日本虛擬電廠的發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)展望
周 杰
（國(guó)際清潔能源論壇（澳門）秘書長(zhǎng)、武漢新能源研究院研究員）
2019年日本可再生能源發(fā)電占比達(dá)到了18.5%（含水），預(yù)計(jì)可提前完成2030年占比達(dá)到22%~24%的目標(biāo)?？稍偕茉创笠?guī)模增長(zhǎng)和高比例接入對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)可靠性以及電能質(zhì)量帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而虛擬電廠（Virtual Power Plant，簡(jiǎn)稱VPP）不僅可以低成本實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供需平衡，助力解決高比例可再生能源消納問題，還可通過需求響應(yīng)（Demand Response，簡(jiǎn)稱DR）發(fā)揮移峰填谷的作用，同時(shí)還兼具防災(zāi)減災(zāi)的多重效益。因此，隨著數(shù)字化電力技術(shù)進(jìn)步和分布式能源發(fā)展，日本以VPP為生態(tài)的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新模式迅速崛起，VPP商業(yè)化發(fā)展將在2021年之后迎來一個(gè)高光時(shí)期。
一、日本VPP的概念與范疇
虛擬電廠廣泛利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等信息與智能技術(shù)，通過優(yōu)化運(yùn)行控制與市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)多能互補(bǔ)與負(fù)荷側(cè)靈活互動(dòng)，為電網(wǎng)提供電能、調(diào)峰、調(diào)頻、備用等服務(wù)，是能源電力領(lǐng)域迅速實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典型應(yīng)用。但由于各國(guó)電力結(jié)構(gòu)不同和推廣目的不同，VPP的概念與范疇并無統(tǒng)一規(guī)定，原因是各國(guó)VPP定義、側(cè)重點(diǎn)和電力市場(chǎng)環(huán)境有所不同。歐洲大多數(shù)國(guó)家分布式能源較為普及，重點(diǎn)要解決可再生能源消納和電網(wǎng)平衡問題，因此從發(fā)展分布式能源思路更加強(qiáng)調(diào)VPP在輔助市場(chǎng)的功能；而美國(guó)電力需求旺盛，需要建設(shè)大量配套電站作為備用電源，為解決備用電源的經(jīng)濟(jì)性問題，從電源需求側(cè)管理出發(fā)更加強(qiáng)調(diào)DR在容量市場(chǎng)的作用；而日本由于能源短缺，從節(jié)能角度出發(fā)更加重視兩者融合發(fā)展，故要兼顧容量市場(chǎng)與輔助市場(chǎng)。
圖1 日本利用VPP/DR構(gòu)建的ERAB商業(yè)模式
VPP與DR既有聯(lián)系，又有區(qū)別。實(shí)際上VPP是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)聚合分布式電源及其需求側(cè)零散電源，通過需求響應(yīng)方式調(diào)節(jié)電力供給和電網(wǎng)平穩(wěn)的一項(xiàng)技術(shù)。因此，DR是VPP發(fā)展的基礎(chǔ)。如圖1所示，VPP的重點(diǎn)在于增加供給，會(huì)產(chǎn)生逆向潮流現(xiàn)象；DR則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)削減負(fù)荷，不會(huì)發(fā)生逆向潮流現(xiàn)象，是否會(huì)造成電力系統(tǒng)產(chǎn)生逆向潮流是VPP和DR兩者最主要區(qū)別之一。日本將狹義上的VPP范疇定義為需求側(cè)分散電源（Demand Side Resource，簡(jiǎn)稱DSR）和分布式電源（Distributed Energy Resources，簡(jiǎn)稱DER），DSR包括需求側(cè)的發(fā)電、儲(chǔ)能和用電設(shè)備，DER則包括可直接并網(wǎng)的可再生能源發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置，兩者統(tǒng)稱為“虛擬發(fā)電電廠”，而廣義上的VPP范疇還包括被稱之為“虛擬節(jié)電電廠”的激勵(lì)協(xié)議型DR。
