中國儲能網訊：虛擬電廠等由各類源網荷儲分布式資源組成的新型主體如何有效參與市場，是構建新型電力系統(tǒng)背景下市場機制建設的關鍵環(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》，在全國范圍內對電力市場經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、智能微電網和電動汽車充電設施等五類新型主體進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上，還需要進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烈，對于完善市場機制的需求也很迫切。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探索階段，依靠市場創(chuàng)新設計、政策補貼、容量租賃等機制運營；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，梳理國內典型省份虛擬電廠參與市場的機制，結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、用戶側儲能、可調節(jié)負荷等資源應聚合起來參與批發(fā)市場，還是開展就近平衡交易？如果聚合參與市場，應聚合成什么樣的基本單元，經過什么樣的流程？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，如輔助服務調峰、負備用、需求側管理等，還是參與基于現(xiàn)貨市場的標準市場，如電能量、輔助服務、容量市場等？是否需要針對某些新型主體設計特定的創(chuàng)新交易品種？對于參與市場應滿足的技術要求，是專門針對某一類主體設置，還是以市場交易品種為準，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險，通過市場機制充分發(fā)揮新型主體的作用，促進新型主體的發(fā)展和新型電力系統(tǒng)建設。
1.各地虛擬電廠參與市場現(xiàn)狀
目前，國內各地特別是現(xiàn)貨市場試點省區(qū)正在加快探索虛擬電廠參與市場的機制。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（含負荷聚合商）注冊參照《售電公司管理辦法》執(zhí)行。同時，多地僅通過交易產品創(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)揮新型主體的調頻、備用等系統(tǒng)調節(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。虛擬電廠機組分為發(fā)電儲能類機組（聚合分布式光伏、分散式風電等發(fā)電類機組或分布式儲能）和負荷類機組，負荷類機組細分為全電量負荷類和調節(jié)量負荷類。虛擬電廠機組主要參與電能量現(xiàn)貨（日前）市場。對負荷類機組，用戶參與電能量交易時，其簽約的售電公司和虛擬電廠運營商應屬于同一法人，即對于全電量負荷類機組，售電公司和虛擬電廠必須是同一家主體；對于調節(jié)量負荷類機組，電能量從可從電網企業(yè)代理購電購買，而調節(jié)量可通過虛擬電廠運營商參與。
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。虛擬電廠運營商在交易平臺建立虛擬電廠交易單元，聚合具有調節(jié)能力的用電企業(yè)。虛擬電廠交易單元以“報量報價”方式參與現(xiàn)貨電能量（日前）市場，通過“負發(fā)電”模式參與現(xiàn)貨市場出清。
寧夏
虛擬電廠（聚合商）要求為獨立法人，滿足售電公司注冊和保函要求，以及符合其他技術要求。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5兆瓦的調節(jié)能力。2023年常態(tài)化開展了填谷調峰和削峰調峰輔助服務，累計開展了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）參與調峰輔助服務。
2.虛擬電廠參與市場需解決的幾個關鍵問題
關鍵問題一：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。嚴格來說，“虛擬電廠”是聚合各類資源實現(xiàn)調節(jié)功能的技術手段的總稱，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，也可以使用其他技術手段，達到聚合調節(jié)資源的目的。
關鍵問題二：虛擬電廠（聚合商）和售電公司是什么關系？
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，即不允許同一經營主體被一家售電公司代理參與電能量市場，同時被另一家聚合商代理參與輔助服務等調節(jié)市場。為促進市場競爭，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。
關鍵問題三：市場運營機構應該如何聚合管理分布式資源？
分布式資源應先聚合成一個虛擬的機組（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行聚合，還是直接聚合到用戶表后的下一級資源（資產）？分布式資源（戶號）下的具體資產是否需要在交易平臺登記，需建立怎樣的登記流程？
關鍵問題四：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準交易產品，還是需要針對其專門設計交易品種？對于不同的交易品種，聚合商（分布式資源）在通信、控制、計量等方面，應滿足哪些要求，以保證其可觀、可測、可控、可計量和可結算？
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，主要內容包括：一是要求市場運營商（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）參與市場的技術和經濟障礙；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入待遇；三是要求制定和實施新的市場規(guī)則，允許分布式資源（DER）參加輔助服務、負荷削減等交易；四是強調建立市場運營商（ISO）與輸配電系統(tǒng)運營商（RTO、DSO）之間的協(xié)調機制，確保分布式資源（DER）參與市場的管理和調度。
