中國儲能網(wǎng)訊：虛擬電廠等由各類源網(wǎng)荷儲分布式資源組成的新型主體如何有效參與市場，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下市場機(jī)制建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2024年9月13日，國家能源局印發(fā)《電力市場注冊基本規(guī)則》，在全國范圍內(nèi)對電力市場經(jīng)營主體的注冊基本條件、注冊申請、信息變更、市場注銷、異議處理、監(jiān)督管理等做出統(tǒng)一規(guī)定，還特別明確了新型儲能企業(yè)、虛擬電廠、分布式電源、智能微電網(wǎng)和電動汽車充電設(shè)施等五類新型主體進(jìn)入電力市場的基本條件和注冊流程，對建立全國統(tǒng)一電力市場注冊制度有重要意義。為促進(jìn)新型主體有效參與市場的各類交易品種，在《電力市場注冊基本規(guī)則》規(guī)定新型主體入市基本條件的基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步明確新型主體如何參與市場，明確其具體框架和思路。
目前，各類新型主體參與市場的意愿強(qiáng)烈，對于完善市場機(jī)制的需求也很迫切。但新型主體如何參與市場以及未來的發(fā)展方向，尚缺乏清晰統(tǒng)一的框架。一方面，已投建的儲能電站、虛擬電廠等多處于試點(diǎn)探索階段，依靠市場創(chuàng)新設(shè)計(jì)、政策補(bǔ)貼、容量租賃等機(jī)制運(yùn)營；另一方面，部分省區(qū)的新型主體主要參與的是電能量市場，難以發(fā)揮其系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。
本文將以虛擬電廠（聚合商）為主要分析對象，探討其參與市場的基本問題，梳理國內(nèi)典型省份虛擬電廠參與市場的機(jī)制，結(jié)合對美國紐約州分布式資源聚合參與市場的研究，提出虛擬電廠（分布式資源）聚合參與市場的框架思路，為讀者提供參考。
具體包括兩個(gè)方面：一是虛擬電廠（分布式資源）如何參與市場。分布式電源、用戶側(cè)儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等資源應(yīng)聚合起來參與批發(fā)市場，還是開展就近平衡交易？如果聚合參與市場，應(yīng)聚合成什么樣的基本單元，經(jīng)過什么樣的流程？二是虛擬電廠（聚合商）參與什么市場，交易什么品種。是參與具有地方特色的創(chuàng)新性市場交易，如輔助服務(wù)調(diào)峰、負(fù)備用、需求側(cè)管理等，還是參與基于現(xiàn)貨市場的標(biāo)準(zhǔn)市場，如電能量、輔助服務(wù)、容量市場等？是否需要針對某些新型主體設(shè)計(jì)特定的創(chuàng)新交易品種？對于參與市場應(yīng)滿足的技術(shù)要求，是專門針對某一類主體設(shè)置，還是以市場交易品種為準(zhǔn)，對新老主體一視同仁？
建立清晰的虛擬電廠（聚合商）參與市場的基本框架，有利于統(tǒng)一各方思想、明確發(fā)展方向，引導(dǎo)各類新型主體有序發(fā)展，減少目前新型主體參與市場的阻礙，避免矛盾積聚和各地亂象，支持新型主體管控風(fēng)險(xiǎn)，通過市場機(jī)制充分發(fā)揮新型主體的作用，促進(jìn)新型主體的發(fā)展和新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
1.各地虛擬電廠參與市場現(xiàn)狀
目前，國內(nèi)各地特別是現(xiàn)貨市場試點(diǎn)省區(qū)正在加快探索虛擬電廠參與市場的機(jī)制。為便于起步，多數(shù)省區(qū)將虛擬電廠參照售電公司管理。9月13日，國家能源局印發(fā)的《電力市場注冊基本規(guī)則》也規(guī)定，初期虛擬電廠（含負(fù)荷聚合商）注冊參照《售電公司管理辦法》執(zhí)行。同時(shí)，多地僅通過交易產(chǎn)品創(chuàng)新支持虛擬電廠等參與現(xiàn)貨電能量市場，難以充分發(fā)揮新型主體的調(diào)頻、備用等系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。對于參與市場的方式和分布式資源的管理，尚未形成清晰思路。以下簡要介紹幾個(gè)典型省份的虛擬電廠參與市場的情況。
