![]()
1997年， Shimon Awerbuch博士使用了"虚拟公共事业"（virtual utility）的术语引入了虚拟电厂的概念。
全球虚拟电厂的发展始于 21 世纪初。德国、荷兰、西班牙等 5 国的 VFCPP 项目开启了虚拟电厂的探索之旅。此后，相关支持政策密集出台，推动了虚拟电厂的发展。例如，美国在 2010 年将需求侧响应上升到国家层面，通过《需求响应国家行动计划》为虚拟电厂的发展提供了政策支持。![]()
虚拟电厂在全球各国聚合资源各有侧重。欧洲各国侧重分布式电源 + 储能（欧洲发电资源较为分散，虚拟电厂起步于电力供给侧，聚合分布式发电资源，从而帮助可再生能源稳定并网，并协调发电功率，以降低弃风弃电、负电价损失为主要目标。）北美侧重可控负荷、澳大利亚以用户侧储能为主、日本以用户侧储能 + 分布式电源为主。
![]()
德国
德国虚拟电厂已完全商业化。由于《可再生能源法》规定了可再生能源发电直接销售的要求，德国的虚拟电厂运营商可以在批发市场销售，目前，德国虚拟电厂主要有三类运营商：1）独立虚拟电厂运营商。这类运营商不隶属于传统客户的电力供应商。它们也可以作为电力供应商（目前主要是装机在100kW以上的大客户）成为平衡责任方。2）大型电力公司（跨国、地区和市级企业）将自己的发电资源以及可能的负荷用户和发电机组聚合到虚拟电厂当中。作为电力公司，也是平衡责任方。3）新型市场参与者，特别是小规模分布式能源资源的制造商，它们主要将其用户的资源聚合到虚拟电厂当中。Next Kraftwerke 公司
2021年，作为欧洲最大的虚拟电厂运营商之一的Next Kraftwerke被石油巨头壳牌海外投资公司 (Shell Overseas Investments BV)从风险投资投资者手中全资收购。其业务涵盖数据采集、电力交易、电力销售、用户结算等全链条，还能为其他能源运营商提供虚拟电厂的运营服务。Next Kraftwerke 成立于2009年，前身是德国清洁技术公司Next Kraftwerke GmbH。其虚拟电厂聚合的资源包括沼气电厂、热电联产厂、水电、光伏、电池储能、电动汽车、工业负荷等。截至2022年底，Next Kraftwerke 共聚合15346台机组，联网容量12294MW。
其业务更为关注发电侧，主要分为三块：一是帮助新能源发电企业降低成本或减少负电价损失；二是为电网提供短期柔性储能服务并赚取收益；三是根据电网状况调整用电侧需求，将电网需求分配到现货市场低价时段。
例如，接入该公司的生物质电厂，通过 NEXT Box 系统实现无线双向远程传输，对发电量按照 15 分钟的间隔进行调控，根据电力批发市场的价格波动每天上下调整 20 次，以优化发电收入。同时，还为工商业客户提供不同类型的电价信息，客户可根据价格信号自行决定执行计划，也可由公司进行远程自动调控。
Next Kraftwerke 虚拟电厂优化用户用能行为![]()
资料来源：Next Kraftwerke 官网，民生证券研究院
规模3.26MW；独立虚拟电厂，资源管理优化、平衡服务、直接销售、电力公司白标解决方案、需求响应。BAYWA.RE
规模3.3MW；电力公司虚拟电厂，资源管理优化、平衡服务、直接销售、向消费者供电。ENTELIOS
资源管理优化、平衡服务、直接销售、电力公司白标解决方案、需求响应。GETECENER-GIE
规模3000MW+；独立虚拟电厂，资源管理优化、平衡服务、直接销售、需求响应。SONNEN
MVV ENERGIE
规模500MW；电力公司，虚拟电厂资源管理优化、平衡服务，直接销售、向消费者供电。
![]()
美国的虚拟电厂以聚焦可控负荷的需求响应为主，其原因主要有两点：1）美国拥有众多直接连接到用电侧的分布式太阳能资源。随着《降低通货膨胀法案(IRA)》的发布，美国政府为风能、太阳能和其他化石燃料替代品提供了超过3000亿美元的资金，给美国的可再生能源行业带来极大的鼓励和支持。根据Statista的数据，2022年美国新增住宅光伏装机容量达到5.9GW。同比增长40%。2）美国存在众多竞争性电力市场。公共事业企业对发电-输配电环节的垄断被ISO打破后，电力批发与零售市场相较于欧洲更为活跃，与C端用户联系紧密。![]()
特斯拉其实是一家能源公司，在它的官网可以看到它的虚拟电厂、微电网等项目，致力于形成 “车 + 桩 + 光 + 储 + 荷 + 智” 的新能源产业生态闭环，其 Autobidder 不仅仅是电力交易的数字化软件，还是分布式能源交易管理系统、虚拟电厂交易和控制平台，以及开源复杂算法库。Autobidder 可以在车辆、电池、光伏设备等特斯拉生态系统、甚至电网中自动调度能源电力，以实现高效的资源分配和最大的商业效益。管理着数百兆瓦的电力资产，在全球范围内提供了千兆瓦时的电网服务，在澳大利亚、美国等多地区落地成熟的市场型虚拟电厂项目，并在美国德州积极探索自主型虚拟电厂模式。特斯拉为美国 VPP 龙头，深耕加州市场，利用机器学习技术整合优化家庭电池和工业发电两类 VPP。例如，特斯拉宣布和美国加州最大的电网公司共同成立虚拟电厂，通过举办紧急响应活动，将散布在加州各地的 2300 多名特斯拉用户将家用储能设备 PowerWall 中存储的电能输送到本地电网，输出功率高达16MW。![]()
Sunverge
Sunverge频率调节业务
![]()
资料来源：Sunverge官网，民生证券研究院
Sunverge 能源平台使分布式能源资源参与电力公司、输配电电网运营商、电网边缘服务提供商、第三方聚合商的批发市场。主要提供三种业务：
1）营运储备：由于意外事件或紧急事件而调度分布式能源资源（DER）供电请求。
2）频率调节：通过聚合用户侧分布式资源实时响应独立能源运营商调节信号，即时响应上下调节的请求，解决短期电网供需失衡和频率波动问题，并跟踪系统负载的亚分钟波动并纠正发电机输出的意外变化。
3）需求响应：通过响应系统操作员的信号来降低分布式能源组合的需求。
其他：施耐德Schneider Electric（AutoGrid）、Siemens
澳大利亚
国有电网供应商西部电力（Western Power）、公用事业公司Synergy和澳大利亚能源市场运营商（AEMO）项目，包含300多家企业和650多家客户拥有的分布式能源，并为其DER集成构建了技术平台。通过“协调”太阳能、家用电池储能系统和一些家用电器（如智能恒温器）等设备，虚拟电厂在地方一级协调发电和储电。
其他：AGL、特斯拉在澳大利亚投资项目![]()
本文参考：民生证券-从全球案例看虚拟电厂商业模式
