虛擬電廠技術助力公共機構節能降碳可行性分析

近年來，在黨中央關于碳達峰碳中和有關戰略部署的推動下，我國虛擬電廠產業發展迅猛。國家能源局數據顯示，截至2025年底，全國虛擬電廠總規模已超過3500萬千瓦，相當于一個半三峽電站的裝機容量。2025年3月，國家發展改革委、國家能源局印發的《關于加快推進虛擬電廠發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）明確提出：到2027年，虛擬電廠建設運行管理機制成熟規范，參與電力市場的機制健全完善，全國虛擬電廠調節能力達到2000萬千瓦以上；到2030年，虛擬電廠應用場景進一步拓展，各類商業模式創新發展，全國虛擬電廠調節能力達到5000萬千瓦以上。這一政策文件將進一步加速推動全國虛擬電廠產業發展和項目落地，也為公共機構應用虛擬電廠技術進行節能降碳提供了政策基礎和發展機遇。

什么是虛擬電廠？

虛擬電廠的定義與功能。1997年，英國經濟學家西蒙·阿韋布赫（Shimon Awerbuch）博士首次提出“虛擬電廠”概念，在其著作《虛擬公共設施：新興產業的描述、技術及競爭力》中提出了初步定義：“虛擬公共設施是獨立且以市場為驅動的實體之間的一種靈活合作，這些實體不必擁有相應的資產而能夠為消費者提供其所需要的高效電能服務。”《指導意見》對虛擬電廠的定義與功能定位進行了明確闡述：虛擬電廠是基于電力系統架構，運用現代信息通信、系統集成控制等技術，聚合分布式電源、可調節負荷、儲能等各類分散資源，作為新型經營主體協同參與電力系統優化和電力市場交易的電力運行組織模式，對增強電力保供能力、促進新能源消納、完善電力市場體系具有重要作用。其本質就是利用用能調節技術和交易市場，智慧管理分散能源，以獲取“降低用能費用”等經濟效益。

虛擬電廠的組建要素。硬件方面，虛擬電廠建設的核心是搭建管理平臺，用來了解運營對象的能源使用習慣和規律，實時掌握能源消耗動態，及時調節優化電能配置。儲能、計量器具及可控元器件（比如傳感器和控制器）必不可少，可為運營對象用能提供調峰、調頻等多種調節服務。此外，分布式光伏發電、風力發電等分散能源是虛擬電廠的調節對象。軟件方面，虛擬電廠運行通常需要智能計量、信息通信和協調控制3項關鍵技術：智能計量技術能夠快速對各項分布式能源以及用能設施設備用能情況進行精確測量，是后續電力協調配置的基礎；信息通信技術，比如5G通信技術、高速載波通信技術等，用來實現分布式能源聚合；協調控制技術能夠基于實時用能數據實現最優配置輸出電能。市場環境方面，當地需要有開放的電力現貨交易市場、綠電綠證交易市場、碳排放權交易市場等市場機制，能夠讓運營主體將富余電力、綠色電力、碳排放權等進行交易產生收益。

虛擬電廠的未來發展。2012年，歐洲能源巨頭企業Statkraft建成了全球首個商業化的虛擬電廠項目，成為全球虛擬電廠建設的樣板。相較于國外，我國的虛擬電廠產業起步較晚。“十三五”時期及以前，主要停留在概念驗證與邀約試點階段。2022年，國家發展改革委、國家能源局印發《“十四五”現代能源體系規劃》，為“十四五”時期虛擬電廠加速市場化應用提供了更加有力的政策支撐。上海、山西、河北、深圳等多地開始探索開展虛擬電廠建設試點，逐步規模化應用人工智能算法、物聯網等技術，對接電力現貨市場和輔助服務市場，采用“響應補貼+市場收益”的盈利模式，邁出我國探索商業化虛擬電廠運營的堅實一步。2025年12月，廣東省佛山市禪城區人民政府與南網綜能數字服務（廣州）有限公司簽署建設“智慧低碳公共機構虛擬電廠”戰略合作協議，為公共機構探索應用虛擬電廠技術按下“啟動鍵”。“十五五”時期，在政策和市場的驅動下，虛擬電廠將迎來前所未有的爆發期。一方面，通過政策引導，依靠更加高速穩定的通信網絡，依托更加高效可控的設施技術，推動開放協議和標準化接口，將加快實現跨省跨區域調度，更大范圍優化配置電力資源；另一方面，通過市場化模式，緊密結合節能降碳改造、合同能源管理等綜合能源輔助服務市場，更大力度運用電力、綠電綠證、碳排放權交易等市場交易機制，將大幅提升虛擬電廠的效益和規模。此外，通過引入智能計量、云計算、人工智能、大數據分析、區塊鏈、物聯網等先進技術，更加精準預測負荷需求，動態調整調度策略，將加大提升響應速度，更好發揮虛擬電廠的調節功能。

