中國儲能網(wǎng)訊：近年來，虛擬電廠概念火爆，政產(chǎn)學(xué)研各界參與建設(shè)的熱情高漲，但實(shí)際進(jìn)展卻較為緩慢。關(guān)鍵原因之一在于虛擬電廠作為新型市場主體參與電力市場機(jī)制尚不完善，難以獲取支撐常態(tài)化運(yùn)營的穩(wěn)定收益。針對這一現(xiàn)狀，國網(wǎng)能源院虛擬電廠研究團(tuán)隊(duì)開展了深度調(diào)研分析，提出了虛擬電廠參與市場機(jī)制的實(shí)施路徑。
虛擬電廠需要參與市場為其“常態(tài)化”
運(yùn)營提供有力支撐
在發(fā)展規(guī)模方面，我國開展虛擬電廠業(yè)務(wù)的運(yùn)營商大幅增加，全國范圍內(nèi)規(guī)模體量達(dá)到數(shù)千萬千瓦，但受限于參與市場途徑不暢，收益水平有限。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2024年底全國在運(yùn)虛擬電廠調(diào)節(jié)能力在千萬千瓦級，規(guī)?？捎^。但由于參與市場途徑不暢，虛擬電廠收益普遍不足，經(jīng)筆者調(diào)研重點(diǎn)省份多個(gè)典型項(xiàng)目，其中大部分業(yè)務(wù)收入水平較低，回收期較長。
在市場機(jī)制方面，山東、山西、寧夏、廣東、陜西等?。▍^(qū)）頒布了相關(guān)政策或市場規(guī)則，對虛擬電廠參與市場的機(jī)制進(jìn)行了積極探索，但仍處于起步階段。2022年6月，山西出臺了《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營管理實(shí)施方案》，重點(diǎn)規(guī)定了虛擬電廠的入市基本流程規(guī)范。2023年12月，寧夏出臺了《寧夏回族自治區(qū)虛擬電廠運(yùn)營管理細(xì)則》，提出了虛擬電廠建設(shè)、接入、交易、運(yùn)行、結(jié)算等流程管理基本框架。2024年4月、11月，山東、廣東分別出臺《山東電力市場規(guī)則（試行）》《廣東省虛擬電廠參與電力市場交易實(shí)施方案》，針對虛擬電廠參與中長期市場、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場的基本規(guī)則進(jìn)行探索實(shí)踐。以上政策從虛擬電廠參與電能量市場、輔助服務(wù)市場的機(jī)制模式建立上做出了有益探索。
總的來說，虛擬電廠參與市場交易的熱情很高，對于完善的市場機(jī)制需求迫切。但是，仍需要考慮虛擬電廠這一新型主體的特殊性，有針對性地開展參與市場機(jī)制設(shè)計(jì)。
虛擬電廠具有“源荷特性兼?zhèn)洹?/strong>
“聚合資源分散”等特殊性，
為其參與市場機(jī)制設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn)
通過調(diào)研分析，虛擬電廠在市場機(jī)制設(shè)計(jì)上存在難點(diǎn)的原因與其“源荷特性兼?zhèn)洹薄百Y源分布廣無明確邊界”等特征有直接關(guān)系，導(dǎo)致其在現(xiàn)有市場主體中沒有可直接參考借鑒的對象。因此，需要清晰虛擬電廠的特質(zhì)，設(shè)計(jì)相匹配的參與市場機(jī)制，確保適應(yīng)和發(fā)揮虛擬電廠特點(diǎn)。
（一）虛擬電廠的特征內(nèi)涵辨析
虛擬電廠是指利用先進(jìn)通信控制技術(shù)和管理手段，將一定區(qū)域內(nèi)地理位置相對分散、難以直接調(diào)度的電力需求側(cè)資源（分布式電源、用戶側(cè)儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等）進(jìn)行聚合優(yōu)化，形成能夠根據(jù)市場價(jià)格和控制信號參與電力市場交易和電力系統(tǒng)運(yùn)行的新型市場主體。具有多元性、整體性、靈活性和類似傳統(tǒng)發(fā)電廠技術(shù)特性（類電廠特性）等主要特征：
多元性：虛擬電廠聚合的不僅是電力需求側(cè)的負(fù)荷資源，還可包括各類分布式電源、用戶側(cè)儲能，因此其外特性可在電源、負(fù)荷間切換。
整體性：虛擬電廠所聚合資源分散在一定范圍內(nèi)不同的地理位置和電壓等級，運(yùn)營商通過協(xié)調(diào)各類資源的發(fā)用電計(jì)劃和利益關(guān)系形成有機(jī)整體，集中參與市場交易和系統(tǒng)運(yùn)行。
