中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在電力需求持續(xù)攀升、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型加速的背景下，虛擬電廠作為新興的電力調(diào)控與管理模式，正逐漸從概念走向現(xiàn)實(shí)，參與需求側(cè)管理，聚合分布式電源，成為新型電力系統(tǒng)向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化轉(zhuǎn)變中的重要一環(huán)。
今年以來(lái)，國(guó)家層面支持政策頻頻發(fā)力，各省市也正加速在虛擬電廠領(lǐng)域的布局，各種類型的項(xiàng)目也正在加速投建。
據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)不完全統(tǒng)計(jì)，2024 年1-10月全國(guó)共11個(gè)參與虛擬電廠調(diào)度的儲(chǔ)能電站項(xiàng)目新增并網(wǎng)，總規(guī)模19.375MW/40.487MWh，主要分布在浙江、江蘇、廣東、安徽、吉林等省份。
其中規(guī)模最大的是中廣核浙江寧波東方電纜園區(qū)虛擬電廠儲(chǔ)能系統(tǒng)，該項(xiàng)目也是國(guó)內(nèi)首個(gè)全綠電供應(yīng)虛擬電廠項(xiàng)目，通過(guò)整合光伏、儲(chǔ)能、充電樁等靈活性資源，可解決園區(qū)80%的日常用電需求。
多個(gè)國(guó)家重磅政策出臺(tái)
虛擬電廠并非傳統(tǒng)意義上真實(shí)存在的電廠，而是通過(guò)先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車、充電樁等分布式能源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力供需平衡，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。
隨著“雙碳”目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，清潔能源發(fā)電比例持續(xù)提升，電力系統(tǒng)“雙高”(指高比例可再生能源和高比“雙峰”(指電力網(wǎng)絡(luò)例電力電子裝備)夏、冬季負(fù)荷高峰)特征愈發(fā)凸顯，無(wú)論是供給側(cè)的電力生產(chǎn)，還是用電側(cè)的電力需求都有著越來(lái)越大的隨機(jī)性，電網(wǎng)運(yùn)行中的不確定因素大幅增加。
通過(guò)虛擬電廠，可以破解綠色能源消納難題，釋放分布式資源可調(diào)節(jié)潛力，打造“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)'高效互動(dòng)的新型電力系統(tǒng)，減少電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段壓力。
作為一種新興模式，虛擬電廠在我國(guó)目前尚處于初步發(fā)展階段，近年來(lái)，國(guó)家及地方政府相繼出臺(tái)了一系列政策措施，以推動(dòng)虛擬電廠的建設(shè)與發(fā)展。
進(jìn)入2024年以后，國(guó)家層面對(duì)于虛擬電廠方面的政策支持力度明顯加大。
1月，國(guó)家能源局《2024年能源監(jiān)管工作要點(diǎn)》明確，將虛擬電廠、負(fù)荷聚合商等新型主體引入電力市場(chǎng)，引導(dǎo)虛擬電廠等新型主體參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)；《關(guān)于加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰儲(chǔ)能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》要求，源網(wǎng)荷各側(cè)調(diào)節(jié)資源和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合單元、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠等主體的獨(dú)立市場(chǎng)地位，建立虛擬電廠等主體涉網(wǎng)及運(yùn)行調(diào)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3月，國(guó)家能源局發(fā)布的《2024年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》要求，探索推廣虛擬電廠等新技術(shù)，推動(dòng)能源新技術(shù)應(yīng)用示范，加強(qiáng)能源數(shù)字化智能化核心技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用示范。
5月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2024-2025年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》要求，積極發(fā)展抽水蓄能、新型儲(chǔ)能，大力發(fā)展微電網(wǎng)、虛擬電廠、車網(wǎng)互動(dòng)等新技術(shù)新模式。
6月起施行的《電力市場(chǎng)監(jiān)管辦法》，明確新增虛擬電廠作為電力交易主體，這將為可控負(fù)荷、新型儲(chǔ)能、分布式新能源等靈活性資源提供進(jìn)入市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，充分激發(fā)和釋放用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)電力市場(chǎng)的多元化和效率提升。
