国外虚拟电厂建设经验

虚拟电厂作为一种新型的电力管理模式，通过聚合分布式能源、储能系统和可控负荷等资源，能够有效提升电力系统的灵活性和可再生能源的消纳能力，为落实双碳目标要求，提高电网平衡调节能力提供有效支撑。

欧美发达国家已经建立起成熟的政策框架和体制机制，采取了多种措施来推动虚拟电厂的发展，并逐步形成了基于当地能源资源禀赋和市场需求的虚拟电厂体系和运营模式。

各国因地制宜发展特色虚拟电厂

欧洲是虚拟电厂技术发展较早且成熟的地区之一，主要通过聚合分布式发电资源进行统一协调管理，以确保电力系统稳定运行。

在欧洲商业化的虚拟电厂领域，虚拟电厂通常由独立第三方运营商、发电厂以及 TSO(Independent System Operator，TSO) 合作运营。

德国结合自身可再生能源发展需求，重点解决新增分布式电源并网和市场交易问题。

英国将灵活电力市场机制纳入能源战略，重点解决市场交易和平衡服务的机制障碍问题。

法国明确虚拟电厂参与市场的门槛和机制，引导技术发展方向，确保虚拟电厂发展符合电网需求。

美国是虚拟电厂发展较早的国家之一，在虚拟电厂建设、法律法规、试点案例等方面均有较为深入的探索。主要聚合分布式发电、储能系统、可控负荷等资源，以聚焦可控负荷的需求响应为主，灵活调节电网负荷、支持电网调峰调频需求。需求响应参与总量占美国电力市场总高峰负荷的比例达到 6%-7%。由于电网体系独立且运营商高度分散，由东部互联电网、西部互联电网以及德克萨斯电网这三大电力互连系统组成，基本彼此独立运行，且相互之间的电力传输有限，其电力市场既有批发也有零售，与终端用户的互动更为紧密，这种分散的市场结构使虚拟电厂的多样化发展成为可能。

法律框架是虚拟电厂发展的重要保障。

德国发布了《虚拟电厂技术指南》，规定了虚拟电厂的技术要求和运营规则，为虚拟电厂的发展提供了制度保障。《可再生能源法》规定超过100千瓦的可再生能源必须参与电力市场以及补贴鼓励中型需求响应资源聚合虚拟电厂，以推动商业化。

美国自1992年起先后制定了《能源政策法》、《能源独立与安全法》《美国复苏与再投资法案》等一系列支持响应发展的法规政策，为需求响应资源

参与电能批发市场、辅助服务市场、容量交易等提供了法律基础和政策环境。

德国电力市场的平衡机制是保障电力系统供需平衡的重要工具。

平衡机制，是基于“平衡基团”(Balancing Group) 的概念，采用了分层次管理与逐级平衡的策略，通过严格预测和偏差费用结算，提高了电力市场的供需平衡效率。

电力市场平衡机制中主要参与方关系图

德国电力市场中的发电企业和用户会被分配到特定的“平衡基团”，由一个平衡责任方 (Balancing Responsible Parties，BRP) 管理。BRP 必须对第二天每15分钟的电网接入和退出进行准确的预测，确保平衡组内总发电量 + 总外购电量 = 总用电量，如果出现偏差，平衡责任方需支付相应的偏差费用。

现已有24个欧洲国家实行了平衡基团机制，组成了国际电网控制合作组织，并按照“平衡基团内平衡→输电网控制区内平衡→国内跨区域平衡→欧洲电网控制合作组织 (International Green Climate Change Cooperation，IGCC) 成员国内平衡”的层级体系，实现跨国电力资源调度。当某一层级无法实现平衡时，可以调用上一级资源。

制定统一的技术标准和通信协议

实现设备互联互通

技术标准化是虚拟电厂高效运作的关键，通过标准化通信协议实现不同设备和系统间的互联互通，显著提升响应的精确性和速度。

采用OpenADR (Open Automated Demand Response)或OCPP(Open Charge Point Protocol) 等标准，用户授权后即可让空调、充电桩等设备参与响应，实现与电网和运营商的远程协调。

这种通信协议的标准化确保了不同品牌、不同类型的设备之间的兼容性，并保障了电网与充电负载的实时调度。

此外，通信协议的安全性同样重要，需要安全的加密技术保护用户隐私和数据安全。例如，美国的电力服务公司 SCE 和 PG&E 在响应的通信过程中广泛使用了 AES-256(Advanced Encryption Standard) 加密标准，确保用户的隐私得到有效保护，并防止数据泄露或网络攻击。