靈活性：虛擬電廠可以根據(jù)參與交易品種的準(zhǔn)入要求、市場價(jià)格信號的變化情況，靈活調(diào)整其聚合資源類型以達(dá)成相應(yīng)要求或?qū)崿F(xiàn)收益提升。
類電廠特性：虛擬電廠在數(shù)字化、智能化技術(shù)的支撐下，在外特性上可具備爬坡速率、調(diào)節(jié)容量、調(diào)節(jié)精度等與常規(guī)電廠相似的技術(shù)指標(biāo)。
（二）虛擬電廠主體的特殊性引發(fā)市場機(jī)制設(shè)計(jì)“四大關(guān)鍵問題”
一是虛擬電廠聚合對象包括發(fā)電、負(fù)荷資源，因發(fā)用資源適配的市場機(jī)制、責(zé)任體系差異大，聚合為“整體”后直接參與市場在當(dāng)前還存在制約。被聚合的電源、負(fù)荷在電力系統(tǒng)管理機(jī)制中適用的是完全不同的兩套體系，電源在系統(tǒng)安全運(yùn)行和平衡保障中承擔(dān)更大責(zé)任，例如需要遵從較嚴(yán)格的監(jiān)測調(diào)控規(guī)則、在電力供需出現(xiàn)問題時(shí)需要優(yōu)先調(diào)整、受到嚴(yán)格的偏差考核管理、需要承擔(dān)輔助服務(wù)費(fèi)用等。而負(fù)荷是電力系統(tǒng)供應(yīng)保障的對象，接受市場價(jià)格、分擔(dān)部分系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，聚合了發(fā)用資源的虛擬電廠介于二者之間，電力市場交易和價(jià)格機(jī)制需要靈活適應(yīng)。
二是虛擬電廠聚合資源的分布范圍相對廣，沒有明確的邊界和并網(wǎng)點(diǎn)，然而現(xiàn)貨市場的節(jié)點(diǎn)電價(jià)交易機(jī)制與電網(wǎng)物理拓?fù)漶詈蠈?yīng)，虛擬電廠如何嵌入是重要問題。在電能量市場的建設(shè)中，為緩解輸電網(wǎng)的阻塞，采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)理念，節(jié)點(diǎn)下的各類資源沿用統(tǒng)一價(jià)格，從而使虛擬的電力市場與實(shí)體的電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)映射耦合起來，有利于電力平衡。對于微電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目來說，以并網(wǎng)點(diǎn)電氣位置歸集到對應(yīng)的交易節(jié)點(diǎn)，可以明確節(jié)點(diǎn)電價(jià)。然而，虛擬電廠沒有并網(wǎng)點(diǎn)且聚合資源可分布在較廣地域，資源可能分布在多個(gè)不同的220千伏節(jié)點(diǎn)下，在價(jià)格測算上需要統(tǒng)一規(guī)范。
三是被聚合資源僅將交易調(diào)節(jié)權(quán)而非資產(chǎn)所有權(quán)歸屬虛擬電廠，其基本供電服務(wù)與用電安全仍由其實(shí)際接入的電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)，因此在參與市場時(shí)被聚合資源、電網(wǎng)企業(yè)、虛擬電廠運(yùn)營商之間的責(zé)權(quán)利關(guān)系容易出現(xiàn)錯(cuò)位。虛擬電廠由于不運(yùn)營配電網(wǎng)且不擁有被聚合資源的資產(chǎn)，沒有明確的物理邊界，導(dǎo)致虛擬電廠無法像微電網(wǎng)或源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目做到安全責(zé)任邊界和物理邊界有機(jī)統(tǒng)一。例如虛擬電廠運(yùn)營商為了實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)行效果調(diào)節(jié)了其聚合的某個(gè)資源，但卻引發(fā)了這一資源接入配電網(wǎng)的平衡問題，這一責(zé)任當(dāng)前還沒有明確的歸屬機(jī)制。