（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（Asset）。其中聚合商是市場主體，聚合單元是市場申報和結算的基本單元，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）應首先注冊為NYISO的市場主體，參與批發(fā)市場交易。聚合商負責聚合單元的注冊、分布式資源（資產）注冊、申報、執(zhí)行調度指令、提交計量數(shù)據(jù)以及相應的市場結算。一個聚合商可登記注冊多個聚合單元。
聚合單元（Aggregation）是由分布式資源（DER）組合成的單一實體。聚合單元需要滿足100千瓦的最小報量要求，以及滿足至少1小時的100千瓦發(fā)電、用電和負荷削減要求。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；三是負荷資源類，僅包括負荷可調節(jié)資源。一個聚合單元只能包含位于同一輸電網節(jié)點下的分布式資源（DER）。聚合單元應具備與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制的關鍵環(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)市場的復雜度。聚合單元和傳統(tǒng)機組一樣，還需要滿足通信遙測、計量、控制、調度等要求。
若干個分布式資源（DER）組成聚合單元（Aggregation）。分布式資源設施（DER）以獨立計量的用戶戶號為單位，包括其表后的分布式電源（光伏、風電）、小型發(fā)電機、儲能、負荷側可調節(jié)資源（資產）等。一個分布式資源（設施）必須位于一個獨立的物理位置，且其所聚合的資產必須位于同一個電網接入點后。每個分布式資源必須具備獨立的戶號和計量設施。每個分布式資源（DER）的最大發(fā)電能力不超過20兆瓦。每個分布式資源應分別具備至少10千瓦的發(fā)電、用電和負荷削減能力，且每個分布式資源（DER）應具備發(fā)電、用電和負荷削減3個通道的計量能力。分布式資源（DER）3個通道的計量數(shù)據(jù)匯總成聚合單元的3個通道的計量數(shù)據(jù)，用作針對聚合單元的市場結算。
分布式資產（Asset）是組成分布式資源（DER）表后的具體設備。一個分布式資源可由一個或多個分布式資產組成，可以是同一分布式資源（DER）內的不同發(fā)用電設備，且位于同一分布式資源的戶表和計量裝置后。舉例來說，一個工商業(yè)用戶，在其用戶表后既有生產用電設備，也可能有分布式光伏、用戶側儲能等設備。該工商業(yè)用戶是一個分布式資源（DER），其用電設備、光伏和儲能是3個不同的分布式資產。
（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（日前和實時）、輔助服務市場和容量市場。電能量日前市場和實時市場中，聚合商作為市場主體參與報量報價，以聚合單元為基本單位進行市場申報和調度。輔助服務市場中，聚合商以聚合單元為基本單位提供調頻和備用服務（包括旋轉備用、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度控制條件。一方面，聚合商收集每個分布式資源（DER）的實時遙測數(shù)據(jù)，匯集形成聚合單元的遙測數(shù)據(jù)，發(fā)給NYISO，實時遙測數(shù)據(jù)分為4個通道，包括發(fā)電、用電、負荷削減以及上述3個通道的匯總數(shù)據(jù)。另一方面，每個聚合單元應具備接收NYISO實時下發(fā)的6秒間隔出力指令的能力，且每個分布式資源（DER）應能協(xié)同響應聚合單元收到的出力指令。聚合單元在注冊的過程中，應滿足上述通信測試的各項要求。
（5）計量和結算
聚合單元是市場計量和結算的基本單位。NYISO根據(jù)聚合單元在每個市場的申報、出清和計量情況，以及相應交易產品的結算規(guī)則出具聚合單元的結算情況。交易產品包括電能量（日前和實時）、輔助服務、容量市場、負荷響應等。每個聚合單元的計量數(shù)據(jù)包括發(fā)電、用電、以及負荷削減3個通道的計量數(shù)據(jù)。聚合單元的計量數(shù)據(jù)由組成該聚合單元的每個分布式資源（DER）的3個通道（發(fā)電、用電和負荷削減）的計量數(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計，包括在國家層面出臺虛擬電廠（聚合商）注冊和交易管理細則，明確分布式資源聚合參與市場的基本架構，明確分布式資源參與市場的交易品種以及相應的通信計量要求等。具體如下：
出臺虛擬電廠（聚合商）注冊和交易管理細則。在《電力市場注冊基本規(guī)則》明確新型經營主體參與市場注冊基本要求的基礎上，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、調度控制、通信計量等方面進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》的補充，促進全國統(tǒng)一電力市場和新型電力系統(tǒng)建設。
明確分布式資源參與市場的管理架構。建立由聚合商、聚合單元、分布式資源、分布式資產組成的4層級分布式資源管理架構，包括代理分布式資源參與市場的市場主體（聚合商）、市場申報和結算的基本單元（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）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、調度、計量和結算的基本單元。聚合單元作為虛擬的機組，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、輔助服務和未來容量市場的基本單元。聚合單元應根據(jù)其資源情況細分為單一類、混合類和負荷類等不同類型。一個聚合單元應僅包含一個輸電網節(jié)點下的分布式資源。
明確用戶戶號作為分布式資源聚合管理的基本單位。以具備獨立計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）應該通過聚合單元，作為虛擬的機組，與其他傳統(tǒng)資源的機組一樣，參與以現(xiàn)貨市場為基礎的標準市場交易品種，包括電能量中長期市場、現(xiàn)貨日前和實時市場，輔助服務調頻和備用市場，以及未來的容量市場和負荷側響應等市場，并不需要針對虛擬電廠參與市場進行專門的創(chuàng)新交易產品設計，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量和通信控制要求。在《電力市場注冊基本規(guī)則》的基礎上，進一步明確對虛擬電廠（聚合商）下設的聚合單元和組成聚合單元的用戶戶號（設施）的計量和通信控制要求，聚合單元和用戶戶號（設施）具備發(fā)電、用電和負荷削減3個通道的計量能力，聚合商（聚合單元）和市場運營機構之間應可實現(xiàn)秒級響應遙測和雙向通信，具備實時接收和響應調度指令的能力。
