中國儲能網(wǎng)訊：位于上海市中心的徐家匯氣象站，自1872年建成后一直承擔著上海市的氣象觀測任務(wù)。8月1日至11日，徐家匯站測得的當日最高氣溫均超過37攝氏度，這刷新了該站建站以來連續(xù)酷暑日的最長紀錄。
持續(xù)高溫下，上海電網(wǎng)的最高負荷節(jié)節(jié)攀升，8月2日，上海電網(wǎng)負荷最高達到4030.2萬千瓦，首次突破4000萬千瓦。為了應(yīng)對不斷增加的負荷，國網(wǎng)上海市電力公司在今年迎峰度夏期間組織了25次虛擬電廠削峰實測調(diào)用。在8月7日組織的快速削峰能力的驗證中，全市虛擬電廠貢獻的最大響應(yīng)負荷達到70.43萬千瓦，創(chuàng)下了調(diào)控能力的新紀錄。
上海的能源需求量大，用戶側(cè)資源豐富。從2023年開始，上海市著手發(fā)展虛擬電廠，聚合靈活資源參與需求響應(yīng)，在電力需求高峰時段減少負荷，或在低谷時段增加負荷，協(xié)助電網(wǎng)實現(xiàn)供需平衡。
上海市發(fā)展和改革委員會副主任朱明林認為，上海這樣一個用能總量大、對外依存度高的超大型城市，更加需要發(fā)展虛擬電廠來“聚沙成塔”，有效破解資源瓶頸和保供調(diào)峰矛盾，有力支撐城市能源安全低碳轉(zhuǎn)型。
除了保證本地電力系統(tǒng)安全運行，虛擬電廠還將是全國統(tǒng)一電力市場的重要參與者。在8月初舉行的2024虛擬電廠（上海）高峰論壇上，多位業(yè)內(nèi)人士指出，借助技術(shù)手段、價格機制和商業(yè)模式，上海的虛擬電廠將有望參與到輔助服務(wù)、現(xiàn)貨等更多市場，發(fā)揮優(yōu)化電力資源配置、促進可再生能源消納的作用，并為用戶提供增值服務(wù)。
打通鏈路，參與需求側(cè)響應(yīng)
一個虛擬電廠通常有三層架構(gòu)：電網(wǎng)、聚合商和用戶。電網(wǎng)對虛擬電廠的響應(yīng)進行調(diào)度指令，確保虛擬電廠合規(guī)、安全地接入電力系統(tǒng)；聚合商扮演電網(wǎng)和用戶之間的中介角色，負責聚合和協(xié)調(diào)資源，并將調(diào)度指令轉(zhuǎn)化為操作指令，傳達給用戶；用戶是虛擬電廠“金字塔”的塔底，通過與聚合商平臺進行實時數(shù)據(jù)交互，并根據(jù)聚合商的指令調(diào)整自身的發(fā)電或用電行為，參與輔助服務(wù)市場。
國網(wǎng)上海綜合能源公司是目前上海最大的聚合商。該公司虛擬電廠運行處專責林維莉向記者介紹，上海虛擬電廠的用戶資源包括充換電設(shè)施、用戶側(cè)儲能、工業(yè)用戶、樓宇空調(diào)、分布式三聯(lián)供和數(shù)據(jù)中心。其中，空調(diào)、儲能、充換電資源是參與峰谷調(diào)節(jié)的主力。
國網(wǎng)上海市電力公司電力調(diào)度控制中心副主任朱靖愷以7月9日開展的夏季高峰日內(nèi)頂峰調(diào)用為例指出，從調(diào)用效果來看，能源站、儲能類資源調(diào)控能力較強；樓宇空調(diào)資源存在季節(jié)性差異，夏季調(diào)控效果更為明顯；工業(yè)類資源體量大，可以發(fā)揮壓艙石作用；充電行業(yè)對響應(yīng)價格的敏感度高，在競量競價或參與響應(yīng)時也更為積極。
對于用戶來說，虛擬電廠“盤活”了閑置資源，也帶來了額外收益。
科思創(chuàng)（上海）投資有限公司位于上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)，從2023年12月開始，這家公司通過優(yōu)化液氯生產(chǎn)計劃，總共參與了5次虛擬電廠的資源調(diào)用?？扑紕?chuàng)（上海）投資有限公司采購經(jīng)理潘汀表示，液氯儲罐液位的上升和下降其實就是能源的充放，不僅是液氯，很多化工工藝過程中液體儲罐配合可調(diào)節(jié)生產(chǎn)裝置，都可被視作儲能電池。