四是虛擬電廠并非如售電公司僅代理電能量交易，其具有對被聚合資源更強(qiáng)的控制調(diào)節(jié)能力，因此其參與哪些交易品種社會各界存在不同認(rèn)識。傳統(tǒng)的售電公司組織用戶參與電能量交易，側(cè)重于了解代理用戶的用能行為習(xí)慣從而制定較好的交易策略。而虛擬電廠在該基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，借助先進(jìn)通信技術(shù)、優(yōu)化控制技術(shù)，具有對用戶資源實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)調(diào)節(jié)、甚至實(shí)時(shí)在線連續(xù)調(diào)節(jié)的能力，例如安徽合肥5G+量子虛擬電廠可以實(shí)現(xiàn)對所聚合的換電站資源的秒級在線調(diào)節(jié)，所以其參與的市場必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不局限于電能量市場，其所能參與的豐富市場類型值得進(jìn)一步探討。
虛擬電廠參與市場機(jī)制的幾點(diǎn)基本認(rèn)識
針對上述問題，結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)狀，我們研究認(rèn)為虛擬電廠參與市場機(jī)制建設(shè)不是平地起高樓，不是要為其建立單獨(dú)的聚合市場，而是要結(jié)合虛擬電廠的特征將其嵌入我國的電力市場機(jī)制體系中，實(shí)現(xiàn)融通銜接，圍繞這一根本定位，得出以下幾點(diǎn)基本認(rèn)識：
一是虛擬電廠具有概念兼容性，負(fù)荷聚合商、電源聚合商等聚合型概念可歸集為虛擬電廠的技術(shù)形態(tài)之一，設(shè)計(jì)一套參與市場機(jī)制即可，不應(yīng)再創(chuàng)設(shè)新概念。當(dāng)前在部分省份政策市場規(guī)則中出現(xiàn)了電源聚合商、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠多種概念并行的情況，給廣大市場主體參與市場造成了混淆，也增加了不必要的管理負(fù)擔(dān)?？紤]到負(fù)荷聚合商、電源聚合商本質(zhì)上即可劃入單一聚合資源類型的虛擬電廠，因此可在虛擬電廠參與市場機(jī)制框架下分類管理即可，避免電力需求側(cè)各類新概念多元化、碎片化發(fā)展。
二是要建立虛擬電廠參與市場的分級架構(gòu)，將聚合資源范圍與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)掛鉤，實(shí)現(xiàn)與基于節(jié)點(diǎn)電價(jià)的現(xiàn)貨市場機(jī)制的有效銜接。借鑒美國、德國成熟市場的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對虛擬電廠聚合的分散資源劃分交易單元，確定交易單元的分布范圍上限，從而將分布邊界很廣的虛擬電廠與考慮網(wǎng)架的現(xiàn)貨市場有機(jī)銜接。
三是要在被聚合資源、虛擬電廠運(yùn)營商、電網(wǎng)企業(yè)等關(guān)聯(lián)主體間建立清晰的責(zé)權(quán)利關(guān)系，讓各方主體獲益的同時(shí)承擔(dān)相應(yīng)的系統(tǒng)安全責(zé)任。虛擬電廠的市場交易出清結(jié)果，直接關(guān)系其后續(xù)實(shí)際的調(diào)節(jié)行為。應(yīng)關(guān)注虛擬電廠業(yè)態(tài)的特殊性，認(rèn)識到其本質(zhì)上僅依賴通信手段調(diào)節(jié)資源，而聚合資源的基本供電服務(wù)、安全仍需要電網(wǎng)企業(yè)兜底。責(zé)權(quán)利設(shè)計(jì)應(yīng)該匹配這一特質(zhì)，在公平服務(wù)、信息共享、運(yùn)行安全等方面確定關(guān)鍵要點(diǎn)，共同促進(jìn)市場公平和系統(tǒng)安全。
四是不限制虛擬電廠可參與交易品種的類型，秉承能力原則和代理一體原則鼓勵(lì)虛擬電廠自主選擇。一方面，虛擬電廠的響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)能力高度依賴技術(shù)投入和聚合資源選型，從實(shí)際項(xiàng)目來看既有可以參與系統(tǒng)調(diào)頻的、也有參與現(xiàn)貨電能量市場的，國外虛擬電廠也并未設(shè)置參與市場類型的限制，而是規(guī)定其能力測試達(dá)到準(zhǔn)入條件即可參與對應(yīng)市場。另一方面，虛擬電廠為用戶提供一攬子能源服務(wù)是發(fā)展的趨勢，因?yàn)榇黼娔芰拷灰缀痛碚{(diào)節(jié)能力交易是耦合的，例如調(diào)節(jié)市場電量的變化會影響中長期電量采購合同的執(zhí)行。
