中國儲能網(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，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”一體化轉(zhuǎn)變中的重要一環(huán)。
今年以來，國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，各種類型的項目也正在加速投建。
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計，2024 年1-10月全國共11個參與虛擬電廠調(diào)度的儲能電站項目新增并網(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)虛擬電廠儲能系統(tǒng)，該項目也是國內(nèi)首個全綠電供應(yīng)虛擬電廠項目，通過整合光伏、儲能、充電樁等靈活性資源，可解決園區(qū)80%的日常用電需求。
多個國家重磅政策出臺
虛擬電廠并非傳統(tǒng)意義上真實存在的電廠，而是通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、充電樁等分布式能源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電力供需平衡，提高電網(wǎng)運行效率和可靠性。
隨著“雙碳”目標的持續(xù)推進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、冬季負荷高峰)特征愈發(fā)凸顯，無論是供給側(cè)的電力生產(chǎn)，還是用電側(cè)的電力需求都有著越來越大的隨機性，電網(wǎng)運行中的不確定因素大幅增加。
通過虛擬電廠，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'高效互動的新型電力系統(tǒng)，減少電網(wǎng)負荷高峰時段壓力。
作為一種新興模式，虛擬電廠在我國目前尚處于初步發(fā)展階段，近年來，國家及地方政府相繼出臺了一系列政策措施，以推動虛擬電廠的建設(shè)與發(fā)展。
進入2024年以后，國家層面對于虛擬電廠方面的政策支持力度明顯加大。
1月，國家能源局《2024年能源監(jiān)管工作要點》明確，將虛擬電廠、負荷聚合商等新型主體引入電力市場，引導(dǎo)虛擬電廠等新型主體參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)；《關(guān)于加強電網(wǎng)調(diào)峰儲能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的指導(dǎo)意見》要求，源網(wǎng)荷各側(cè)調(diào)節(jié)資源和風光儲聯(lián)合單元、負荷聚合商、虛擬電廠等主體的獨立市場地位，建立虛擬電廠等主體涉網(wǎng)及運行調(diào)度技術(shù)標準。
3月，國家能源局發(fā)布的《2024年能源工作指導(dǎo)意見》要求，探索推廣虛擬電廠等新技術(shù)，推動能源新技術(shù)應(yīng)用示范，加強能源數(shù)字化智能化核心技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用示范。
5月，國務(wù)院印發(fā)的《2024-2025年節(jié)能降碳行動方案》要求，積極發(fā)展抽水蓄能、新型儲能，大力發(fā)展微電網(wǎng)、虛擬電廠、車網(wǎng)互動等新技術(shù)新模式。
6月起施行的《電力市場監(jiān)管辦法》，明確新增虛擬電廠作為電力交易主體，這將為可控負荷、新型儲能、分布式新能源等靈活性資源提供進入市場的機會，充分激發(fā)和釋放用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力，促進電力市場的多元化和效率提升。
7月，國家發(fā)改委等印發(fā)的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024—2027年）》明確，結(jié)合電力保供、新能源發(fā)展等需求，利用當?shù)卦春蓛Y源，建設(shè)一批虛擬電廠，建立健全虛擬電廠技術(shù)標準體系，完善虛擬電廠的市場準入、安全運行標準和交易規(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，國家能源局組織編制的《電力市場注冊基本規(guī)則》（以下簡稱《注冊規(guī)則》）中，明確虛擬電廠可作為經(jīng)營主體參與電力市場交易，確立了虛擬電廠在電力市場中的合法地位，也為虛擬電廠在市場準入、運營管理、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。
十余個省份加快布局
目前，虛擬電廠在我國主要處于邀約型階段，電力市場化改革為虛擬電廠提供了廣闊的盈利空間，現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場將成為虛擬電廠的主要盈利點。