“需求響應(yīng)”主要分為價(jià)格誘導(dǎo)型和激勵(lì)協(xié)議型兩種類型。以分時(shí)電價(jià)、尖峰電價(jià)等為主的傳統(tǒng)價(jià)格誘導(dǎo)型DR并不在VPP范疇之列。盡管其操作簡(jiǎn)單，用戶比較容易操控，但節(jié)能只能任憑用戶的自覺行為，隨意性很強(qiáng)、實(shí)際效果并不佳，日本各種數(shù)據(jù)表明尖峰時(shí)間的用電負(fù)荷并不會(huì)通過價(jià)格調(diào)節(jié)減少，而且還往往很難做到快速響應(yīng)。而激勵(lì)協(xié)議型的新型DR完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)控，在電力供應(yīng)緊張時(shí)，自動(dòng)向用戶發(fā)出削減負(fù)荷的DR信號(hào)，居民或企業(yè)等用戶自動(dòng)接收DR信號(hào)，通過自己的能量管理系統(tǒng)控制調(diào)整用電，并對(duì)DR結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行報(bào)告。新型DR能夠?qū)崿F(xiàn)迅速、高效和精準(zhǔn)的電力實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控，能有效解決電力供給側(cè)可再生能源發(fā)電帶來的巨大不確定性，因而被列入廣義VPP的范疇。
日本將廣義VPP的概念和范疇定義為ERAB（Energy Resource Aggregation Business）商業(yè)模式。ERAB商業(yè)模式主要有三大類交易產(chǎn)品：為售電企業(yè)提供“正瓦特”，為售電企業(yè)提供“負(fù)瓦特”，為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商提供“正瓦特或負(fù)瓦特”。VPP具有提供電力供給、備用服務(wù)和平衡服務(wù)三大基本功能，并分別在批發(fā)市場(chǎng)、容量市場(chǎng)和輔助市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。
VPP的分布式電源主要包括如下幾類：（1）發(fā)電設(shè)備，包括屋頂光伏、燃料電池、自備電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電設(shè)備等；（2）儲(chǔ)能設(shè)備，包括家用蓄電池、車載蓄電池、固定式蓄電池、冷藏冷凍倉(cāng)庫、熱泵、蓄熱空調(diào)、電子熱水器等；（3）節(jié)電設(shè)備，包括空調(diào)和照明設(shè)備等。日本推廣VPP/DR的重點(diǎn)集中在居民住宅、辦公大樓、工廠、商業(yè)設(shè)施、學(xué)校、醫(yī)院等公用事業(yè)部門以及電動(dòng)汽車等七大領(lǐng)域，“光伏+儲(chǔ)能”為主要形式。據(jù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省推算，到2030年日本VPP可利用的分布式電源裝機(jī)容量將達(dá)到3770萬千瓦，相當(dāng)于37座百萬千瓦級(jí)大型火電廠。因此，日本VPP/DR商業(yè)化規(guī)模潛力巨大。
二、VPP技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
（一）“負(fù)荷集成商”成為VPP市場(chǎng)的主體
面對(duì)分布式能源體系的普及和擴(kuò)張的新形勢(shì)，電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和商業(yè)模式正在不斷變革。VPP市場(chǎng)興起就是這種變革的體現(xiàn)，因而電力市場(chǎng)誕生了“負(fù)荷集成”新業(yè)態(tài)。日本VPP負(fù)荷集成商一般分為兩類，一是負(fù)荷集成調(diào)度商（Aggregation Coordinator，簡(jiǎn)稱AC），與系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、售電企業(yè)和可再生能源發(fā)電企業(yè)直接進(jìn)行交易，提供需求側(cè)負(fù)荷的集成調(diào)度服務(wù)；二是負(fù)荷集成代理商（Resource Aggregator，簡(jiǎn)稱RA）與居民住宅和工廠等需求側(cè)用戶直接簽訂VPP服務(wù)協(xié)議，負(fù)責(zé)聚合用戶的各類負(fù)荷，兩者兼而有之也屢見不鮮。
