从分散到聚合：虚拟电厂“抱团”省下10%电费
发布日期：2025/7/21
前阵子听电力公司的朋友说，云南某片区搞了个新尝试：把三个虚拟电厂 “拉进群聊”，让它们互相调电。结果一个月下来，整体电费降了 10%，相当于少花了几十万。 这事儿听起来挺玄乎：虚拟电厂本身就是 “看不见的电厂”，几家凑在一起咋就更省钱了？今天就用大白话聊聊，多个虚拟电厂协同运行到底是咋回事，为啥比各自为战更划算，普通用户又能从中得到啥好处。
一、先理清楚：单个虚拟电厂，能干啥？
咱们先复习下：虚拟电厂不是真电厂，而是把太阳能板、储能电池、工厂电机这些分散的电力资源 “捆在一起”，统一调度的系统。就像小区团购群，把各家的需求凑一起，买东西更便宜。
单个虚拟电厂的运作很简单：自己发的电自己用，用不完的卖给电网，不够了再从电网买。比如某小区的虚拟电厂，白天太阳能板发的电够住户用，多余的就卖给电网；晚上没太阳了，就从电网买电，或者用储能电池里的电。
但问题来了：如果某虚拟电厂突然用电激增（比如夏天大家都开空调），自己的电不够用，只能高价从电网买；而隔壁虚拟电厂可能正有多余的电低价卖不出去。这就像你饿肚子时，邻居家的饭却快放凉了，多浪费！
二、多虚拟电厂协同：就像电力界的 “拼单群”
（一）协同运行，到底协同啥？
多个虚拟电厂协同，核心就是 “互通有无”：你缺电时我给你送，我有余电时你帮忙存，不用都去麻烦电网。具体来说，有三样东西能共享：
电力共享：A 虚拟电厂的太阳能板发多了，直接输给缺电的 B 虚拟电厂，不用绕电网一圈。
储能共享：A 的储能电池满了，就帮 B 存电；B 的电池空了，就用 A 的余电充电。
机组共享：A 的备用发电机暂时不用，B 可以 “借” 来发电，省得 B 自己开机组。
就像几家人搭伙做饭：你家有米，我家有菜，他家有锅，凑一起就能做出一桌菜，不用每家都买全套。
（二）协同运行，得守哪些规矩？
不是随便就能共享的，得有规矩，不然会乱套：
1.能同时 “双向送电”：A 给 B 送电时，B 就不能给 A 送，不然线路会 “打架”。就像一条路不能同时双向开卡车，容易撞。
2.买电卖电不能同时干：某虚拟电厂从电网买电时，就不能同时卖电给电网，不然等于 “左手买右手卖”，白交手续费。
3.储能电池不能瞎折腾：电池充电时就不能放电，充多少、放多少得按容量来，不能过度充放，不然电池容易坏。
（三）举个例子：三家虚拟电厂的协同日常
论文里做了个实验，选了 3 个虚拟电厂（VPP1、VPP2、VPP3），看看协同运行和各自单干有啥区别：
VPP1：商业用电为主，白天写字楼空调、电脑用电多，是用电高峰。
VPP2：居民用电为主，晚上做饭、开空调，是用电高峰。
VPP3：工商业混合，早晚用电都多。
单干时的麻烦：
VPP1 白天缺电，得高价从电网买；
VPP2 晚上缺电，也得高价买；
VPP3 早晚都缺电，买电成本更高。
三家都有多余的电时，只能低价卖给电网，赚不了多少。
协同后的好处：
白天 VPP1 缺电，VPP3 的太阳能板有余电，直接输给 VPP1，省了 VPP1 的买电钱。
晚上 VPP2 缺电，VPP1 的储能电池里存了白天的余电，直接输给 VPP2，不用 VPP2 高价买电。
VPP3 早晚用电高峰，VPP2 的备用发电机闲着，就借来发电，省了 VPP3 自己开机组的油钱。
就像拼车上班：你顺路带我，我顺路带你，大家都少花油钱，还环保。
《虚拟电厂商业运行模式与实践案例.pdf》
三、协同运行，能省多少钱？实验数据说话
论文里的实验算得很清楚：3 个虚拟电厂协同运行 24 小时，整体成本比各自单干低了约 10%。咱们拆开来看：
（一）谁赚了？谁亏了？
VPP1 和 VPP3：赚了。因为它们用电高峰时，能用上 VPP2 的低价电和储能，省了不少买电钱。比如 VPP1 白天高峰，以前从电网买电要 0.84 元 / 度，现在用 VPP2 的余电只要 0.56 元 / 度，一度电省 0.28 元，一天下来省几千块。
VPP2：短期看似亏了。因为它得把自己的电低价给别人，还得帮别人存电，成本增加了。但长期来看，参与协同能提升知名度，以后能拿到更多电网的调峰订单，反而更赚钱。
这就像小区团购：团长可能要多跑腿，但能拿到平台补贴，长期更划算。
（二）为啥能省 10%？三个关键原因
