中國儲能網(wǎng)訊：作為市場機制下“源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動”的有效實現(xiàn)形式，虛擬電廠的價值與趨勢被業(yè)內(nèi)廣泛關注。
目前，全國首批8個電力現(xiàn)貨市場試點之一的山西省首批由9家售電主體申報的15家虛擬電廠建設完成，共聚合容量184.74萬千瓦，可調(diào)節(jié)容量39.2萬千瓦。山西首批虛擬電廠建設完成，打開了國內(nèi)虛擬電廠的成長空間。
近日，國網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟技術研究院主持申報的《虛擬電廠資源配置與評估技術規(guī)范》已由國家標準化管理委員會正式批準立項，標志著虛擬電廠領域首個國家標準正式立項，虛擬電廠正式走入加速發(fā)展的快車道。
虛擬電廠概念十分火爆，市場的盈利和發(fā)展模式是怎樣的？虛擬電廠建設難點在哪？作為市場主體、并網(wǎng)調(diào)度主體，虛擬電廠在電力市場、電網(wǎng)調(diào)度運行體系中的商業(yè)價值和系統(tǒng)運行價值如何發(fā)掘？
2月15日，由能見主辦的以“中國虛擬電廠發(fā)展研討會”為主題的直播在線上舉行。本次活動由能見研究院副院長曹開虎主持，清華大學副研究員，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院電力市場與碳市場研究所副所長蔡元紀、山西省電力公司營銷部副處長陳揚波、深圳市科中云技術有限公司副總經(jīng)理黃仁照等虛擬電廠項目參與者對有關虛擬電廠的深層次問題進行了分析與研討。
“看不見的電廠”，提升電力資源利用效率
虛擬電廠在解決建設新型電力系統(tǒng)靈活性資源供需問題方面作用顯著。
蔡元紀指出，虛擬電廠是將分布式發(fā)電、儲能、可控負荷等分布式資源整合，實現(xiàn)優(yōu)化與調(diào)控功能的群體或系統(tǒng)。其與主動式配網(wǎng)等概念的區(qū)別在于，前者對分布式資源的聚合，并不要求在物理上位于同一區(qū)域內(nèi)，而是通過先進的信息通信技術將它們整合之后形成虛擬的概念。
這代表虛擬電廠可將分散的電網(wǎng)、負荷、電力、儲能等進行集成調(diào)控，平抑新能源電力的隨機波動性，靈活實現(xiàn)削峰填谷。
陳揚波認為，虛擬電廠是以電網(wǎng)為載體，通過“云邊協(xié)同+物聯(lián)網(wǎng)技術+人工智能”技術，聚合、優(yōu)化、協(xié)調(diào)所屬資源，以作為一個特殊電廠市場主體開展需求響應，參與電網(wǎng)調(diào)度運行和電力市場交易，實現(xiàn)電網(wǎng)靈活性資源的聚合，保障電力可靠供應和供需平衡。從作用上看，虛擬電廠可緩解分布式發(fā)電的負面效應，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。
發(fā)展虛擬電廠可為電網(wǎng)運行帶來高質量可調(diào)節(jié)資源，同時也與分布式發(fā)電、電力保供、能源數(shù)字化等熱點密切相關。
“隨著新能源逐步成為裝機、電量主體，電力商品的價值較以往出現(xiàn)細分，由以電能量價值為主，逐步向電能量價值、可靠性價值、靈活性價值以及綠色環(huán)境價值等多維價值體系轉變?！辈淘o說。
由此可見，在新型電力系統(tǒng)建設中，虛擬電廠的多維價值是其重要的發(fā)展要素。
在新型電力系統(tǒng)中，其價值表現(xiàn)在提供靈活可調(diào)能力，為系統(tǒng)電力電量平衡提供不同時間尺度的上下調(diào)裕度，提高平衡概率的魯棒性；實現(xiàn)資源即插即用，為電力系統(tǒng)可調(diào)資源提供動態(tài)拓展能力，緩解系統(tǒng)靈活資源稀缺問題；通過分層-分區(qū)動態(tài)構建，為多樣運行方式下的系統(tǒng)時變可行域拓展可調(diào)區(qū)間，提高系統(tǒng)的安全性；雙向聚合協(xié)同，為主-配網(wǎng)潮流翻轉提供雙向互動解決方案，實現(xiàn)基于資源共享的電能互濟；提供緊急響應控制，為系統(tǒng)轉動慣量下降提供基于可中斷負荷的快速調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的暫態(tài)性能等。
陳揚波表示：“虛擬電廠是需求響應的進一步衍生，具有‘源-荷’雙重身份，待常態(tài)化市場化交易機制成熟后，可作為能源生態(tài)圈建設的重要組成部分?！?