7月，國(guó)家發(fā)改委等印發(fā)的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》明確，結(jié)合電力保供、新能源發(fā)展等需求，利用當(dāng)?shù)卦春蓛?chǔ)資源，建設(shè)一批虛擬電廠，建立健全虛擬電廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善虛擬電廠的市場(chǎng)準(zhǔn)入、安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和交易規(guī)則，常態(tài)化參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，提升電力保供和新能源就地消納能力。
9月，國(guó)家能源局組織編制的《電力市場(chǎng)注冊(cè)基本規(guī)則》（以下簡(jiǎn)稱《注冊(cè)規(guī)則》）中，明確虛擬電廠可作為經(jīng)營(yíng)主體參與電力市場(chǎng)交易，確立了虛擬電廠在電力市場(chǎng)中的合法地位，也為虛擬電廠在市場(chǎng)準(zhǔn)入、運(yùn)營(yíng)管理、技術(shù)創(chuàng)新、盈利空間等方面提供了明確的方向和規(guī)范指引。
十余個(gè)省份加快布局
目前，虛擬電廠在我國(guó)主要處于邀約型階段，電力市場(chǎng)化改革為虛擬電廠提供了廣闊的盈利空間，現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)將成為虛擬電廠的主要盈利點(diǎn)。
作為第一批電力現(xiàn)貨試點(diǎn)省份，山西已“轉(zhuǎn)正”運(yùn)行，虛擬電廠也參與其中，進(jìn)入現(xiàn)貨市場(chǎng)意味著中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)等需求響應(yīng)模式替代了山西省虛擬電廠原本單一的需求響應(yīng)模式，價(jià)格信號(hào)市場(chǎng)引導(dǎo)替代了原有的政府補(bǔ)貼激勵(lì)方式，為虛擬電廠商業(yè)模式可持續(xù)、多元化開(kāi)辟了道路。
目前，國(guó)網(wǎng)山西電力公司現(xiàn)已完成23家虛擬電廠的建設(shè)方案評(píng)審，14家虛擬電廠接入虛擬電廠管理服務(wù)平臺(tái)，其中3家支持現(xiàn)貨結(jié)算。
在我國(guó)目前的三大電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，山西、廣東、山東近年來(lái)的現(xiàn)貨市場(chǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)0電價(jià)甚至負(fù)電價(jià)的情況，其中，風(fēng)光資源豐富的山東最為突出，也因此，為加速解決新能源消納的難題，山東省在今年加快完善虛擬電廠方面的政策措施。
1月，山東電力市場(chǎng)規(guī)則征求意見(jiàn)，對(duì)虛擬電廠的概念和規(guī)則進(jìn)行了明確的論述；3月，國(guó)網(wǎng)山東公司上線虛擬電廠運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，可為全省虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商提供接入服務(wù)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)（數(shù)據(jù)）服務(wù)、需求響應(yīng)服務(wù)，為運(yùn)營(yíng)商參與需求響應(yīng)及市場(chǎng)交易等提供支撐；4月，山東電力市場(chǎng)試行規(guī)則正式印發(fā)，對(duì)聚合資源類型、聚合方式提出了相關(guān)要求，明確了虛擬電廠的交易模式和計(jì)量結(jié)算方式，為山東探索開(kāi)展虛擬電廠建設(shè)提供了規(guī)則制度依據(jù)；6月，山東交易中心公示了8家虛擬電廠，標(biāo)志著虛擬電廠從概念走向了應(yīng)用階段。
除此之外，四川、湖南、重慶、湖北、安徽、寧夏、浙江、北京、江蘇蘇州、南京等十余個(gè)省市也在積極推動(dòng)虛擬電廠的發(fā)展，其中一些省市的布局具有里程碑式的意義。
比如，1月份成都市經(jīng)信局印發(fā)文件，明確，到2025年虛擬電廠市場(chǎng)化運(yùn)作模式基本形成，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)施、可調(diào)用電負(fù)荷等能源資源的“應(yīng)接盡接。
5月，湖北黃石市大冶特鋼等8家企業(yè)在磁湖電廠市場(chǎng)化交易發(fā)布會(huì)上簽訂負(fù)荷聚合協(xié)議，正式開(kāi)啟虛擬電廠市場(chǎng)化交易運(yùn)營(yíng)。磁湖電廠是湖北省首家實(shí)體化運(yùn)營(yíng)、率先踏入省內(nèi)電力市場(chǎng)的虛擬電廠。
6月，湖南湘江新區(qū)虛擬電廠上線運(yùn)行，這是湖南省首家實(shí)體運(yùn)行的虛擬電廠。
11月，甘肅省工信廳印發(fā)《甘肅省虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》（簡(jiǎn)稱《方案》），作為全國(guó)首個(gè)省級(jí)層面囊括全交易品種的虛擬電廠專項(xiàng)政策，在高質(zhì)量助推虛擬電廠在甘快速發(fā)展具有重要意義。