山東
虛擬電廠（聚合商）按照售電公司管理。虛擬電廠機(jī)組分為發(fā)電儲能類機(jī)組（聚合分布式光伏、分散式風(fēng)電等發(fā)電類機(jī)組或分布式儲能）和負(fù)荷類機(jī)組，負(fù)荷類機(jī)組細(xì)分為全電量負(fù)荷類和調(diào)節(jié)量負(fù)荷類。虛擬電廠機(jī)組主要參與電能量現(xiàn)貨（日前）市場。對負(fù)荷類機(jī)組，用戶參與電能量交易時(shí)，其簽約的售電公司和虛擬電廠運(yùn)營商應(yīng)屬于同一法人，即對于全電量負(fù)荷類機(jī)組，售電公司和虛擬電廠必須是同一家主體；對于調(diào)節(jié)量負(fù)荷類機(jī)組，電能量從可從電網(wǎng)企業(yè)代理購電購買，而調(diào)節(jié)量可通過虛擬電廠運(yùn)營商參與。
山西
虛擬電廠（聚合商）為售電公司或者批發(fā)用戶，目前參與的虛擬電廠皆為售電公司。虛擬電廠運(yùn)營商在交易平臺建立虛擬電廠交易單元，聚合具有調(diào)節(jié)能力的用電企業(yè)。虛擬電廠交易單元以“報(bào)量報(bào)價(jià)”方式參與現(xiàn)貨電能量（日前）市場，通過“負(fù)發(fā)電”模式參與現(xiàn)貨市場出清。
寧夏
虛擬電廠（聚合商）要求為獨(dú)立法人，滿足售電公司注冊和保函要求，以及符合其他技術(shù)要求。虛擬電廠在交易平臺建立發(fā)電單元和用電單元，發(fā)電單元聚合電源資源（分布式光伏、獨(dú)立儲能等）；用電單元聚合市場化用戶。虛擬電廠參與中長期電能量市場，購電通過用電單元交易，發(fā)電通過發(fā)電單元交易。
浙江
虛擬電廠（聚合商）要求為獨(dú)立法人，聚合商通過聚合用戶戶號參與，具備至少5兆瓦的調(diào)節(jié)能力。2023年常態(tài)化開展了填谷調(diào)峰和削峰調(diào)峰輔助服務(wù)，累計(jì)開展了70余場。對于同一電力用戶，可通過售電公司參與電能量交易，并通過虛擬電廠（聚合商）參與調(diào)峰輔助服務(wù)。
2.虛擬電廠參與市場需解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題
關(guān)鍵問題一：虛擬電廠（聚合商）是什么樣的主體？
根據(jù)目前的《電力市場注冊基本規(guī)則》，虛擬電廠是類似于發(fā)電企業(yè)和售電公司的市場主體。嚴(yán)格來說，“虛擬電廠”是聚合各類資源實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能的技術(shù)手段的總稱，使用“聚合商”作為名稱更為合適。聚合商可以采用虛擬電廠的技術(shù)，也可以使用其他技術(shù)手段，達(dá)到聚合調(diào)節(jié)資源的目的。
關(guān)鍵問題二：虛擬電廠（聚合商）和售電公司是什么關(guān)系？
市場起步階段，根據(jù)《電力市場注冊基本規(guī)則》規(guī)定，同一經(jīng)營主體僅能被一家售電公司或聚合商代理參與市場，即不允許同一經(jīng)營主體被一家售電公司代理參與電能量市場，同時(shí)被另一家聚合商代理參與輔助服務(wù)等調(diào)節(jié)市場。為促進(jìn)市場競爭，培育和發(fā)展新型主體，建議未來允許新型主體更加靈活地參與不同市場的各類交易品種。
關(guān)鍵問題三：市場運(yùn)營機(jī)構(gòu)應(yīng)該如何聚合管理分布式資源？
分布式資源應(yīng)先聚合成一個(gè)虛擬的機(jī)組（即聚合單元），并以聚合單元作為參與市場交易的界面，是以用戶戶號為基本單位進(jìn)行聚合，還是直接聚合到用戶表后的下一級資源（資產(chǎn)）？分布式資源（戶號）下的具體資產(chǎn)是否需要在交易平臺登記，需建立怎樣的登記流程？