黃仁照也指出：“目前我們國家的電力供需是較為緊張，電力峰谷差矛盾日益突出，所以急需虛擬電廠來調(diào)控負荷?！?
虛擬電廠的出現(xiàn)，可大幅提高新能源的利用率，被業(yè)內(nèi)視為支撐電力供需雙側智能互動和協(xié)同發(fā)展的重要方向。
走出概念，虛擬電廠迎來大展拳腳的空間
關注度大幅提升背景下，山西、廣東、山東等多地能源主管部門先后出臺虛擬電廠專項政策。
黃仁照舉例，“2022年6月，深圳市發(fā)改委印發(fā)了深圳市虛擬電廠落地工作方案，方案中明確指出，到2025年，深圳將建成一個具備100萬千瓦級的可調(diào)節(jié)能力的虛擬電廠，逐步形成年度最大負荷5%的左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力?！?
受國際、國內(nèi)大形勢影響，2021年山西出現(xiàn)了電力供需緊張形勢。山西省能源局于2022年6月份印發(fā)了國內(nèi)首份虛擬電廠建設運營管理實施方案，填補了山西省需求響應政策的空白。
該方案是國內(nèi)首家虛擬電廠運營管理方案，且也是首家明確通過參與現(xiàn)貨市場獲取收益的虛擬電廠建設運營方案，與傳統(tǒng)的通過邀約補貼獲取收益的虛擬電廠有很大區(qū)別。方案明確，山西所有虛擬電廠技術支持系統(tǒng)要接入省級智慧能源服務平臺統(tǒng)一管理，該方案出臺創(chuàng)新了虛擬電廠運行和收益的方式，為全國起到了很好的示范作用。
山西虛擬電廠的建設流程如下：項目主體申報-能源局組織第三方評審-評審通過后對項目進行公示-項目主體開展建設-建設完畢后申請測試-測試合格后并網(wǎng)-交易平臺注冊-入市交易。
在介紹山西虛擬電廠相關情況時，陳揚波指出：“目前受山西省能源委托，我們在去年完成了首批9家項目主體的申報符合虛擬電廠建設方案評估，省能源局公示了4家，今年上半年我們力爭建設公司的虛擬電廠推進實體化運營。”陳揚波強調(diào)，這其中，省級智慧能源服務平臺為推進山西虛擬電廠建設提供了重要支撐。
伴隨近幾年政策逐漸演化，虛擬電廠示范項目在國內(nèi)蓬勃興起?！白钪陌咐龖撌嵌瑠W賽區(qū)的虛擬電廠，在冀北區(qū)域支持冬奧百分百綠色電力供應的實現(xiàn)，整合了多種資源開展集群調(diào)配，為張家口地區(qū)的風電出力波動進行了很好的響應?！辈淘o說。
同時，AI方案也在助力虛擬電廠商業(yè)化落地。據(jù)黃仁照介紹，深圳市科中云技術有限公司（以下簡稱“科中云”）完成了深圳市首個樓宇級虛擬電廠柔性負荷調(diào)節(jié)示范項目——圍繞深圳國家高技術產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心搭建出裙樓級虛擬電廠子站能源管理平臺。該項目中科中云利用AI負荷調(diào)節(jié)手段，將普通空調(diào)負荷轉換為柔性負荷，接入并參與到電網(wǎng)的互動和響應之中。同時，該項目還實現(xiàn)了真正的商業(yè)化落地，通過需求響應和削峰填谷，可以提供各類輔助服務，從而獲得收益。
冷靜思考，虛擬電廠應解決技術標準體系等多項問題
虛擬電廠概念火爆，參與者眾多。多方追捧背后，未來應該怎么干？有哪些模式值得業(yè)內(nèi)共同研究？