《方案》明確了虛擬電廠、虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商和聚合發(fā)、用電戶這三者的概念與關(guān)系，從方案申報(bào)、方案評(píng)審、項(xiàng)目公示、建設(shè)管理、測(cè)試準(zhǔn)入、接入管理幾個(gè)方面對(duì)虛擬電廠建設(shè)全過(guò)程相關(guān)要求進(jìn)行詳細(xì)闡述，為指導(dǎo)和培育虛擬電廠規(guī)范化、常態(tài)化、規(guī)模化、市場(chǎng)化發(fā)展提供政策依據(jù)。
已經(jīng)上線全國(guó)首個(gè)網(wǎng)地一體虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)、國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠管理中心、全國(guó)首套自動(dòng)化虛擬電廠系統(tǒng)的廣東省在山西、山東等省份試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，于11月重磅出臺(tái)《廣東省虛擬電廠參與電力市場(chǎng)交易實(shí)施方案》，對(duì)虛擬電廠參與各類市場(chǎng)的場(chǎng)景進(jìn)行了系統(tǒng)的思考，形成了較為完善的規(guī)則體系，對(duì)虛擬電廠的發(fā)展具有指引作用。
其中明確，參與電能量市場(chǎng)的虛擬電廠，需大于1MW/1h。參與現(xiàn)貨市場(chǎng)交易時(shí)，虛擬電廠按所在節(jié)點(diǎn)報(bào)量報(bào)價(jià)，全電量參與現(xiàn)貨電能量交易出清。
參與需求響應(yīng)的電廠，需大于5MW/1h。在全省啟動(dòng)日前邀約求響應(yīng)期間，負(fù)荷類虛擬電廠需優(yōu)先參與需求響應(yīng)。
發(fā)展面臨6個(gè)挑戰(zhàn)
隨著分布式能源和可控負(fù)荷的不斷增加、新型電力市場(chǎng)加快建設(shè)、技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬電廠將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景，機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)我國(guó)虛擬電廠2030年有望觸達(dá)1320億元潛在市場(chǎng)空間。
但這個(gè)欣欣向榮的新興技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)。
技術(shù)平臺(tái)研發(fā)成本高，虛擬電廠需整合多種類型的分布式能源和可控負(fù)荷，技術(shù)平臺(tái)研發(fā)成本高、難度大，一些企業(yè)研發(fā)虛擬電廠平臺(tái)投入了大量軟硬件成本，運(yùn)營(yíng)的資源規(guī)模很小，另外，許多工業(yè)生產(chǎn)裝備數(shù)字化、智能化程度不高，信息交互接口和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，難以建立精確的模型，靈活性潛力難以準(zhǔn)確評(píng)估，這就使得大量可控工業(yè)負(fù)荷、樓宇空調(diào)等資源的數(shù)字化程度尚不具備接入虛擬電廠的條件。
因此，如何不斷提升虛擬電廠的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力，將是未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。
“聚而不合”僵局，通信是虛擬電廠對(duì)儲(chǔ)能、分布式電源、充電樁等各類可調(diào)節(jié)資源監(jiān)測(cè)、調(diào)控的重要物理基礎(chǔ)，然而，各類資源間并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)采集、通信和交互的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這使得虛擬電廠難以有效聚合各類資源。
另一方面，用戶調(diào)整用能習(xí)慣所付出的精力、成本，與峰谷價(jià)差所帶來(lái)的收益不對(duì)稱，又缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制，使得虛擬電廠陷入“聚而不合”的僵局。
市場(chǎng)機(jī)制缺失，這是制約虛擬電廠發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。目前，虛擬電廠在市場(chǎng)準(zhǔn)入、市場(chǎng)監(jiān)測(cè)和供求機(jī)制等方面缺乏明確的規(guī)定，一定程度上，限制了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展步伐。
商業(yè)模式單一，虛擬電廠的盈利主要依賴輔助服務(wù)、需求響應(yīng)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，但這些市場(chǎng)尚未完全成熟，導(dǎo)致虛擬電廠面臨盈利模式不穩(wěn)定、持續(xù)盈利能力差等問(wèn)題。
另外，各地虛擬電廠目前多為迎峰度夏期間配套有序用電的應(yīng)急機(jī)制，以試點(diǎn)方式在推進(jìn)，響應(yīng)總量和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)每年更新，尚未形成成熟穩(wěn)定的盈利模式，持續(xù)盈利能力較差，無(wú)法提供穩(wěn)定的投資信號(hào)。
運(yùn)營(yíng)權(quán)之爭(zhēng)，虛擬電廠管理平臺(tái)需要更高維度的資源整合，涉及上中下游許多參與主體，但基于收益前景和數(shù)據(jù)安全等方面考量，各方都不太愿意讓渡項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)權(quán)。