負(fù)荷集成商通過聚合調(diào)控分散式電源獲取市場(chǎng)利益，為售電企業(yè)提供電力供給和電網(wǎng)平衡服務(wù)；為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商提供系統(tǒng)平衡、備用以及保障電力質(zhì)量服務(wù)；為可再生能源發(fā)電提供富余電力消納服務(wù)；為需求側(cè)用戶提供能源管理服務(wù)。
（二）數(shù)字通信技術(shù)與響應(yīng)速度是支撐VPP商業(yè)化發(fā)展的技術(shù)要因
日本從2011年至2014年在橫濱、豐田、京阪奈學(xué)研（京阪奈學(xué)研位于橫跨京都、大阪、奈良3府縣的文化和學(xué)術(shù)研究基地）、北九州建立了四個(gè)智慧能源城市示范工程，當(dāng)時(shí)DR技術(shù)并未得到特別重視，只在單點(diǎn)上測(cè)試了DR技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，但測(cè)試發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意外結(jié)果：響應(yīng)時(shí)間最快可達(dá)到10分鐘左右，500個(gè)測(cè)試用戶響應(yīng)量竟達(dá)到11萬千瓦，相當(dāng)于一座較小規(guī)模電站的容量。于是，日本開始高度重視DR技術(shù)開發(fā)和推廣應(yīng)用。
2015年6月，日本政府出臺(tái)了“日本再興戰(zhàn)略（2015）”，首次明確提出推廣VPP政策。2016年4月，《能源革新戰(zhàn)略》又進(jìn)一步提出了推動(dòng)VPP技術(shù)開發(fā)的示范項(xiàng)目計(jì)劃（2016-2020），該計(jì)劃的政府補(bǔ)助金額從2016年度的26.5億日元提高到2020年度的70億日元，并計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)VPP商業(yè)化目標(biāo)。因此，今年是日本VPP技術(shù)開發(fā)示范項(xiàng)目的收官之年，近五年來，日本VPP技術(shù)研發(fā)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和成效。
1.驗(yàn)證了50兆瓦以上虛擬電廠技術(shù)的可靠性。制定了OpenADR 2.0b（負(fù)荷集成商與用戶）、ECHONET Lite（用戶與機(jī)器）等通信技術(shù)規(guī)范和相關(guān)接口標(biāo)準(zhǔn)。目前通信協(xié)議常用的有廣為普及的互聯(lián)網(wǎng)HTTPS協(xié)議，也有應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的MQTT協(xié)議以及應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的Modbus協(xié)議，正在推進(jìn)新的節(jié)能型LPWA無線通信協(xié)議。
2.加快DR響應(yīng)時(shí)間的技術(shù)開發(fā)。示范項(xiàng)目計(jì)劃設(shè)定了各類需求響應(yīng)時(shí)間目標(biāo)，快速響應(yīng)須在5分鐘內(nèi)完成，平衡需求響應(yīng)須在15~30分鐘內(nèi)完成，備用需求響應(yīng)須在1~3個(gè)小時(shí)內(nèi)完成。目前日本已經(jīng)完成了DR的小時(shí)級(jí)和分鐘級(jí)需求側(cè)響應(yīng)的可靠性試驗(yàn)，正在進(jìn)行秒級(jí)需求側(cè)響應(yīng)的測(cè)試。