虛擬電廠參與市場機(jī)制路徑設(shè)計(jì)
結(jié)合虛擬電廠參與市場的關(guān)鍵問題、基本認(rèn)識，虛擬電廠參與市場機(jī)制應(yīng)從明確入市架構(gòu)、建立準(zhǔn)入機(jī)制、突出交易特色以及關(guān)注內(nèi)部零售交易幾方面著手。
（一）明確入市架構(gòu)：以有效融入統(tǒng)一電力市場體系為目標(biāo)，建立“虛擬電廠（運(yùn)營商）-虛擬機(jī)組-被聚合資源”三級市場參與架構(gòu)，明確各級主體功能定位
圖1 虛擬電廠參與市場基本架構(gòu)
虛擬電廠運(yùn)營商：以獨(dú)立法人身份注冊的市場主體，可參與批發(fā)市場交易，組織內(nèi)部零售交易（未來?xiàng)l件允許時(shí)，具體解釋見第（四）條），執(zhí)行市場出清結(jié)果、接收系統(tǒng)調(diào)節(jié)指令、承擔(dān)偏差考核責(zé)任，是市場交易具體組織和責(zé)任主體。
一個(gè)運(yùn)營商可以運(yùn)營多個(gè)分布在不同交易節(jié)點(diǎn)的虛擬機(jī)組，即虛擬電廠運(yùn)營商可以在多個(gè)省份注冊開展交易業(yè)務(wù)，沒有地域限制，但其虛擬機(jī)組作為基本的交易單元，則有地域范圍限制。例如，某虛擬電廠運(yùn)營商可分別在浙江、河北的電力市場注冊參與市場交易、開展業(yè)務(wù)，但其聚合的資源按地域分別在浙江、河北形成不同的機(jī)組。
虛擬機(jī)組：虛擬機(jī)組是虛擬電廠與電力交易機(jī)制耦合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是現(xiàn)貨市場具有時(shí)空特性，通過交易節(jié)點(diǎn)與電網(wǎng)拓?fù)湫纬捎成潢P(guān)系，而虛擬電廠運(yùn)營商的業(yè)務(wù)可分布在多個(gè)省份，因此為了耦合交易機(jī)制，需要虛擬電廠將其資源劃分成多臺虛擬機(jī)組，每臺機(jī)組聚合資源的最大范圍不宜超過一個(gè)交易節(jié)點(diǎn)（當(dāng)前交易節(jié)點(diǎn)對應(yīng)電網(wǎng)220千伏變電站節(jié)點(diǎn)），此方案一方面解決了業(yè)界探討的虛擬電廠到底聚合多大資源范圍的問題，即虛擬電廠聚合商可以跨多個(gè)省份開展業(yè)務(wù)，但其具體參與市場交易和調(diào)度運(yùn)行的虛擬機(jī)組需要與交易節(jié)點(diǎn)耦合，以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有機(jī)制的融通銜接。另一方面，虛擬電廠運(yùn)營商管理的對象變成多個(gè)虛擬機(jī)組，可對聚合對象結(jié)合地理位置開展集約化管理。
被聚合資源：各類分布式電源、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、用戶側(cè)儲能，這些資源可以隸屬于不同的主體，通過聚合合同與聚合商建立代理參與市場的關(guān)系，根據(jù)參與不同的市場類型分別滿足相應(yīng)的計(jì)量測控條件。其與虛擬電廠聚合商建立關(guān)系后，由運(yùn)營商根據(jù)資源的總體情況，安排至對應(yīng)的虛擬機(jī)組，參與市場交易。
（二）建立準(zhǔn)入機(jī)制：建立面向電能量、輔助服務(wù)市場的虛擬電廠差異化市場注冊準(zhǔn)入機(jī)制，探索電網(wǎng)企業(yè)、運(yùn)營商、聚合資源的責(zé)權(quán)利體系要點(diǎn)
一是基本資質(zhì)上參照售電公司。虛擬電廠運(yùn)營商是注冊市場主體，其資質(zhì)上應(yīng)參考售電公司設(shè)計(jì)，包括獨(dú)立法人、最低資產(chǎn)要求、信用要求等細(xì)則。滿足資質(zhì)要求的虛擬電廠運(yùn)營商應(yīng)在交易中心辦理注冊手續(xù)，雖可作為整體注冊，但仍需將其聚合資源的戶號等信息同步提供，明確聚合綁定關(guān)系并在變更后同步告知管理機(jī)構(gòu)。
