中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：進(jìn)入2023年，虛擬電廠熱度不減，首份官方新型電力系統(tǒng)建設(shè)文件《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(征求意見稿）》提出培育負(fù)荷聚合服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式，充分挖掘用戶側(cè)消納新能源潛力；深圳印發(fā)《深圳市支持電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干措施》提出通過虛擬電廠拓展電化學(xué)儲(chǔ)能的商業(yè)模式。落地案例方面，山西省首批15家虛擬電廠完成建設(shè)，共聚合容量184.74萬千瓦，山西省虛擬電廠進(jìn)入實(shí)際性運(yùn)營(yíng)。
國(guó)內(nèi)虛擬電廠目前仍是探索示范階段，可持續(xù)的商業(yè)模式還有待形成。地方區(qū)域的示范項(xiàng)目落地、虛擬電廠參與市場(chǎng)交易試點(diǎn)將是今年虛擬電廠的看點(diǎn)。
新型電力系統(tǒng)下的虛擬電廠
虛擬電廠（VPP）通過聚合分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷等尚未納入電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)控范圍的各類資源，進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化、運(yùn)行控制、參與市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的多能互補(bǔ)、負(fù)荷側(cè)的靈活交易互動(dòng)、儲(chǔ)能側(cè)的柔性調(diào)用，對(duì)電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。從這個(gè)維度來看，虛擬電廠是聚合優(yōu)化“網(wǎng)源荷儲(chǔ)”發(fā)展的智能控制技術(shù)和互動(dòng)商業(yè)模式。
參考資料：王宣元《虛扎電廠在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的實(shí)踐與思考》
作為具備聚合海量分布式能源資源的數(shù)字化協(xié)調(diào)管理與交易系統(tǒng)，虛擬電廠在新型電力系統(tǒng)中將扮演關(guān)鍵角色，將發(fā)揮調(diào)節(jié)電能量與信息流向、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的功能。
新型電力系統(tǒng)圖景展望
圖源：《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書（征集意見稿）》
新型電力系統(tǒng)建設(shè)涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的軟硬件升級(jí)，也將由此催生各種新場(chǎng)景及新模式。比如在發(fā)電側(cè)，新能源消納問題將帶動(dòng)新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)、多能互補(bǔ)調(diào)度等技術(shù)的發(fā)展。在電網(wǎng)側(cè)，智能配電網(wǎng)、微電網(wǎng)建設(shè)等途徑將加速電網(wǎng)形態(tài)升級(jí)，形成能源互聯(lián)網(wǎng)。
用戶側(cè)方面，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn)下，鼓勵(lì)分散式新能源就地開發(fā)利用，推動(dòng)新能源多領(lǐng)域跨界融合發(fā)展，負(fù)荷聚合服務(wù)、綜合能源服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式隨之誕生，以提升用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力，最終形成源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的運(yùn)行模式。
政策及落地案例
產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政策先行。目前國(guó)內(nèi)出臺(tái)的虛擬電廠相關(guān)支持政策涉及應(yīng)用場(chǎng)景、盈利機(jī)制、運(yùn)行要求等方面。其中推動(dòng)負(fù)荷聚合商及虛擬電廠等新興市場(chǎng)主體參與交易、以虛擬電廠拓展用戶側(cè)用能新模式、通過虛擬電廠拓展新型儲(chǔ)能商業(yè)模式等多個(gè)國(guó)家、地方政策正在鼓勵(lì)培育虛擬電廠商業(yè)模式。
國(guó)家政策方面：去年11月，國(guó)家能源局發(fā)布《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則（征求意見稿）》提出，推動(dòng)儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場(chǎng)主體參與交易；今年1月，《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書（征求意見稿）》提出培育負(fù)荷聚合服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式，提升用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力；國(guó)家能源局將“引導(dǎo)虛擬電廠、新型儲(chǔ)能等新型主體參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)”，寫入《2023年能源監(jiān)管工作要點(diǎn)》。