少给电网 “交过路费”：虚拟电厂之间直接送电，不用通过电网，省了电网的输电费（约每度电 0.05 元）。
少开备用机组：协同后，谁家的备用机组都不用频繁启动。发电机启动一次成本很高（比如燃气轮机启动一次要几百块），协同后一个机组能顶几个用，省了启动费。
储能电池用得更活：单干时，电池可能白天满晚上空；协同后，白天帮别人存电，晚上给别人放电，电池 “工作量” 饱和了，等于摊薄了电池成本。
（三）看数据：24 小时成本对比
四、协同运行，得解决哪些技术难题？
（一）先把 “非线性问题” 捋直了
虚拟电厂的成本计算很复杂，比如发电机的成本不是 “发一度电固定多少钱”，而是发的电越多，每度电成本越高（非线性关系）。就像打车：起步价 8 元 3 公里，之后每公里 2 元，不是简单的 “公里数 × 单价”。
论文里用了个巧妙办法：把非线性的成本函数 “砍成” 好几段直线，比如把发电机成本分成 10 段，每段按固定单价算，这样就好算了。就像把曲线掰成多节小直线，虽然不完美，但足够用。
（二）再把 “0/1 决策” 说明白
很多决策是 “要么干，要么不干”（0/1 决策）：比如电池要么充电（1），要么放电（0）；要么送电给 A（1），要么不送（0）。这些决策混在一起，计算量很大。
论文用了 Mccormick 线性化方法，把这些 “非黑即白” 的决策转化成数学公式，让电脑能算明白。就像把 “选择题” 变成 “填空题”，更容易得出答案。
（三）仿真实验：电脑算出来的结果
论文里用电脑模拟了 3 个虚拟电厂的运行，发现：
协同运行时，储能电池的充放电更规律，不会忽满忽空。
备用发电机启动次数减少了 60%，因为能互相借用。
整体买电成本下降 10.3%，卖电收益增加 8.7%。
这些数据不是瞎编的，是根据某地的真实电价（见表 1）、设备参数（见表 2）算出来的，可信度很高。
表 1：实验中用的分时电价（元 / 度）
表 2：3 个虚拟电厂的主要设备参数
五、协同运行，难在哪？
（一）“利益分配” 是道坎
VPP2 帮了别人，自己成本增加了，怎么补偿？如果只让奉献不求回报，时间长了没人愿意干。这就像拼车时，司机总多跑路却不加分摊费，慢慢就没人开拼车了。
解决办法：建立 “收益共享机制”—— 整体省下的钱，按贡献大小分。比如 VPP1 省了 1000 元，拿出 200 元给帮忙的 VPP2，大家都不亏。
（二）“信息安全” 得保障
虚拟电厂之间要交换用电数据，比如 “我今晚 8 点缺 200 度电”。这些数据要是被黑客篡改，可能导致送电错误，引发停电。
解决办法：用加密技术，就像发微信时用密码锁，只有接收方才能解密。
（三）“电网接口” 要兼容
不同虚拟电厂的设备可能来自不同厂家，就像安卓手机和苹果手机，充电线不通用。协同送电时，可能出现 “接口不匹配”，电送不过去。
解决办法：统一技术标准，让所有设备都能用 “通用接口”，就像现在的 Type-C 充电口，啥手机都能用。
六、对咱们普通人，有啥好处？
别觉得这是电力公司的事，跟咱没关系。多虚拟电厂协同，最终会让咱们的电费更便宜，用电更稳定：
电费可能降一点：整体成本降了 10%，电网可能会把部分优惠让给用户，尤其是参与虚拟电厂的家庭。
停电会更少：某个区域缺电时，附近虚拟电厂能快速补电，不用拉闸限电。
自家设备能多赚钱：如果你家有太阳能板，以前只能卖给电网，现在能直接卖给邻居的虚拟电厂，价格可能更高。
七、结语：未来，电力也能 “拼单”
现在很多地方已经在试行了：
江苏某工业园区，3 个工厂的虚拟电厂协同运行，每月省电费 12 万元。
广东某小区群，业主们的太阳能板和储能电池组成虚拟电厂，多余的电直接卖给隔壁商场，每度电多赚 0.15 元。
未来，可能会出现 “虚拟电厂联盟”：你家的太阳能板、我的储能电池、公司的备用发电机，都能加入联盟，手机 APP 上就能看到 “谁需要电”“谁有多余的电”，点一下就能完成交易，就像现在的网约车接单一样方便。
说到底，多虚拟电厂协同不是啥高科技，就是让电力资源用得更巧、更省。就像以前各家自己烧煤取暖，又费钱又污染；现在集中供暖，又便宜又干净。电力也是一个道理，凑在一起用，更划算！
你觉得你家附近的虚拟电厂，能和哪些单位 “协同”？协同运行 VS 独立运行，区别在哪？
来源：虚拟电厂学习社 作者：萍姐