3.開發(fā)電動(dòng)汽車車載蓄電池群的調(diào)控技術(shù)。V2G是利用車載電池充放電滿足電力系統(tǒng)需求的一項(xiàng)技術(shù)，是VPP最具市場(chǎng)前景的技術(shù)之一。2019年度東京電力公司聚合了59臺(tái)EV/PHEV，成功地實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車蓄電池群如何通過充放電與電網(wǎng)融通的技術(shù)應(yīng)用。目前正在開發(fā)基于電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)定價(jià)充電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的有序充電和削峰填谷效應(yīng)。
4.聚合大規(guī)模儲(chǔ)能裝置，積極開發(fā)電轉(zhuǎn)氣技術(shù)（P2G），以擴(kuò)大光伏、風(fēng)電消納。2019年度關(guān)西電力公司聚合了1萬臺(tái)蓄電池，成功地實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)充放電的遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制，首次檢驗(yàn)了大規(guī)模蓄電池群參與可再生能源調(diào)頻的有效性。
5.開發(fā)家用燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)等分布式電源的聚合優(yōu)化調(diào)控技術(shù)。2020年度大阪燃?xì)夤揪酆?500臺(tái)搭載IoT系統(tǒng)的家用燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)參與VPP技術(shù)開發(fā)實(shí)驗(yàn)，而東京燃?xì)夤緞t整合“光伏+燃?xì)?蓄電池”，驗(yàn)證如何精準(zhǔn)遠(yuǎn)程調(diào)控分散電源，以及VPP系統(tǒng)的安全可靠性和逆向潮流的計(jì)量方法等項(xiàng)目。
（三）經(jīng)濟(jì)性是影響VPP/DR規(guī)?；l(fā)展的首要原因
隨著電力市場(chǎng)自由化改革的深入，從2017年度開始起，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商采購(gòu)調(diào)節(jié)電源實(shí)行公開競(jìng)標(biāo)制度，調(diào)節(jié)競(jìng)價(jià)市場(chǎng)是VPP參與競(jìng)標(biāo)的主要平臺(tái)。如圖2所示，日本調(diào)節(jié)電源分為三類：電源Ⅰ為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商用于實(shí)時(shí)平衡的調(diào)節(jié)電源，電源側(cè)同時(shí)收取裝機(jī)容量費(fèi)和度電費(fèi)。其中電源Ⅰ-a的響應(yīng)時(shí)間限定5分鐘內(nèi)，須具備調(diào)頻功能；電源Ⅰ-b響應(yīng)時(shí)間為15分鐘內(nèi)，非調(diào)頻電源；電源Ⅰ'為冬夏兩季峰荷備用電源（削峰型DR）；電源Ⅱ?yàn)槭垭娖髽I(yè)可在線調(diào)度的調(diào)節(jié)電源，電源側(cè)僅計(jì)量收費(fèi)；電源Ⅲ為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商不可在線調(diào)度的調(diào)節(jié)電源。
圖2 削峰型DR參與調(diào)節(jié)電源競(jìng)標(biāo)的坐標(biāo)位置
2017年度系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商調(diào)節(jié)電源首次實(shí)行公開競(jìng)價(jià)招標(biāo)，電源Ⅰ'中標(biāo)容量合計(jì)為132萬千瓦，其中DR資源中標(biāo)容量為95.8萬千瓦，遠(yuǎn)高于發(fā)電廠中標(biāo)容量36.1萬千瓦，DR資源平均中標(biāo)價(jià)格為3609日元/千瓦，遠(yuǎn)低于發(fā)電廠的5210日元/千瓦，DR協(xié)議總價(jià)為35.93億日元。如圖3所示，2018年度電源Ⅰ交易總額為1297.93億日元，其中Ⅰ-a占85%，Ⅰ-b占11%，Ⅰ'僅占4%。