地方政策方面：去年6月，山西省發(fā)布首份省級(jí)虛擬電廠建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理文件《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》定義了虛擬電廠的類型、技術(shù)要求、參與市場(chǎng)、建設(shè)及入市流程等；今年2月，《寧夏“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出圍繞大數(shù)據(jù)中心、5G基站、工業(yè)園區(qū)、公路服務(wù)區(qū)等終端用戶，探索智慧電廠、虛擬電廠等“新型儲(chǔ)能+”多元融合應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式；深圳發(fā)布支持電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展20條，同樣提出通過虛擬電廠擴(kuò)展儲(chǔ)能商業(yè)模式。
國(guó)內(nèi)虛擬電廠從2009年開始試點(diǎn)，至今多省已逐步落地典型示范項(xiàng)目。今年2月，山西省首批15家虛擬電廠建設(shè)完成，共聚合容量184.74萬千瓦，山西是全國(guó)首批8個(gè)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)之一，目前已初步形成了“中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨+輔助服務(wù)”協(xié)同運(yùn)行、融合發(fā)展的電力市場(chǎng)體系。
今年2月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《虛擬電廠管理規(guī)范》獲批，這是國(guó)內(nèi)首批2項(xiàng)虛擬電廠領(lǐng)域立項(xiàng)的國(guó)標(biāo)之一，這是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了虛擬電廠接入電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)遵循的一般原則和技術(shù)管理要求，對(duì)虛擬電廠申請(qǐng)并網(wǎng)程序和條件、虛擬電廠并網(wǎng)與接入、虛擬電廠調(diào)度運(yùn)行、虛擬電廠運(yùn)行安全規(guī)定等具有一定的指導(dǎo)作用。標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，也將進(jìn)一步推虛擬電廠的實(shí)際性發(fā)展。
商業(yè)模式
虛擬電廠通過信息技術(shù)與數(shù)字化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)分布式能源資源的聚合、調(diào)度、結(jié)算、交易等功能，并通過參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)收益。
虛擬電廠目前尚未形成較為清晰的商業(yè)模式，其調(diào)節(jié)手段、調(diào)節(jié)路徑、可發(fā)展模式等仍具有多種可能性。國(guó)外虛擬電廠先行者，提供了一些可借鑒的商業(yè)模式，國(guó)內(nèi)一些典型示范項(xiàng)目也踐行出了可參考的商業(yè)模式。
1.發(fā)電預(yù)測(cè)和監(jiān)控
虛擬電廠，作為協(xié)調(diào)可再生能源組合，提高可再生能源發(fā)電量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，按需控制能源發(fā)電量。
可再生能源的進(jìn)給難以控制，導(dǎo)致電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)時(shí)發(fā)電公司難以及時(shí)調(diào)整電力投資組合?；谶@一問題，虛擬電廠側(cè)重于提供可再生能源的預(yù)測(cè)和監(jiān)控服務(wù)，以提高可再生能源的發(fā)電效率和可靠性。此外虛擬電廠還可通過精準(zhǔn)的天氣預(yù)測(cè)和發(fā)電量監(jiān)測(cè)，為發(fā)電企業(yè)提供增值服務(wù)，獲得服務(wù)收益。
2.電網(wǎng)輔助服務(wù)
虛擬電廠參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，提高電網(wǎng)彈性?；诳稍偕茉吹牟▌?dòng)性和不可預(yù)測(cè)性，通過聚合可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)調(diào)控和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。
國(guó)內(nèi)一個(gè)典型的案例是冀北虛擬電廠，項(xiàng)目于2019年投運(yùn)，通過云側(cè)的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)提供數(shù)據(jù)采集、設(shè)備管理等功能，支撐市場(chǎng)交易、聚合和調(diào)控相關(guān)應(yīng)用的運(yùn)行。冀北虛擬電廠作為可調(diào)度單元參與了華北調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)出清，截至2022年9月末已接入張家口、秦皇島、承德等地區(qū)的蓄熱式電采暖、智慧樓宇、可調(diào)節(jié)工商業(yè)等11類可調(diào)節(jié)資源，總?cè)萘窟_(dá)到358MW，最大調(diào)節(jié)能力204MW。
3.需求響應(yīng)聚合
以虛擬電廠，提高電力消費(fèi)靈活性。虛擬電廠聚合需求側(cè)的電力消耗單元，統(tǒng)一進(jìn)行負(fù)荷管理，通過提供需求響應(yīng)服務(wù)，獲取輔助服務(wù)收入。此外，在部分市場(chǎng)，虛擬電廠還參與容量招標(biāo)，獲得中標(biāo)容量的結(jié)算費(fèi)用。