作為第一批電力現(xiàn)貨試點省份，山西已“轉(zhuǎn)正”運行，虛擬電廠也參與其中，進入現(xiàn)貨市場意味著中長期、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，價格信號市場引導(dǎo)替代了原有的政府補貼激勵方式，為虛擬電廠商業(yè)模式可持續(xù)、多元化開辟了道路。
目前，國網(wǎng)山西電力公司現(xiàn)已完成23家虛擬電廠的建設(shè)方案評審，14家虛擬電廠接入虛擬電廠管理服務(wù)平臺，其中3家支持現(xiàn)貨結(jié)算。
在我國目前的三大電力現(xiàn)貨市場中，山西、廣東、山東近年來的現(xiàn)貨市場中經(jīng)常出現(xiàn)0電價甚至負電價的情況，其中，風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，山東電力市場規(guī)則征求意見，對虛擬電廠的概念和規(guī)則進行了明確的論述；3月，國網(wǎng)山東公司上線虛擬電廠運營服務(wù)平臺，可為全省虛擬電廠運營商提供接入服務(wù)、運行監(jiān)測（數(shù)據(jù)）服務(wù)、需求響應(yīng)服務(wù)，為運營商參與需求響應(yīng)及市場交易等提供支撐；4月，山東電力市場試行規(guī)則正式印發(fā)，對聚合資源類型、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量結(jié)算方式，為山東探索開展虛擬電廠建設(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、南京等十余個省市也在積極推動虛擬電廠的發(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年虛擬電廠市場化運作模式基本形成，基本實現(xiàn)對分布式電源、儲能設(shè)施、可調(diào)用電負荷等能源資源的“應(yīng)接盡接。
5月，湖北黃石市大冶特鋼等8家企業(yè)在磁湖電廠市場化交易發(fā)布會上簽訂負荷聚合協(xié)議，正式開啟虛擬電廠市場化交易運營。磁湖電廠是湖北省首家實體化運營、率先踏入省內(nèi)電力市場的虛擬電廠。
6月，湖南湘江新區(qū)虛擬電廠上線運行，這是湖南省首家實體運行的虛擬電廠。
11月，甘肅省工信廳印發(fā)《甘肅省虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》（簡稱《方案》），作為全國首個省級層面囊括全交易品種的虛擬電廠專項政策，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、虛擬電廠運營商和聚合發(fā)、用電戶這三者的概念與關(guān)系，從方案申報、方案評審、項目公示、建設(shè)管理、測試準入、接入管理幾個方面對虛擬電廠建設(shè)全過程相關(guān)要求進行詳細闡述，為指導(dǎo)和培育虛擬電廠規(guī)范化、常態(tài)化、規(guī)?；⑹袌龌l(fā)展提供政策依據(jù)。
已經(jīng)上線全國首個網(wǎng)地一體虛擬電廠運營管理平臺、國內(nèi)首家虛擬電廠管理中心、全國首套自動化虛擬電廠系統(tǒng)的廣東省在山西、山東等省份試點的基礎(chǔ)上，于11月重磅出臺《廣東省虛擬電廠參與電力市場交易實施方案》，對虛擬電廠參與各類市場的場景進行了系統(tǒng)的思考，形成了較為完善的規(guī)則體系，對虛擬電廠的發(fā)展具有指引作用。
其中明確，參與電能量市場的虛擬電廠，需大于1MW/1h。參與現(xiàn)貨市場交易時，虛擬電廠按所在節(jié)點報量報價，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。在全省啟動日前邀約求響應(yīng)期間，負荷類虛擬電廠需優(yōu)先參與需求響應(yīng)。
發(fā)展面臨6個挑戰(zhàn)
隨著分布式能源和可控負荷的不斷增加、新型電力市場加快建設(shè)、技術(shù)的不斷進步，虛擬電廠將迎來更加廣闊的發(fā)展前景，機構(gòu)預(yù)計我國虛擬電廠2030年有望觸達1320億元潛在市場空間。
但這個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荷，技術(shù)平臺研發(fā)成本高、難度大，一些企業(yè)研發(fā)虛擬電廠平臺投入了大量軟硬件成本，運營的資源規(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，信息交互接口和標準不統(tǒng)一，難以建立精確的模型，靈活性潛力難以準確評估，這就使得大量可控工業(yè)負荷、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，將是未來發(fā)展的關(guān)鍵。