公共機構應用虛擬電廠技術是否具有可行性？

公共機構用能特征與虛擬電廠適配性分析。從用能規模與類型上看，公共機構建筑群數量龐大，單體建筑能耗強度不低，總體可聚合的負荷容量可觀。特別是在負荷類型中，空調、照明、熱水、通風等用能系統以及部分專用設備具備較強的可調節潛力。從運營模式與可控性上看，公共機構運營時間相對固定，用能曲線存在規律性峰谷，通過科學實施響應策略，可在不影響核心公共服務職能和人員舒適度的前提下，對部分柔性負荷進行時段平移或功率調節。從數據基礎與信息化水平上看，目前眾多公共機構部署了分項計量、樓宇自控等系統，具備了基礎的能源數據采集和部分設備遠程控制條件。從社會與政策屬性上看，公共機構具有強烈的公共屬性與示范職責。其參與虛擬電廠，不僅是經濟行為，更是踐行綠色發展理念、響應國家“雙碳”戰略的政治和社會責任體現。

公共機構應用虛擬電廠技術優缺點分析。優點是虛擬電廠建設推動公共機構綠色低碳轉型。首先，虛擬電廠建設將推動公共機構更大力度運用太陽能、風能、地熱能等可再生能源，減少使用化石燃料，有助于盡早實現碳達峰碳中和目標。其次，通過對分布式能源的優化和調控，結合電力交易、碳排放權交易等市場化機制，能夠幫助公共機構有效降低用能費用。再次，通過儲能等調節設施和智慧調控系統，能夠更好地保障公共機構用電需求，盡可能避免出現用能短缺情況。缺點是虛擬電廠建設產業發展還不成熟，不確定因素較多。伴隨著我國電力供給能力不斷提升，電力保障不足或緊張情況大幅減少，疊加大量基礎設施建設和改造成本以及運營費用，以調峰、調頻為主要營收渠道的虛擬電廠盈利模式也面臨嚴峻考驗。此外，部分地區電力市場化改革仍在推進，虛擬電廠參與市場交易的品種、價格機制和結算方式還不明確或不具吸引力。同時，虛擬電廠建設專業性較強，涉及財政、金融、能源、商業、生態環境等多個領域，需要多部門協調支持，也涵蓋用能調控、電力交易、節能改造等多項工作，需要公共機構外的專業團隊實施運營，可能引發對公共機構用能數據使用的安全憂慮。此外，當前國內設備接口、通信協議尚未完全統一，技術標準與互聯互通壁壘較高。

未來公共機構運用虛擬電廠技術的政策建議。加強頂層設計，會同發展改革、能源等管理部門，研究制定推動公共機構領域應用虛擬電廠技術的專項方案，明確工作目標、路徑和支持政策，為各地區開展有關工作提供依據和指引。制定公共機構負荷資源分類、可調節能力評估、接口規范、數據安全等一系列標準，形成一套適配公共機構的虛擬電廠建設標準體系。強化試點示范。遴選一批能源消耗量大、信息化基礎好的公共機構集群開展試點，打造一批可復制、可推廣的標桿示范項目。加強專業人員培養，面向各地區管理干部開展相關業務培訓，提升對虛擬電廠建設的認知和運作能力。深化市場機制。充分運用市場化手段，大力推廣“合同能源管理+虛擬電廠”模式，鼓勵采用綜合能源服務模式，引入資金、技術、專業人才等社會資源，解決公共機構投資壓力、人才缺口等問題。夯實工作基礎。推動公共機構進一步加強計量器具配備、監測平臺建設、數據統計報送等基礎性工作，因地制宜推動分布式光伏、儲能、可控負荷、充電樁等基礎設施建設，為虛擬電廠建設打下“源-荷-儲”一體化聚合基礎。

從長遠看，在碳達峰碳中和與能源體系轉型的大背景下，公共機構可以通過運用虛擬電廠技術實現節能降碳目標，在技術、經濟、社會效益等方面具備一定的可行性。但從當下看，產業發展不成熟、初期投資較大、市場機制壁壘、協調環節復雜等也成為公共機構應用虛擬電廠技術的主要挑戰。未來，在有關政策的推動和產業的發展下，管理部門可分階段、分層次推動公共機構虛擬電廠的部署與應用，使其成為公共機構綠色低碳轉型、實現“雙碳”目標的有力支撐。

來源：《中國機關后勤》公眾號，作者：林笠（國家機關事務管理局）

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