受響應(yīng)速度影響，DR資源目前還參與不了Ⅰ-a市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，Ⅰ-a中標(biāo)價(jià)格為10971日元/千瓦，而Ⅰ'中標(biāo)價(jià)格不足一半，僅為4085日元/千瓦。電源Ⅰ'中標(biāo)容量的DR資源為96.1萬千瓦，約占全部的70%左右，協(xié)議總價(jià)約36億日元。從最新完成的2020年度競(jìng)標(biāo)情況來看，盡管DR參與電源Ⅰ'中標(biāo)容量為128.9萬千瓦，DR平均中標(biāo)價(jià)格升到5916日元/千瓦，協(xié)議總價(jià)也翻番達(dá)到66億日元，但DR所占份額則大幅下降?？傮w來說，DR資源平均占電源Ⅰ'中標(biāo)容量的一半以上，DR平均中標(biāo)價(jià)格約低于發(fā)電廠的30%左右。
圖3 2018年度系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商調(diào)節(jié)電源招標(biāo)結(jié)果
VPP/DR交易價(jià)格決定市場(chǎng)的活躍程度。從過去近十年的電力批發(fā)市場(chǎng)來看，全國(guó)平均電價(jià)均為20日元/千瓦?時(shí)以下，即使福島核事故發(fā)生后的計(jì)劃停電時(shí)期，市場(chǎng)交易價(jià)格也沒有超過40日元/千瓦?時(shí)。據(jù)2015年日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省“發(fā)電成本核算工作組”計(jì)算，燃油發(fā)電的成本在不同燃料發(fā)電成本的核算中為最高，也僅達(dá)到了40日元/千瓦?時(shí)。因此，VPP聚合的電力價(jià)格必須控制在40日元/千瓦?時(shí)以下，否則就沒有任何競(jìng)爭(zhēng)力。但根據(jù)響應(yīng)次數(shù)和實(shí)際持續(xù)時(shí)間轉(zhuǎn)換為度電單價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn)其價(jià)格仍高于電力批發(fā)市場(chǎng)均價(jià)。從交易價(jià)格來看，VPP當(dāng)前還沒有太多的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，如果沒有大規(guī)模高頻次交易很難生存。但是，VPP經(jīng)濟(jì)性不能只與批發(fā)市場(chǎng)或火電調(diào)峰價(jià)格去攀比高低，當(dāng)前更重要的還是更多地吸引用戶參與到電力交易中來，才能發(fā)展和壯大這一市場(chǎng)。
（四）建立和完善市場(chǎng)機(jī)制是VPP/DR可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵
日本一年內(nèi)僅1%時(shí)間啟用的備用電站建設(shè)和運(yùn)維費(fèi)用竟占整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)維費(fèi)的10%。因此，2014年6月的“第4次能源基本計(jì)劃”提出：為推動(dòng)用戶側(cè)有效開展節(jié)電，要積極創(chuàng)造條件引進(jìn)新型“需求響應(yīng)”模式，通過用戶側(cè)需求管理，維持發(fā)電容量的合理規(guī)模，實(shí)現(xiàn)電力穩(wěn)定供給?！叭毡驹倥d戰(zhàn)略（2016）”提出到2030年負(fù)瓦特交易量要實(shí)現(xiàn)與美國(guó)相同水平，達(dá)到最大電力需求6%的目標(biāo)。日本最大電力需求峰值約為160吉瓦，按6%計(jì)算則為10吉瓦，相當(dāng)于10座百萬千瓦級(jí)火電機(jī)組。DR響應(yīng)電量在電力批發(fā)市場(chǎng)（JEPX）上市交易，開創(chuàng)了日本電力市場(chǎng)的先河，故2017年被稱為日本的“DR元年”。2017年4月，日本負(fù)瓦特市場(chǎng)正式啟動(dòng)。