關(guān)鍵問題四：聚合商參與什么市場和哪些品種？
聚合商代理分布式資源是參與市場的標(biāo)準(zhǔn)交易產(chǎn)品，還是需要針對其專門設(shè)計(jì)交易品種？對于不同的交易品種，聚合商（分布式資源）在通信、控制、計(jì)量等方面，應(yīng)滿足哪些要求，以保證其可觀、可測、可控、可計(jì)量和可結(jié)算？
3.國外分布式資源參與市場方式
（1）FERC2222法案推動分布式資源參與市場
為應(yīng)對分布式資源（DER）參與市場的需求，推動電力市場的公平競爭和創(chuàng)新發(fā)展，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）于2020年9月頒布了第2222號法案，主要內(nèi)容包括：一是要求市場運(yùn)營商（ISO）和區(qū)域傳輸組織（RTO）修改市場規(guī)則，消除分布式資源（DER）參與市場的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)障礙；二是確保分布式資源（DER）在市場中享有與傳統(tǒng)發(fā)電資源同等的市場準(zhǔn)入待遇；三是要求制定和實(shí)施新的市場規(guī)則，允許分布式資源（DER）參加輔助服務(wù)、負(fù)荷削減等交易；四是強(qiáng)調(diào)建立市場運(yùn)營商（ISO）與輸配電系統(tǒng)運(yùn)營商（RTO、DSO）之間的協(xié)調(diào)機(jī)制，確保分布式資源（DER）參與市場的管理和調(diào)度。
（2）分布式資源聚合管理方式
美國加州（CAISO）以及紐約州（NYISO）的市場規(guī)則率先于2022年6月獲得FERC審批通過，待修訂后實(shí)施。
以NYISO為例，分布式資源（DER）通過聚合方式參與批發(fā)市場交易，從上到下包括4個(gè)層級：聚合商（Aggregator）、聚合單元（Aggregation）、分布式資源（DER）以及組成分布式資源的資產(chǎn)（Asset）。其中聚合商是市場主體，聚合單元是市場申報(bào)和結(jié)算的基本單元，分布式資源是組成聚合單元的具體資源，且分布式資源由若干資產(chǎn)組成。
圖：美國紐約州（NYISO）分布式資源（DER）聚合參與市場交易框架
來源：New York ISO
聚合商（Aggregator）應(yīng)首先注冊為NYISO的市場主體，參與批發(fā)市場交易。聚合商負(fù)責(zé)聚合單元的注冊、分布式資源（資產(chǎn)）注冊、申報(bào)、執(zhí)行調(diào)度指令、提交計(jì)量數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的市場結(jié)算。一個(gè)聚合商可登記注冊多個(gè)聚合單元。
聚合單元（Aggregation）是由分布式資源（DER）組合成的單一實(shí)體。聚合單元需要滿足100千瓦的最小報(bào)量要求，以及滿足至少1小時(shí)的100千瓦發(fā)電、用電和負(fù)荷削減要求。聚合單元有3種類型：一是單一資源類，只包含分布式光伏、分布式風(fēng)電、儲能等其中一種資源；二是混合類，可包括多種分布式資源；三是負(fù)荷資源類，僅包括負(fù)荷可調(diào)節(jié)資源。一個(gè)聚合單元只能包含位于同一輸電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)下的分布式資源（DER）。聚合單元應(yīng)具備與NYISO之間的秒級遙測通信能力。
聚合單元是分布式資源參與市場機(jī)制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是分布式資源與批發(fā)市場的接口和界面。對市場運(yùn)營商來說，聚合單元大大簡化了其整合分布式資源參與批發(fā)市場的復(fù)雜度。聚合單元和傳統(tǒng)機(jī)組一樣，還需要滿足通信遙測、計(jì)量、控制、調(diào)度等要求。
