中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在“雙碳”目標(biāo)背景下，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn)，一方面，波動(dòng)性和間歇性較強(qiáng)的風(fēng)光發(fā)電在電源結(jié)構(gòu)中的比例持續(xù)增長，供給側(cè)隨機(jī)性日益凸顯；另一方面，隨著終端電氣化水平提升與新型負(fù)荷不斷涌現(xiàn)，需求側(cè)隨機(jī)性愈發(fā)顯著。新型電力系統(tǒng)的“雙隨機(jī)”特征為電力保供工作、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行等帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
作為一種廣泛聚合與調(diào)控需求側(cè)多元資源的技術(shù)，虛擬電廠可顯著提升電力系統(tǒng)的靈活性與調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而有效應(yīng)對(duì)“雙隨機(jī)”帶來的諸多挑戰(zhàn)，為“能源三角”問題破解和新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供重要解決方案。
虛擬電廠助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)
虛擬電廠助力新型電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。虛擬電廠可降低大規(guī)模波動(dòng)性的可再生能源并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。虛擬電廠通過對(duì)分布式能源、多元負(fù)荷資源的整合和優(yōu)化控制，形成了一種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖資源，可根據(jù)電網(wǎng)安全運(yùn)行需求，以調(diào)峰服務(wù)、調(diào)頻服務(wù)、需求響應(yīng)等形式靈活參與電力系統(tǒng)資源配置，有效強(qiáng)化電力需求側(cè)與供給側(cè)的協(xié)同互動(dòng)，顯著提升電力系統(tǒng)平衡能力與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而有效應(yīng)對(duì)可再生能源出力波動(dòng)性帶來的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
虛擬電廠助力新型電力系統(tǒng)清潔環(huán)保運(yùn)行。虛擬電廠可提升可再生能源的消納水平。一方面，虛擬電廠可發(fā)掘可控負(fù)荷、可中斷負(fù)荷、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等資源追蹤可再生能源的潛力，通過引導(dǎo)需求側(cè)資源外部特性與供給側(cè)可再生能源出力曲線趨同，促進(jìn)可再生能源電力的規(guī)?；{；另一方面，建設(shè)虛擬電廠可針對(duì)分布式可再生能源設(shè)備的接入、通信、控制及優(yōu)化運(yùn)行形成標(biāo)準(zhǔn)化體系與方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)側(cè)分布式資源有序管理，提升分布式資源接入電網(wǎng)的友好性，為分布式可再生能源消納提供重要支撐。
虛擬電廠助力新型電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。虛擬電廠可提升系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。一方面，虛擬電廠可在考慮電網(wǎng)、聚合商、用戶等主體利益訴求的前提下，通過激勵(lì)措施、市場交易等多樣化方案，充分發(fā)掘既有資源參與系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的潛力與積極性，與深度調(diào)峰改造、增加發(fā)電裝機(jī)容量及配套電網(wǎng)建設(shè)等方法相比，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果更好；另一方面，虛擬電廠可突破物理地域的限制，通過層級(jí)化管理架構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)和電壓等級(jí)的分散資源的聚合和控制，解決從日級(jí)到毫秒級(jí)的多時(shí)間尺度運(yùn)行控制問題，實(shí)現(xiàn)大范圍時(shí)空域內(nèi)的資源優(yōu)化配置，有效提升綜合化效益。
如何加速虛擬電廠規(guī)?；l(fā)展
虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀
截至目前，我國上海、河北張家口、廣東深圳等地已先后落地虛擬電廠示范工程，并且國家能源局通過印發(fā)《上海電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則》《第三方獨(dú)立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場規(guī)則》等政策，加速推動(dòng)虛擬電廠由邀約模式向市場化交易模式轉(zhuǎn)型，但總體上看，現(xiàn)階段我國虛擬電廠的發(fā)展還存在以下四方面的局限。
市場化程度有限，不利于充分發(fā)掘虛擬電廠作為重要需求側(cè)資源的靈活調(diào)節(jié)潛力。從價(jià)格機(jī)制看，現(xiàn)階段對(duì)虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場的報(bào)價(jià)遞增單位和報(bào)價(jià)上限有著相應(yīng)限制，導(dǎo)致難以充分發(fā)揮價(jià)格的杠桿作用，難以調(diào)動(dòng)虛擬電廠參與市場交易的積極性；從競爭態(tài)勢(shì)看，部分區(qū)域?qū)嵭刑摂M電廠與深度調(diào)峰分別出清的模式，這在一定程度上隔離了虛擬電廠與其他市場主體的競爭，不利于“三公”市場建設(shè)和虛擬電廠靈活調(diào)節(jié)潛力的發(fā)掘。
市場組織范圍有限，不利于虛擬電廠資源優(yōu)化配置水平提升?，F(xiàn)階段虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場交易的模式未能兼顧時(shí)間和空間兩個(gè)維度，省間市場和省內(nèi)市場之間、日前市場和日內(nèi)市場之間未能形成協(xié)調(diào)的銜接機(jī)制，進(jìn)而導(dǎo)致難以發(fā)揮不同時(shí)空市場的互補(bǔ)互濟(jì)潛力，限制了虛擬電廠資源在更大的時(shí)空范圍參與優(yōu)化配置。