4.戶用虛擬電廠
“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化應(yīng)用到家庭工商業(yè)等戶用能源系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)戶用能源調(diào)配。以特斯拉的虛擬電廠Autobidder為例，戶用儲(chǔ)能產(chǎn)品Powerwall其基礎(chǔ)，在未組網(wǎng)前，Powerwall為家庭實(shí)現(xiàn)削峰填谷、節(jié)省電費(fèi)；將多個(gè)家庭的Powerwal組成虛擬電廠之后，家庭儲(chǔ)能產(chǎn)品將成為“小型發(fā)電廠”，實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的削峰填谷，甚至反哺公用電網(wǎng)。2022年8月，特斯拉加州的虛擬電廠項(xiàng)目成功啟動(dòng)了首次緊急響應(yīng)演練，在活動(dòng)中，共有2342位Powerwall用戶參與，共計(jì)輸出了多達(dá)16MW電力，用戶可從中獲取收益。
產(chǎn)業(yè)鏈
從產(chǎn)業(yè)鏈來看，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈已有雛形，上游基礎(chǔ)資源、中游虛擬電廠運(yùn)營(yíng)、下游電力需求方。具體來看，產(chǎn)業(yè)鏈上游由可控負(fù)荷、分布式能源與儲(chǔ)能構(gòu)成；中游為提供虛擬電廠運(yùn)營(yíng)服務(wù)與技術(shù)支持的系統(tǒng)平臺(tái)；下游為則是電力公司、售電公司、大用戶構(gòu)成的電力需求方。
圖源：36氪研究院， 中泰證券研究所
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看，多家上市公司已通過綜合能源服務(wù)、軟件研發(fā)等方式切入虛擬電廠賽道。
綜合能源服務(wù)方面，國(guó)能日新、晶科科技以負(fù)荷聚合商身份開展虛擬電廠項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)，通過調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)獲取收益；恒實(shí)科技基于現(xiàn)有綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)進(jìn)行拓展，參與國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠建設(shè)；特銳德以在手電動(dòng)汽車等可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源為基礎(chǔ)構(gòu)建虛擬電廠。
軟件研發(fā)方面，國(guó)能日新于2020年承接國(guó)網(wǎng)綜能公司虛擬電廠項(xiàng)目，完成平臺(tái)開發(fā)、平臺(tái)聯(lián)調(diào)等工作；國(guó)網(wǎng)信通子公司中電飛華開展虛擬電廠平臺(tái)相關(guān)軟件產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)，目前產(chǎn)品在天津?yàn)I海新區(qū)、山西電科院晉中-榆次試驗(yàn)中心等項(xiàng)目上均有良好表現(xiàn)；南電國(guó)瑞承擔(dān)山西省虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管控系統(tǒng)與調(diào)度源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)、電力交易平臺(tái)、市場(chǎng)化售電系統(tǒng)等進(jìn)行全業(yè)務(wù)流程演練；南網(wǎng)科技正在承接廣東電網(wǎng)一個(gè)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的開發(fā)項(xiàng)目，該項(xiàng)目已經(jīng)完成了功能設(shè)計(jì)和需求側(cè)響應(yīng)功能開發(fā)；易事特虛擬電廠技術(shù)已在南方電網(wǎng)成功實(shí)施應(yīng)用。
此外，遠(yuǎn)光軟件、東方電子、浙大網(wǎng)新、萬里揚(yáng)等公司也為客戶打造了虛擬電廠平臺(tái)與解決方案。
新型電力系統(tǒng)發(fā)展下虛擬電廠參與輔助服務(wù)需求持續(xù)提升，隨著電力現(xiàn)貨市場(chǎng)與輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)逐步推進(jìn)，我國(guó)虛擬電廠聚合商有望通過輔助服務(wù)與電力交易等途徑回收投資成本并實(shí)現(xiàn)盈利。據(jù)中信證券預(yù)估數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2025虛擬電廠整體的市場(chǎng)空間分別達(dá)723億元，其中聚合商市場(chǎng)空間有望達(dá)到374億元。
目前我國(guó)對(duì)虛擬電廠的實(shí)踐，在相關(guān)配套政策、市場(chǎng)機(jī)制以及技術(shù)要求等方面均還有待完善。從商業(yè)模式來看，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)，是虛擬電廠的重要?jiǎng)幽?。在支持政策密集推進(jìn)、實(shí)際需求日益旺盛、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)日益發(fā)展等助推下，作為聚合優(yōu)化分布式能源資源的智能控制技術(shù)和互動(dòng)商業(yè)模式，虛擬電廠或?qū)殡S新型電力系統(tǒng)的建設(shè)迎來發(fā)展期。
