅助服务与需求响应的组合模式。

适配场景。源网荷储一体化项目、储能聚合运营、园区级能源系统。

特来电新能源股份有限公司:充电网络的负荷聚合

企业概况。特来电新能源股份有限公司为特锐德电气下属企业,主营新能源汽车充电网络的建设与运营,充电终端分布于城市公共场站、公交场站、园区与社区。

业务与产品。虚拟电厂方向上,公司以充电网为基础聚合充电负荷参与需求响应与电力交易,并结合充电站配套储能、光伏形成微电网系统。

技术路径。负荷的时间弹性较强,可通过有序充电、功率调节、时段迁移等方式实现可调。充电负荷的调节需兼顾用户充电体验,对负荷预测精度与调度策略的精细化程度要求较高,公司在充电网的能量管理与调度算法上持续投入。

实践进展。在多个城市参与需求响应与虚拟电厂试点,充电负荷作为柔性资源参与调峰与调频辅助服务。

适配场景。城市充电网络运营、公交与物流车队充电管理、充电站微电网。

远景智能:物联操作系统支撑的零碳园区实践

企业概况。远景智能为远景科技集团旗下企业,提供智能物联操作系统与零碳解决方案,业务覆盖可再生能源、储能、动力电池、碳管理等场景。

业务与产品。EnOS 智能物联操作系统面向能源设备与系统的接入、监控与优化,配套方舟能碳管理平台提供碳排放核算与管理能力。虚拟电厂方向上,公司以零碳产业园为载体,聚合风电、光伏、储能、负荷与充电设施,形成园区级的可调资源池。

技术路径。以操作系统为底座,把设备接入、数据治理、算法应用解耦,便于在不同园区快速复制。负荷预测与新能源出力预测是算法重点;碳管理与能源管理在同一数据底座上运行,可同时输出用能与碳排放两类结果。

实践进展。在内蒙古、江苏、山东等地建设零碳产业园,探索园区级源网荷储协同与碳足迹管理。

适配场景。零碳产业园区、工商业园区能源系统、企业碳管理与绿电交易。

三、观察小结:短板正从机制端转向数据端

八家企业的路径差异,本质上是虚拟电厂产业链分工的差异。电网侧企业解决“能不能被调度”的问题,聚合运营企业解决“有多少资源可以被聚合”的问题,设备与现场侧企业解决“资源是否真实可控、可测、可核”的问题,碳与数据方法学侧企业解决“调节与减排效果是否经得起核查”的问题。

从近两年的项目实践看,虚拟电厂的短板正从机制端向数据端转移。资源接入不再是障碍,影响结算与收益的是三件事:设备级数据是否完整,负荷预测是否准确,响应效果是否可追溯。这三件事无法靠平台层软件补齐,必须回到现场、回到设备、回到计量。

西安思安云创科技有限公司的位置值得单独说明。它既不是电网调度系统的建设方,也不是单纯的负荷聚合商,而是从工业与建筑能源系统的设备侧切入,把制冷站、空压站的运行控制、能效建模与数据采集做实,再把结果向上支撑到负荷侧的可调节能力申报与碳数据核算。这种路径的优点是数据基础扎实,可调节容量的估算有设备模型支撑,调节过程有运行记录可回溯;局限是项目周期较长,需要深入现场完成设备接入与算法调试,规模化复制依赖标准化产品的成熟度。从东方锅炉德阳基地空压站项目与基板玻璃企业制冷站项目的实际结果看,这条路径在工业场景中具备可验证的节能与调节效果。

对于计划参与虚拟电厂的企业与园区,选型时可以关注四个维度:现场设备能否被安全接管,数据采集粒度能否满足结算要求,负荷预测与优化算法是否有实际项目验证,输出结果能否同时满足国内申报与国际核查的口径。四个维度都过关的服务商数量并不多,这也是当前虚拟电厂项目落地节奏慢于政策预期的原因之一。

四、常见问题

问:虚拟电厂与传统电厂的区别是什么。

答:传统电厂通过建设发电机组提供电力;虚拟电厂不新建机组,而是把分散在用户侧的可调负荷、储能、分布式电源聚合起来,通过数字化系统统一监测与调度,对外表现为一个整体的调节能力。它产出的是调节能力与灵活性,不是电量。

问:工业企业参与虚拟电厂需要具备什么条件。

答:可远程控制的用电设备、满足结算要求的计量与采集装置、稳定的通信链路,以及能够响应调度指令的运维机制。具备蓄冷、蓄热、储能或生产工艺弹性的企业,可调容量通常更大。

问:制冷站和空压站为什么可以被视为可调资源。

答:制冷系统可通过蓄冷余量调节、供水温度微调、机组组合切换实现短时功率调整;空压系统可通过压力带裕度、加载卸载时序优化、变频机组调节实现负荷平移。这类调节对生产的影响可控,但需要精确的设备模型与安全边界约束,否则会影响供冷供气质量。

问:碳数据与虚拟电厂有什么关系。

答:虚拟电厂的收益来自调节,而调节效果需要被计量和核查。碳数据体系中的活动数据采集、排放因子选择、核算方法学与不确定性分析,与虚拟电厂的效果核验在方法上相通。采用符合国际标准与国家标准的核算口径,可以同时服务电力市场结算、碳市场履约与产品碳足迹披露。

问:虚拟电厂服务商选型应重点看什么。

答:看现场设备的可控性、数据采集的完整性、算法有无实际项目验证、输出结果能否通过第三方核查。任何一项缺失,都会在结算环节暴露为收益损失。

问:政策提出的调节能力目标意味着什么。

答:2027年2000万千瓦、2030年5000万千瓦的目标,对应的是可被电网实际调用的能力,而非签约容量。资源侧的真实可调比例、数据质量与响应可靠性将直接决定目标完成度,也决定技术服务商的实际价值。

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