近幾年的負(fù)瓦特市場(chǎng)實(shí)踐表明，減少負(fù)荷與增加度電具有相同效用和價(jià)值。于是，日本電力市場(chǎng)改革開始重新評(píng)估市場(chǎng)各方的利益和價(jià)值。保障電力供給所必需的容量?jī)r(jià)值和調(diào)節(jié)供需平衡以及維持電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)平衡價(jià)值應(yīng)當(dāng)顯性化，即從電能本身的能量?jī)r(jià)值中獨(dú)立出來。為此，2020年日本啟動(dòng)了容量市場(chǎng)，這一市場(chǎng)將成為DR的主戰(zhàn)場(chǎng)，對(duì)DR資源的基本要求是：參與交易的最小單位1000千瓦，響應(yīng)時(shí)間3個(gè)小時(shí)，持續(xù)時(shí)間3個(gè)小時(shí)，每年發(fā)起12次。
2021年日本還將開啟供需調(diào)節(jié)市場(chǎng)，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的調(diào)節(jié)電源公開競(jìng)價(jià)將平移到這一市場(chǎng)，目前正在完善一次、二次和三次調(diào)節(jié)服務(wù)產(chǎn)品的基本要件。需求調(diào)節(jié)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的服務(wù)產(chǎn)品根據(jù)響應(yīng)速度和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短各有其用，新市場(chǎng)的創(chuàng)設(shè)為VPP/DR資源直接參與交易提供了可能。一次調(diào)節(jié)要求為響應(yīng)時(shí)間10秒以內(nèi)，持續(xù)時(shí)間5分鐘以上，適合發(fā)電設(shè)備、蓄電池參與；二次調(diào)節(jié)要求為響應(yīng)時(shí)間5分鐘之內(nèi)，持續(xù)時(shí)間15分鐘以上，適合發(fā)電設(shè)備、DR、蓄電池參與；三次調(diào)節(jié)要求響應(yīng)時(shí)間15~45分鐘，持續(xù)時(shí)間3小時(shí)以上，適合發(fā)電設(shè)備、DR和個(gè)人用戶剩余電力參與。
市場(chǎng)機(jī)制的完善使VPP/DR在不同市場(chǎng)環(huán)境下形成調(diào)度和競(jìng)價(jià)，從而在批發(fā)市場(chǎng)、容量市場(chǎng)、供需調(diào)節(jié)市場(chǎng)更具有廣泛的適用性和多重效益性。因此，在市場(chǎng)剛啟動(dòng)之初，如何用好對(duì)于響應(yīng)速度要求不高、交易量比較大的VPP資源對(duì)于培育市場(chǎng)具有重大意義。VPP/DR將從響應(yīng)速度要求不高的三次調(diào)節(jié)開始參與，今后逐步擴(kuò)展到響應(yīng)速度要求高的一次、二次調(diào)節(jié)服務(wù)后才能彰顯其經(jīng)濟(jì)性。
三、VPP未來市場(chǎng)展望
目前全球DR市場(chǎng)規(guī)模只占電力消費(fèi)的1%左右，據(jù)IEA預(yù)測(cè)，到2040年將達(dá)到電力消費(fèi)的18%。2019年度日本國(guó)內(nèi)的ERAB市場(chǎng)規(guī)模約44億日元，隨著容量市場(chǎng)和供需調(diào)節(jié)市場(chǎng)的開設(shè)，ERAB市場(chǎng)將進(jìn)入大發(fā)展軌道，2021、2025、2030年的VPP/DR收入總額預(yù)計(jì)將分別達(dá)到75億、365億和730億日元。
加快發(fā)展VPP商業(yè)化，首先必須進(jìn)一步擴(kuò)大電源聚合優(yōu)化調(diào)控規(guī)模，從目前的數(shù)十萬千瓦擴(kuò)展到數(shù)百萬千瓦的水平；其次要加強(qiáng)VPP相關(guān)技術(shù)開發(fā)的資金投入，降低蓄電池和電動(dòng)汽車的成本，擴(kuò)大可調(diào)資源規(guī)模；再次要提高VPP交易平臺(tái)的快捷性、安全性和可靠性，獲得用戶的高度認(rèn)可與信賴才能吸引更多用戶參與；最后要完善需求調(diào)節(jié)等各類市場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，改革現(xiàn)有的單向潮流的計(jì)價(jià)制度，以優(yōu)化VPP/DR準(zhǔn)入交易的市場(chǎng)環(huán)境。隨著數(shù)字化發(fā)展和電力技術(shù)創(chuàng)新，根據(jù)VPP本身特性，市場(chǎng)還將產(chǎn)生多種多樣的VPP商業(yè)模式。日本未來可以預(yù)期的重點(diǎn)市場(chǎng)領(lǐng)域有：