陳揚波表示，山西虛擬電廠的項目模式，現(xiàn)貨方式的虛擬電廠應該是今后虛擬電廠發(fā)展的主要方向。
“一方面是現(xiàn)在建設電力統(tǒng)一大市場，隨著電力化改革的深入，之前沒有這個項目的市場，這種模式會比較普及?！标悡P波補充道，“另外一方面，原來傳統(tǒng)的邀約補貼型的虛擬電廠，是通過政府的財政補貼能補貼的，但財政補貼存在補貼資金不足等問題，因此我認為未來可能以通過市場化的方式來解決虛擬電廠的資金和運營等問題。”
黃仁照認為，從虛擬電廠的需求端分析，供電側，需要優(yōu)化分布式能源發(fā)電；用電側，需要多能互補、需求響應，配電側，需要支持新能源自由接入。從接入需求看，基礎能力是需要盡可能地接入海量異構負荷側靈活可調(diào)節(jié)資源，包括分布式能源、儲能等優(yōu)質可調(diào)設備以及有調(diào)節(jié)能力的優(yōu)質負荷；從控制需求看，核心能力是虛擬電廠需要有相應的控制能力能夠保證各類策略和指令可以被執(zhí)行；從交易需求看，市場交易是虛擬電廠初期的收入來源，可以參與到電量交易、輔助服務、需求響應等市場。
黃仁照進一步總結道，虛擬電廠管理通過建立用戶側能源監(jiān)控，結合光儲充運營調(diào)度，圍繞資源管理、用戶管理和響應管理，融合協(xié)同優(yōu)化海量資源，參與電力市場交易，激活存量可調(diào)節(jié)資源的利用價值，對能源結構的多維度深層次分析，分析用電行為，提高能源利用率。當前市場可以通過多能互補穩(wěn)定、需求響應管理、參與市場化交易、提高能效水平、輔助服務增值等方式來發(fā)展虛擬電廠。
一般虛擬電廠分為三個大階段，首先是邀約型的階段和市場型的階段，其次是自主調(diào)控階段。
“從當前階段來看，我們大家可能都還處于初期，所以后續(xù)我們還有兩個大階段需要去走?！秉S仁照說。
那么在市場型階段與自主調(diào)控階段，虛擬電廠應如何邁進？蔡元紀提出以下幾點：
一是在政策與商業(yè)模式中，推出引導分布式資源參與的政策規(guī)則、激勵機制或商業(yè)模式。
二是在電力市場機制中，研究虛擬電廠可參與的外部市場交易模式（如現(xiàn)貨、輔助服務、跨區(qū)跨省交易等）；研究適用于分布式資源聚合的市場交易模式，并推動專項交易機制落地；研究分布式資源參與虛擬電廠的價值核算和結算分配機制。
三是在關鍵技術中，加強可聚合參與虛擬電廠的分布式資源的規(guī)模、能力（如調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)區(qū)間、響應次數(shù)、能量需求、時間限制等）研究；關注資源建模、聚合和優(yōu)化控制中的關鍵問題；開展5G、區(qū)塊鏈等先進信息通信技術在虛擬電廠中的應用。
作為新興市場主體，虛擬電廠是繼分布式光伏、氫能后又一具有前景的業(yè)務方向，在新型能源體系構建和保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行中具有重要價值。在電力市場發(fā)展大局中，面對當下產(chǎn)業(yè)暴露的多項問題，需加快完善其參與市場的相關機制，構建技術標準體系，促進虛擬電廠健康發(fā)展。