市場出清機(jī)制單一，不利于體現(xiàn)虛擬電廠服務(wù)的綜合化效益。現(xiàn)階段輔助服務(wù)市場交易主要由相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)組織，遵循以電網(wǎng)公司購買調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)的成本最小化為原則和目標(biāo)進(jìn)行市場出清。隨著“雙碳”目標(biāo)下碳約束日益趨緊以及電力市場改革不斷深化，單一的以電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)成本最小化的出清方式難以體現(xiàn)虛擬電廠輔助服務(wù)在清潔能源消納提升、碳排放降低等方面的環(huán)境效益。
市場買方主體單一化，不利于虛擬電廠服務(wù)的價(jià)值發(fā)現(xiàn)與商品屬性還原。隨著電力市場改革推進(jìn)，輔助服務(wù)市場逐步放寬了對(duì)虛擬電廠的準(zhǔn)入門檻，但縱觀上海市場、華北市場等可以看出，現(xiàn)階段電網(wǎng)公司仍然是輔助服務(wù)市場中的主要買方，輔助市場所具備的買方主體單一化特征勢(shì)必對(duì)還原虛擬電廠服務(wù)的商品屬性、發(fā)掘虛擬電廠調(diào)峰潛力產(chǎn)生負(fù)面影響。特別要指出的是，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》，為電源側(cè)可再生發(fā)電企業(yè)作為買方主體進(jìn)入輔助服務(wù)市場提供了有利的政策環(huán)境，使破除輔助服務(wù)市場買方主體單一化成為了可能。
多措并舉助力虛擬電廠提速
為進(jìn)一步發(fā)揮虛擬電廠對(duì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的支撐作用，需要從頂層框架、市場機(jī)制、數(shù)字技術(shù)和商業(yè)模式4方面加速虛擬電廠規(guī)?；l(fā)展。
從頂層框架看，建議加快制定與完善虛擬電廠建設(shè)與發(fā)展指導(dǎo)意見。立足我國能源電力工業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)程及系統(tǒng)發(fā)展水平，結(jié)合相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，從聚合類型、聚合模式、物理參數(shù)、信息化水平等維度明確虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與技術(shù)體系，加快虛擬電廠發(fā)展規(guī)劃編制工作，分地區(qū)、分階段明確虛擬電廠發(fā)展重點(diǎn)，根據(jù)市場需求完善進(jìn)入與退出機(jī)制，推動(dòng)我國虛擬電廠實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化和有序化發(fā)展。
從市場機(jī)制看，建議依托市場這只“看不見的手”激發(fā)虛擬電廠發(fā)展活力。在起步階段，應(yīng)注重對(duì)虛擬電廠市場主體的培育，通過出臺(tái)相應(yīng)政策鼓勵(lì)需求側(cè)商業(yè)模式與業(yè)態(tài)創(chuàng)新，鼓勵(lì)廣泛聚合多元負(fù)荷、儲(chǔ)能設(shè)施、分布式能源等需求側(cè)資源打造虛擬電廠，并積極探索虛擬電廠與電力市場之間、以及虛擬電廠內(nèi)部多元主體之間的互動(dòng)機(jī)制，不斷擴(kuò)大市場主體范圍、完善交易品種，推動(dòng)市場朝著開放、靈活、公平方向逐步演進(jìn)；在成熟階段，應(yīng)注重還原虛擬電廠調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)的商品屬性，通過完善調(diào)峰產(chǎn)品市場化交易規(guī)則，設(shè)立有效的競價(jià)機(jī)制，推動(dòng)調(diào)峰產(chǎn)品交易市場的擴(kuò)大，激發(fā)虛擬電廠參與調(diào)峰產(chǎn)品市場化競價(jià)交易的積極性，加速虛擬電廠由起步階段的價(jià)格接受者向市場競爭者轉(zhuǎn)型。同時(shí)，遵循“誰受益，誰承擔(dān)”原則，推動(dòng)新能源電力企業(yè)等主體參與市場購買虛擬電廠調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)產(chǎn)品，進(jìn)一步提升新能源電力并網(wǎng)規(guī)模與消納水平；在資源配置擴(kuò)大化階段，應(yīng)注重建立省間、省內(nèi)協(xié)調(diào)運(yùn)作的市場機(jī)制，充分發(fā)揮省間資源協(xié)調(diào)互補(bǔ)特性，推動(dòng)虛擬電廠融入全國統(tǒng)一市場架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在更大時(shí)空范圍內(nèi)參與資源的優(yōu)化配置。
從數(shù)字技術(shù)看，建議加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，推動(dòng)先進(jìn)數(shù)字技術(shù)在虛擬電廠領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。深化“云大物移智鏈”等先進(jìn)信息技術(shù)與虛擬電廠的融合，推動(dòng)智慧綜合管理平臺(tái)建設(shè)，有效覆蓋用戶接入與審核、報(bào)量保價(jià)、在線優(yōu)化與出清、自動(dòng)化簽約、執(zhí)行結(jié)果溯源與結(jié)算等環(huán)節(jié)，促進(jìn)能源信息流動(dòng)和開放共享，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠的聚合用戶管理、系統(tǒng)狀態(tài)感知、運(yùn)營策略動(dòng)態(tài)優(yōu)化、指令實(shí)時(shí)下發(fā)等功能，為打造可觀、可控、可靠的虛擬電廠提供重要支撐。
從商業(yè)模式看，建議加速虛擬電廠商業(yè)模式創(chuàng)新，推動(dòng)多元化投融資體制機(jī)制建設(shè)。制定促進(jìn)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的金融、投資、財(cái)稅等綜合性政策，穩(wěn)步拓寬虛擬電廠投融資渠道，有序引入多元化資本，建立直接融資與間接融資互為補(bǔ)充的融資模式，鼓勵(lì)各方資源以多樣化途徑參與到虛擬電廠建設(shè)與發(fā)展的過程中，為虛擬電廠業(yè)態(tài)培育提供良好環(huán)境與重要?jiǎng)幽堋?
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年9期，作者曾鳴、許彥斌、王雨晴供職于華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心