“聚而不合”僵局，通信是虛擬電廠對儲能、分布式電源、充電樁等各類可調(diào)節(jié)資源監(jiān)測、調(diào)控的重要物理基礎(chǔ)，然而，各類資源間并沒有一個統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)采集、通信和交互的標準協(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)整用能習慣所付出的精力、成本，與峰谷價差所帶來的收益不對稱，又缺乏足夠的經(jīng)濟激勵機制，使得虛擬電廠陷入“聚而不合”的僵局。
市場機制缺失，這是制約虛擬電廠發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。目前，虛擬電廠在市場準入、市場監(jiān)測和供求機制等方面缺乏明確的規(guī)定，一定程度上，限制了這項技術(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，但這些市場尚未完全成熟，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)急機制，以試點方式在推進，響應(yīng)總量和補償標準每年更新，尚未形成成熟穩(wěn)定的盈利模式，持續(xù)盈利能力較差，無法提供穩(wěn)定的投資信號。
運營權(quán)之爭，虛擬電廠管理平臺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目運營權(quán)。
政策如何有效落地，當前，我國大部分省份雖已出臺虛擬電廠的相關(guān)政策，但在具體落實上存在差異，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)市場的新變化和新的需求。
國外經(jīng)驗的啟示
虛擬電廠在歐美等電力市場化國家起步較早且初步實現(xiàn)商業(yè)化運營，因此，借鑒國外經(jīng)驗對于推動我國虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定的借鑒意義。
從運營模式較為成熟的歐盟、美國、日本等國的經(jīng)驗來看，推動虛擬電廠發(fā)展主要從一下幾個方面發(fā)力。
第一、明確的政策法規(guī)。歐美等國不斷對虛擬電廠市場角色、準入門檻、運營范圍、各方權(quán)責利等進行了明確，對促進虛擬電廠商業(yè)推廣應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用。
比如，歐盟通過的電力能源行業(yè)著名的基本法《第三組能源法案》，各國根據(jù)自己的國情，修訂各國電力能源行業(yè)相應(yīng)的法律法規(guī)，電力可以在電力批發(fā)和零售市場進行公平、公正和公開交易，平等競爭的市場環(huán)境促進各種模式的虛擬電廠蓬勃成長。
其中，德國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)電項目必須參與電力市場交易，促使更多分布式項目選擇由虛擬電廠運營。
美國2018年發(fā)布2222號法令，允許儲能和分布式能源聚合體作為競標實體參與電力批發(fā)市場、輔助服務(wù)市場和容量市場，確定了虛擬電廠的市場主體地位。
第二、多樣化的商業(yè)模式。各國基于不同市場條件和發(fā)展環(huán)境，探索形成了各自多元化的商業(yè)模式，比如，美國聚焦負荷資源聚合調(diào)配，與現(xiàn)貨市場強耦合組織需求響應(yīng)，虛擬電廠按年獲得容量信用價格，實際調(diào)用后再獲取一筆補貼。
德國虛擬電廠主要聚合分布式電源和儲能資源，實現(xiàn)分布式電源可靠并網(wǎng)和電力市場運營，參與現(xiàn)貨市場、平衡市場、可中斷負荷投標和電網(wǎng)阻塞管理。
澳大利亞、日本主要聚合用戶側(cè)電池儲能和靈活負荷等資源，重點提供電網(wǎng)支撐、尖峰負荷管理服務(wù)。
第三、完善的市場交易機制。歐盟電力交易機構(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，日間市場交割期短，偏好短時間內(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的偏好。除了滿足日間市場需求外，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)可能的即時失衡及其導(dǎo)致的頻率偏差。
美國作為全球?qū)嵤┬枨箜憫?yīng)項目最多、種類最齊全的國家，也是較早開展需求側(cè)管理的國家之一，其需求響應(yīng)的有關(guān)機制已能夠全面支撐虛擬電廠商業(yè)運營。此外，美國加州還將日前市場從15分鐘報價縮短到5分鐘，以鼓勵虛擬電廠等靈活性資源參與。
第四、實踐推動標準形成。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)用戶交互等系列標準，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)。
美國采用了開放式自動需求響應(yīng)通信規(guī)范，提供開放、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)系列標準，以及能源市場運營機構(gòu)發(fā)布的《虛擬電廠可視化指引》，規(guī)范了設(shè)備和各級平臺接口功能。