二是技術(shù)要求上針對不同交易類型構(gòu)建差異化標(biāo)準(zhǔn)體系。首先是有關(guān)資源聚合的門檻，當(dāng)前各省聚合資源最低標(biāo)準(zhǔn)不一，在5-20兆瓦之間，而德國要求的是1兆瓦。建議以5兆瓦為基本準(zhǔn)入要求，各地根據(jù)實(shí)際探索調(diào)整。此外，結(jié)合調(diào)頻、備用等各類市場的實(shí)際需求，具體就調(diào)節(jié)速率、連續(xù)響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)能力上下限構(gòu)建相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
三是從公平服務(wù)、信息共享、運(yùn)行安全三方面構(gòu)建責(zé)權(quán)利體系。在公平服務(wù)方面，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)無歧視地為虛擬電廠提供公平接入服務(wù)，虛擬電廠也要按合同約定為被聚合資源提供代理調(diào)節(jié)、市場交易等服務(wù)。信息共享方面，虛擬電廠運(yùn)營商要對自身的運(yùn)行情況、調(diào)節(jié)能力等關(guān)鍵信息按規(guī)則及時(shí)告知調(diào)度、交易機(jī)構(gòu)，將費(fèi)用結(jié)算、運(yùn)行計(jì)劃等關(guān)鍵信息向被聚合資源公開；電網(wǎng)企業(yè)也需要將其運(yùn)行調(diào)節(jié)所必需的通道可用容量等信息提供給虛擬電廠運(yùn)營商。運(yùn)行安全方面，虛擬電廠運(yùn)營商和被聚合資源要配合電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，簽訂協(xié)議承擔(dān)應(yīng)盡義務(wù)，共同確保電力系統(tǒng)安全。
（三）突出交易特色：電能量市場機(jī)制中探索分時(shí)價(jià)格、報(bào)量報(bào)價(jià)引導(dǎo)虛擬電廠挖掘相對長時(shí)間尺度調(diào)節(jié)價(jià)值的點(diǎn)，在輔助服務(wù)市場中探索其參與調(diào)頻、備用輔助服務(wù)的路徑
虛擬電廠相較于售電公司突出的特點(diǎn)是其可調(diào)節(jié)性，在交易機(jī)制設(shè)計(jì)中應(yīng)予以突出：
一是參與電能量市場時(shí)申報(bào)分時(shí)曲線價(jià)格、報(bào)量報(bào)價(jià)參與。在中長期市場，各類聚合體參與中長期分時(shí)段交易，申報(bào)分時(shí)段曲線和價(jià)格，通過分時(shí)價(jià)格引導(dǎo)長期用電行為。在現(xiàn)貨市場，“報(bào)量報(bào)價(jià)”參與申報(bào)，通過市場出清形成用能計(jì)劃曲線并跟蹤執(zhí)行，接受偏差考核，不像傳統(tǒng)的負(fù)荷類主體等僅接受價(jià)格或只報(bào)量。
二是探索參與調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。在虛擬電廠聚合較高比例用戶側(cè)儲能、換電站資源時(shí)，完全具備參與頻率響應(yīng)的快速性要求，在前期可探索放寬考核條件、適當(dāng)通過予以高速通信控制設(shè)備改造補(bǔ)貼等方式鼓勵(lì)虛擬電廠運(yùn)營商積極參與。針對備用服務(wù)則需要研究明確虛擬電廠可信備用容量的方法，從而給出合理的備用價(jià)格核算區(qū)間，以及確保其關(guān)鍵時(shí)刻能夠可靠調(diào)用。
（四）關(guān)注內(nèi)部零售市場：由于我國分布式發(fā)電市場化交易機(jī)制尚不完善，虛擬電廠內(nèi)部零售市場交易是未來需要探索的重點(diǎn)
近期，將虛擬電廠中的分布式光伏等發(fā)電資源作為“發(fā)電型虛擬機(jī)組”，用電負(fù)荷作為“用電型虛擬機(jī)組”，參與電能量交易時(shí)分開出清結(jié)算能夠更好地耦合當(dāng)前交易機(jī)制，針對發(fā)用電資源應(yīng)該承擔(dān)的不同費(fèi)用類型可以清晰地予以區(qū)別。
遠(yuǎn)期，未來分布式發(fā)電交易政策成熟時(shí)可以仿效德國等虛擬電廠交易模式，過渡到整體凈電量交易結(jié)算，即內(nèi)部資源先行完成分布式電力交易實(shí)現(xiàn)內(nèi)部平衡，凈電量可繼續(xù)參與批發(fā)市場交易，內(nèi)部交易的電量也應(yīng)該公平合理界定應(yīng)該承擔(dān)的輸配電費(fèi)、交叉補(bǔ)貼、政府基金等費(fèi)用，確保市場公平。