推广智能设备与控制技术

提升能效与需求响应便捷性

智能设备的广泛应用提高了电力系统的需求响应速度和能效管理精度。

例如，智能电表和物联网设备的实时监测与调节功能，使用户能主动调整能源使用。欧盟通过能源系统数字化行动计划，能物联网设备和仪表的推广，支持采用智能家电。目前欧盟51%的家庭和中小企业配备了智能电表。

智能控制技术让用户参与响应更便捷，在空调负荷和电动汽车充电管理方面提供有力支持。

通过智能恒温器和手机APP，用户可以远程控制空调的运行，并根据电价信号和响应事件调整用电设置。例如，美国加州的Smart AC计划和英国的 Octopus Energy允许用户选择偏好温度和响应条件，系统自动在合适的时段控制空调负载。这些措施大大提升了用户参与需求响应的便捷性。

许多电动汽车充电项目也提供手机应用控制功能，允许用户设定车辆的充电时间。例如，美国 PG&E 为电动汽车车主提供了智能手机APP服务，用户可以通过智能手机APP远程设置车辆充电时间，系统会自动在电价较低的时段充电，确保用户以最具经济效益的方式完成充电。

多元化商业模式与激励措施

推动虚拟电厂发展

虚拟电厂的发展离不开丰富的商业模式和有效的补贴激励措施。

不同国家通过多样化的运营模式和激励政策，降低了用户参与门槛，提高了虚拟电厂的普及率。多样化的商业模式和激励措施是虚拟电厂发展的重要驱动力。

如基于社区 ( 用户 ) 的商业模式、发电企业模式、基于电网公司的平台模式 ( 英国特有 )、发电商 + 售电商混合型、“电网发起采购”的模式 ( 法国特有 )、第三方运营的混合型模式、售电企业运营的混合模式等。

美国建立了固定费率补偿和市场交易机制相结合的需求响应补贴机制，对于是否具备竞争市场机制的系统设定了不同的策略。美国能源部提供30亿美元联邦贷款，支持虚拟电厂推广，同时向用户提供充电桩安装补贴和智能控制设备奖励计划 ( 如 Smart AC 项目 )。

这些政策不仅降低了用户参与的经济成本，还扩大了响应用户的覆盖范围。

另外，各国针对不同的需求响应项目，分别设置了相关注册奖励和设备补贴。在充电桩运营方面，电力公司通常负责支付基础设施建设费用，而用户则承担设备的安装和维护。

美国Charge Ready项目为弱势社区和企业提供高达 50% 的充电桩折扣，EV Charging项目最高可获得2万5美元的安装补贴。这种政策支持旨在减少电动汽车充电基础设施的初期投资成本，鼓励更多用户安装和使用电动汽车充电设施。Smart AC 项目为首次参与响应的用户提供免费的智能控制设备安装，同时提供一次性注册奖励 ( 如 75 美元 )，这不仅减少了用户参与的技术和经济门槛，还帮助电力公司扩大响应用户的覆盖范围。

电价激励与响应奖励优化用户行为

提升电网效率

电价激励和响应奖励机制是引导用户合理用电、缓解电网高峰负荷压力的有效手段。

尖峰电价引导负荷转移，可缓解高峰时段压力。特别是对于空调，在高峰时段实施尖峰定价 ( 通常为常规电价的2到5倍) 可有效引导用户在高峰时段减少用电，通过分时电价引导用户改变用电行为，促使用户在高峰时段预冷或减少使用空调，从而有效降低电网负荷压力。

响应奖励机制吸引用户参与响应计划。空调用户在参与响应后，根据响应次数、时长及减少的电量获取账单折扣或直接奖励，每次响应可获得1至5美元的奖励。在Charge Ready项目中，用户须参加响应计划，并在特定时段 ( 如下午4点到晚上9 点的高峰时段 ) 调整其充电行为，参与者不仅可获得2美元/千瓦时的响应补贴，还帮助电网实现实时调节供需平衡，为电力系统提供调峰资源。

各国基于自身的能源资源禀赋和市场需求，采取了多种措施来推动虚拟电厂的发展。在不同层面对我国虚拟电厂建设提供了一定的借鉴意义，然而，这些经验往往是在当地电力市场相对成熟、资源相对丰富的背景下形成的，一些条件在国内尚未完全具备，因此应结合我国实际情况进行调整。

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