若干個(gè)分布式資源（DER）組成聚合單元（Aggregation）。分布式資源設(shè)施（DER）以獨(dú)立計(jì)量的用戶戶號為單位，包括其表后的分布式電源（光伏、風(fēng)電）、小型發(fā)電機(jī)、儲能、負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源（資產(chǎn)）等。一個(gè)分布式資源（設(shè)施）必須位于一個(gè)獨(dú)立的物理位置，且其所聚合的資產(chǎn)必須位于同一個(gè)電網(wǎng)接入點(diǎn)后。每個(gè)分布式資源必須具備獨(dú)立的戶號和計(jì)量設(shè)施。每個(gè)分布式資源（DER）的最大發(fā)電能力不超過20兆瓦。每個(gè)分布式資源應(yīng)分別具備至少10千瓦的發(fā)電、用電和負(fù)荷削減能力，且每個(gè)分布式資源（DER）應(yīng)具備發(fā)電、用電和負(fù)荷削減3個(gè)通道的計(jì)量能力。分布式資源（DER）3個(gè)通道的計(jì)量數(shù)據(jù)匯總成聚合單元的3個(gè)通道的計(jì)量數(shù)據(jù)，用作針對聚合單元的市場結(jié)算。
分布式資產(chǎn)（Asset）是組成分布式資源（DER）表后的具體設(shè)備。一個(gè)分布式資源可由一個(gè)或多個(gè)分布式資產(chǎn)組成，可以是同一分布式資源（DER）內(nèi)的不同發(fā)用電設(shè)備，且位于同一分布式資源的戶表和計(jì)量裝置后。舉例來說，一個(gè)工商業(yè)用戶，在其用戶表后既有生產(chǎn)用電設(shè)備，也可能有分布式光伏、用戶側(cè)儲能等設(shè)備。該工商業(yè)用戶是一個(gè)分布式資源（DER），其用電設(shè)備、光伏和儲能是3個(gè)不同的分布式資產(chǎn)。
（3）分布式資源參與的交易品種
在NYISO，聚合商可參與現(xiàn)貨電能量市場（日前和實(shí)時(shí)）、輔助服務(wù)市場和容量市場。電能量日前市場和實(shí)時(shí)市場中，聚合商作為市場主體參與報(bào)量報(bào)價(jià)，以聚合單元為基本單位進(jìn)行市場申報(bào)和調(diào)度。輔助服務(wù)市場中，聚合商以聚合單元為基本單位提供調(diào)頻和備用服務(wù)（包括旋轉(zhuǎn)備用、10分鐘非同步備用和30分鐘備用）。除了電能量和輔助服務(wù)市場，聚合商也可以通過聚合單元參與容量市場，容量市場中聚合單元應(yīng)至少具備100千瓦的最低能力，且滿足NYISO的容量測試要求。
（4）通信和控制要求
聚合商（聚合單元）和NYISO之間需要具備雙向通信和調(diào)度控制條件。一方面，聚合商收集每個(gè)分布式資源（DER）的實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)，匯集形成聚合單元的遙測數(shù)據(jù)，發(fā)給NYISO，實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)分為4個(gè)通道，包括發(fā)電、用電、負(fù)荷削減以及上述3個(gè)通道的匯總數(shù)據(jù)。另一方面，每個(gè)聚合單元應(yīng)具備接收NYISO實(shí)時(shí)下發(fā)的6秒間隔出力指令的能力，且每個(gè)分布式資源（DER）應(yīng)能協(xié)同響應(yīng)聚合單元收到的出力指令。聚合單元在注冊的過程中，應(yīng)滿足上述通信測試的各項(xiàng)要求。
（5）計(jì)量和結(jié)算
聚合單元是市場計(jì)量和結(jié)算的基本單位。NYISO根據(jù)聚合單元在每個(gè)市場的申報(bào)、出清和計(jì)量情況，以及相應(yīng)交易產(chǎn)品的結(jié)算規(guī)則出具聚合單元的結(jié)算情況。交易產(chǎn)品包括電能量（日前和實(shí)時(shí)）、輔助服務(wù)、容量市場、負(fù)荷響應(yīng)等。每個(gè)聚合單元的計(jì)量數(shù)據(jù)包括發(fā)電、用電、以及負(fù)荷削減3個(gè)通道的計(jì)量數(shù)據(jù)。聚合單元的計(jì)量數(shù)據(jù)由組成該聚合單元的每個(gè)分布式資源（DER）的3個(gè)通道（發(fā)電、用電和負(fù)荷削減）的計(jì)量數(shù)據(jù)匯集而成。