蔚來汽車也借助車網(wǎng)互動（V2G）充電樁配合了虛擬電廠的調(diào)度。在8月20日舉辦的“Power UP 2024 蔚來加電日”上，蔚來汽車電源管理副總裁沈斐表示，今年夏季，蔚來有126座換電站參與了上海電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻，減少了6萬多千瓦時的高峰用電負荷。根據(jù)他的測算，借助V2G充電樁，用戶一年最多可從虛擬電廠中獲得1萬元的收益。
除了在本地電力市場參與“削峰填谷”，上海虛擬電廠也開始參與地區(qū)的電力余缺互濟。7月23日，上海9家虛擬電廠參與“上?！不铡被灰祝畲箜憫?yīng)負荷為2.02萬千瓦。國家能源局華東監(jiān)管局市場處處長魏萍對此指出，這是首次通過市場機制實現(xiàn)富余需求側(cè)資源的跨省互濟交易。
上海市虛擬電廠聚合商之一、上海閘電東海電力工程有限公司副廠長黃志堅認為，需要進一步把鏈路打通，這樣聚合起來的資源會更豐富，虛擬電廠也能形成多元化產(chǎn)品，用戶將不僅扮演負荷的角色，而是能夠真正成為能源“產(chǎn)消者”。
擴大規(guī)模，實現(xiàn)“常態(tài)化調(diào)用”
談及上海虛擬電廠下一步發(fā)展目標時，很多人都提到了“常態(tài)化調(diào)用”。
黃志堅認為，常態(tài)化調(diào)用將幫助虛擬電廠實現(xiàn)規(guī)范化、規(guī)模化和市場化發(fā)展。聚合起來的資源會更豐富，就像一個真正的“電廠”一樣，參與到傳統(tǒng)電力批發(fā)側(cè)的市場交易中。
對于如何參與電力市場交易，國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司先進能源技術(shù)中心副主任左娟認為，虛擬電廠能夠作為新興市場主體，參與電力中長期交易以及調(diào)頻等輔助服務(wù)交易。 同時，可適時參與電力現(xiàn)貨市場的日前、日內(nèi)、實時等多時間尺度的競價交易。
上海是全國第二批參與現(xiàn)貨市場的省市之一，國網(wǎng)上海電力公司從2019年起著手研究現(xiàn)貨市場規(guī)則，2022年建立了現(xiàn)貨系統(tǒng)，至今已經(jīng)進行了5次模擬試運行。當前，上海處于結(jié)算試運行前的階段。上海電力交易中心有限公司技術(shù)部主任余濤認為，上海虛擬電廠的發(fā)展?jié)摿艽螅壳霸u估可調(diào)出來的能力大約為400萬千瓦。如果能夠參與現(xiàn)貨市場，虛擬電廠可以生發(fā)更多應(yīng)用場景和收益點。
參與傳統(tǒng)電力批發(fā)側(cè)市場，勢必對虛擬電廠的技術(shù)水平提出更高的要求。華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司數(shù)字能源低碳城市業(yè)務(wù)總經(jīng)理童永智認為，和參與需求響應(yīng)相比，電力中長期和現(xiàn)貨市場的交易頻次更頻繁、決策邏輯更復(fù)雜、對調(diào)節(jié)精度的需求更高、對調(diào)節(jié)能力的要求也更強。
目前，依托“虛擬電廠”國家重點研發(fā)計劃項目，上海市虛擬電廠的市場運營模式得以持續(xù)優(yōu)化。清華大學(xué)康重慶教授及其項目組，就在上海探索了特大城市電網(wǎng)中虛擬電廠的扁平化運營模式。他表示，扁平化是指管控層級得以優(yōu)化精煉，層級少看上去似乎帶來了調(diào)控方式的簡化，但實際上為虛擬電廠的協(xié)同運營帶來了更大的挑戰(zhàn)?？抵貞c認為，這也恰恰是推動虛擬電廠常態(tài)化運營的基礎(chǔ)條件，設(shè)計一個便捷且高效的市場運營框架，才能使聚合商直接參與到電力市場的多元交易品種中，繼而提供不同時序下的調(diào)節(jié)服務(wù)。得益于此，可預(yù)見新型市場主體和交易量將會大幅增加。為適應(yīng)這一變化，交易平臺需要考慮優(yōu)化或調(diào)整出清方式和算法，以滿足虛擬電廠的規(guī)模化、常態(tài)化運營。