政策如何有效落地，當(dāng)前，我國(guó)大部分省份雖已出臺(tái)虛擬電廠的相關(guān)政策，但在具體落實(shí)上存在差異，比如虛擬電廠資質(zhì)獲取困難等。
隨著虛擬電廠市場(chǎng)的不斷發(fā)展，相關(guān)政策法規(guī)需要不斷完善和調(diào)整，以適應(yīng)市場(chǎng)的新變化和新的需求。
國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的啟示
虛擬電廠在歐美等電力市場(chǎng)化國(guó)家起步較早且初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，因此，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)對(duì)于推動(dòng)我國(guó)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定的借鑒意義。
從運(yùn)營(yíng)模式較為成熟的歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，推動(dòng)虛擬電廠發(fā)展主要從一下幾個(gè)方面發(fā)力。
第一、明確的政策法規(guī)。歐美等國(guó)不斷對(duì)虛擬電廠市場(chǎng)角色、準(zhǔn)入門檻、運(yùn)營(yíng)范圍、各方權(quán)責(zé)利等進(jìn)行了明確，對(duì)促進(jìn)虛擬電廠商業(yè)推廣應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用。
比如，歐盟通過(guò)的電力能源行業(yè)著名的基本法《第三組能源法案》，各國(guó)根據(jù)自己的國(guó)情，修訂各國(guó)電力能源行業(yè)相應(yīng)的法律法規(guī)，電力可以在電力批發(fā)和零售市場(chǎng)進(jìn)行公平、公正和公開(kāi)交易，平等競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境促進(jìn)各種模式的虛擬電廠蓬勃成長(zhǎng)。
其中，德國(guó)2014年修訂的《可再生能源法》規(guī)定所有100千瓦以上可再生能源發(fā)電項(xiàng)目必須參與電力市場(chǎng)交易，促使更多分布式項(xiàng)目選擇由虛擬電廠運(yùn)營(yíng)。
美國(guó)2018年發(fā)布2222號(hào)法令，允許儲(chǔ)能和分布式能源聚合體作為競(jìng)標(biāo)實(shí)體參與電力批發(fā)市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)，確定了虛擬電廠的市場(chǎng)主體地位。
第二、多樣化的商業(yè)模式。各國(guó)基于不同市場(chǎng)條件和發(fā)展環(huán)境，探索形成了各自多元化的商業(yè)模式，比如，美國(guó)聚焦負(fù)荷資源聚合調(diào)配，與現(xiàn)貨市場(chǎng)強(qiáng)耦合組織需求響應(yīng)，虛擬電廠按年獲得容量信用價(jià)格，實(shí)際調(diào)用后再獲取一筆補(bǔ)貼。
德國(guó)虛擬電廠主要聚合分布式電源和儲(chǔ)能資源，實(shí)現(xiàn)分布式電源可靠并網(wǎng)和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、平衡市場(chǎng)、可中斷負(fù)荷投標(biāo)和電網(wǎng)阻塞管理。
澳大利亞、日本主要聚合用戶側(cè)電池儲(chǔ)能和靈活負(fù)荷等資源，重點(diǎn)提供電網(wǎng)支撐、尖峰負(fù)荷管理服務(wù)。
第三、完善的市場(chǎng)交易機(jī)制。歐盟電力交易機(jī)構(gòu)主要有期貨、日前現(xiàn)貨和日間現(xiàn)貨三類電力產(chǎn)品。
虛擬電廠主要活躍在日前和日間市場(chǎng)，日間市場(chǎng)交割期短，偏好短時(shí)間內(nèi)能迅速反應(yīng)的靈活性電源，而虛擬電廠的靈活性電源恰好符合日間市場(chǎng)的偏好。除了滿足日間市場(chǎng)需求外，虛擬電廠還可以為TSO提供電力平衡服務(wù)，以解決電力系統(tǒng)可能的即時(shí)失衡及其導(dǎo)致的頻率偏差。
美國(guó)作為全球?qū)嵤┬枨箜憫?yīng)項(xiàng)目最多、種類最齊全的國(guó)家，也是較早開(kāi)展需求側(cè)管理的國(guó)家之一，其需求響應(yīng)的有關(guān)機(jī)制已能夠全面支撐虛擬電廠商業(yè)運(yùn)營(yíng)。此外，美國(guó)加州還將日前市場(chǎng)從15分鐘報(bào)價(jià)縮短到5分鐘，以鼓勵(lì)虛擬電廠等靈活性資源參與。
第四、實(shí)踐推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)形成。歐洲應(yīng)用IEC 62746客戶能源管理系統(tǒng)與電源管理系統(tǒng)之間的系統(tǒng)接口和IEC TS 62939智能電網(wǎng)用戶交互等系列標(biāo)準(zhǔn)，提供了關(guān)于需求側(cè)和電網(wǎng)之間的智能設(shè)備/系統(tǒng)之間信息交換接口的架構(gòu)。
美國(guó)采用了開(kāi)放式自動(dòng)需求響應(yīng)通信規(guī)范，提供開(kāi)放、安全的雙向信息交換模型。
澳大利亞采用AS/NZS4755電氣產(chǎn)品的需求響應(yīng)能力和支持技術(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)，以及能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)發(fā)布的《虛擬電廠可視化指引》，規(guī)范了設(shè)備和各級(jí)平臺(tái)接口功能。