4.啟示和建議
建立虛擬電廠等新型主體參與市場方式的頂層設(shè)計(jì)，包括在國家層面出臺虛擬電廠（聚合商）注冊和交易管理細(xì)則，明確分布式資源聚合參與市場的基本架構(gòu)，明確分布式資源參與市場的交易品種以及相應(yīng)的通信計(jì)量要求等。具體如下：
出臺虛擬電廠（聚合商）注冊和交易管理細(xì)則。在《電力市場注冊基本規(guī)則》明確新型經(jīng)營主體參與市場注冊基本要求的基礎(chǔ)上，建議國家在虛擬電廠（聚合商）參與市場方面出臺專門的注冊和交易管理辦法，從分布式資源聚合管理方式、參與市場基本單元、市場品種、調(diào)度控制、通信計(jì)量等方面進(jìn)一步明確各類分布式資源聚合參與市場的規(guī)定，作為對《電力市場注冊基本規(guī)則》的補(bǔ)充，促進(jìn)全國統(tǒng)一電力市場和新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
明確分布式資源參與市場的管理架構(gòu)。建立由聚合商、聚合單元、分布式資源、分布式資產(chǎn)組成的4層級分布式資源管理架構(gòu)，包括代理分布式資源參與市場的市場主體（聚合商）、市場申報(bào)和結(jié)算的基本單元（聚合單元）、資源聚合的基本單位（戶號）以及分布式資源管理的最小顆粒度（戶號下的若干資產(chǎn)）等。
明確聚合單元作為參與市場的基本單元。聚合單元是分布式資源聚合參與市場交易申報(bào)、調(diào)度、計(jì)量和結(jié)算的基本單元。聚合單元作為虛擬的機(jī)組，是分布式資源和市場之間的交界面，大大簡化了對分布式資源參與市場全流程的管理。聚合單元是參與電能量、輔助服務(wù)和未來容量市場的基本單元。聚合單元應(yīng)根據(jù)其資源情況細(xì)分為單一類、混合類和負(fù)荷類等不同類型。一個(gè)聚合單元應(yīng)僅包含一個(gè)輸電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)下的分布式資源。
明確用戶戶號作為分布式資源聚合管理的基本單位。以具備獨(dú)立計(jì)量的用戶戶號作為分布式資源參與聚合的基本單位，建立分布式資源聚合形成聚合單元的注冊管理流程，包括多個(gè)用戶戶號聚合形成聚合單元的流程，以及同一戶號下具體資產(chǎn)的注冊登記要求。
明確虛擬電廠等新型主體參與的市場和品種。虛擬電廠（聚合商）應(yīng)該通過聚合單元，作為虛擬的機(jī)組，與其他傳統(tǒng)資源的機(jī)組一樣，參與以現(xiàn)貨市場為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)市場交易品種，包括電能量中長期市場、現(xiàn)貨日前和實(shí)時(shí)市場，輔助服務(wù)調(diào)頻和備用市場，以及未來的容量市場和負(fù)荷側(cè)響應(yīng)等市場，并不需要針對虛擬電廠參與市場進(jìn)行專門的創(chuàng)新交易產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證市場的整體性。
明確虛擬電廠等新型主體參與市場的計(jì)量和通信控制要求。在《電力市場注冊基本規(guī)則》的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確對虛擬電廠（聚合商）下設(shè)的聚合單元和組成聚合單元的用戶戶號（設(shè)施）的計(jì)量和通信控制要求，聚合單元和用戶戶號（設(shè)施）具備發(fā)電、用電和負(fù)荷削減3個(gè)通道的計(jì)量能力，聚合商（聚合單元）和市場運(yùn)營機(jī)構(gòu)之間應(yīng)可實(shí)現(xiàn)秒級響應(yīng)遙測和雙向通信，具備實(shí)時(shí)接收和響應(yīng)調(diào)度指令的能力。