對于運營商而言，實現(xiàn)精準調(diào)控是虛擬電廠成功參與電力市場的關(guān)鍵。
林維莉認為，為了滿足現(xiàn)貨市場的技術(shù)要求，運營商需要對每個時點上用戶的具體能力有非常精準的把握?！皩τ诹N不同類型的用戶資源，需要根據(jù)它們的參與積極性、出力效率和程度進行標簽化管理。每個用戶可以帶有多個標簽，通過將這些標簽和評級結(jié)合，我們可以更精準地判斷用戶在響應(yīng)中的表現(xiàn)?！彼f，深化評級和類型細分的管理實踐，將進一步提升虛擬電廠的運營效率和市場響應(yīng)能力。
吸引多元用戶，開發(fā)多種模式
7月10日，上海市發(fā)展改革委發(fā)布了《上海市虛擬電廠高質(zhì)量發(fā)展工作方案》，提出“2024年和2025年全市虛擬電廠調(diào)節(jié)能力分別達到80萬和100萬千瓦?！逦濉陂g，具備年度最大負荷5%左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力，成為電力保供和峰谷調(diào)節(jié)的重要支撐”等目標。
上海市電力行業(yè)協(xié)會會長、國網(wǎng)上海市電力公司董事長、黨委書記梁旭認為，上海需要積極拓展資源，提升聚合調(diào)節(jié)能力，完善體系機制，保障規(guī)范化發(fā)展，立足超大城市，加強市場培育。
形成一個市場，不僅需要吸引更多用戶，也需要開發(fā)更豐富的商業(yè)模式。在目前的六類用戶資源中，數(shù)據(jù)中心被認為仍有潛力可以挖掘。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，幾乎所有的數(shù)據(jù)中心都需要配備發(fā)電機作為備用電源，以保證在主電源失效時能夠持續(xù)運行。如果在每月對發(fā)電機進行校驗時，通過合理規(guī)劃和調(diào)度，將這些發(fā)電機作為虛擬電廠的一部分進行調(diào)用，根據(jù)上海閘電東海電力工程有限公司的統(tǒng)計，以上海的100多家數(shù)據(jù)中心計算，發(fā)電能力可以達到約200萬千瓦。
氫能大巴充電設(shè)施則被認為是另一類可挖掘的本地資源。潘汀以上?；^(qū)氫能班車為例建議，氫能大巴通過V2G技術(shù)與電網(wǎng)互聯(lián)，不僅能有效平衡電網(wǎng)供需，而且具有匹配高峰負荷、快速加注和長時運行等優(yōu)勢。通過調(diào)整氫能班車的運行時間以匹配早高峰期間的電力負荷需求，可以將其作為虛擬電廠的一部分，進而參與電力市場。同時，化工區(qū)的氫氣價格優(yōu)勢進一步提高了這一模式的商業(yè)潛力，為尋找可行的商業(yè)模式提供了更大的可能。
他同時建議，在技術(shù)問題都解決的前提下，需要盡快形成虛擬電廠資源的價格發(fā)現(xiàn)機制。他認為，以快速響應(yīng)為方向，簡化基線設(shè)定，企業(yè)可以借此建立長期穩(wěn)定的市場機制。同時，需要保證一定保底的調(diào)用量，便于企業(yè)根據(jù)該機制制定響應(yīng)策略。
康重慶認為，除了參與調(diào)峰，虛擬電廠也可以通過參與調(diào)頻等其他輔助服務(wù)，獲得更好的綜合收益。“新型電力系統(tǒng)中，新能源帶來的快速短時調(diào)節(jié)需求愈發(fā)顯著。相比能量響應(yīng)，頻率響應(yīng)能力要求非常高。虛擬電廠的快速調(diào)節(jié)服務(wù)，不但拓展了其本身的盈利途徑，也豐富了電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)手段?！彼f。