第一，為FIT期滿的光伏用戶提供聚合增值服務(wù)。2019年11月首批戶用光伏補(bǔ)貼到期，出現(xiàn)了200~300萬千瓦非FIT的光伏資源，之后每年還會(huì)有百萬千瓦的增量，預(yù)計(jì)到2023年達(dá)到670萬千瓦。對(duì)于進(jìn)入零補(bǔ)貼時(shí)代的光伏用戶來說，為實(shí)現(xiàn)光伏收益最大化，一般居民用戶會(huì)加購(gòu)成本不斷下降的家用固定型蓄電池或發(fā)揮車載蓄電池的作用，“光伏+蓄電池”的VPP模式仍為主要形式。今后隨著商用光伏以及風(fēng)電項(xiàng)目補(bǔ)貼到期，此類商業(yè)模式將進(jìn)一步擴(kuò)大。
第二，蓄電池成為VPP/DR最重要的分布式電源。蓄電池的普及與利用直接關(guān)系到ERAB市場(chǎng)能否擴(kuò)大，特別是搭載蓄電池的電動(dòng)汽車，利用V2X（V2H、V2B、V2G）技術(shù)可以擴(kuò)大VPP/DR的應(yīng)用場(chǎng)景。到2030年電動(dòng)汽車普及目標(biāo)要占新車的20%~30%，因此電動(dòng)汽車蓄電池的容量將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過家用固定式蓄電池的容量。此外自備發(fā)電機(jī)、大型卡車、建設(shè)機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶等動(dòng)力燃料基本使用柴油，若將這些設(shè)備和交通工具實(shí)現(xiàn)蓄電池替代，VPP市場(chǎng)潛力將更加巨大。
第三，激活備用電源資源。日本目前全國(guó)擁有的防災(zāi)備用發(fā)電機(jī)6193臺(tái)，裝機(jī)容量約1吉瓦。熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備約有1.7萬臺(tái)，其中民用1.29萬臺(tái)，工業(yè)用4673臺(tái)，裝機(jī)容量約10.6吉瓦。公共設(shè)施和大樓還設(shè)有大量的防災(zāi)專用蓄電池，將這些平日閑置的資源投入市場(chǎng)交易，將大大擴(kuò)大VPP市場(chǎng)規(guī)模，特別是100千瓦以上的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)擁有8吉瓦的裝機(jī)容量，未來有可能成為VPP市場(chǎng)的主力軍。
第四，用戶側(cè)之間實(shí)現(xiàn)P2P直接交易新模式。為加強(qiáng)VPP交易的公平性、安全性和準(zhǔn)確性，以P2P直接交易為特點(diǎn)的VPP平臺(tái)主要基于區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)，VPP平臺(tái)可自動(dòng)調(diào)控逆向潮流，采用區(qū)塊鏈技術(shù)可實(shí)現(xiàn)分布式電源出力的精確核查、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電力交易的撮合等革命性應(yīng)用，讓電力生產(chǎn)者、售電部門和消費(fèi)者可以實(shí)現(xiàn)“直連”，未來個(gè)人用戶的光伏發(fā)電無須經(jīng)過電力公司就可直接交易上網(wǎng)，此舉將大幅降低電力交易成本，提升交易效率。
第五，提供VPP平臺(tái)的增值服務(wù)。如同智能手機(jī)一樣，利用VPP平臺(tái)可提供安保、醫(yī)療、保健等能源領(lǐng)域之外的多種服務(wù)，為客戶創(chuàng)造新價(jià)值。分布式能源具有多源、多點(diǎn)及與需求側(cè)密切互動(dòng)的特點(diǎn)，是一個(gè)開放式的能源系統(tǒng)，特別適合構(gòu)建具有能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)特征的商業(yè)生態(tài)，因此，分布式能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)必將產(chǎn)生更多的新商業(yè)模式。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年7月31日第29、30期
