中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：虛擬電廠聚合模式是高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)中的重要靈活性調(diào)節(jié)資源。近年來(lái)，各國(guó)為解決因系統(tǒng)故障、預(yù)測(cè)偏差等造成的頻率不穩(wěn)定問(wèn)題，往往需要設(shè)立市場(chǎng)化平衡管理機(jī)制，通過(guò)市場(chǎng)化手段獲取系統(tǒng)平衡和輔助資源，從而保障系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。不同國(guó)家平衡管理機(jī)制概念和內(nèi)涵有一定差異，我國(guó)采用“輔助服務(wù)市場(chǎng)”概念，而德國(guó)采用“平衡市場(chǎng)”的概念。
德國(guó)平衡市場(chǎng)的產(chǎn)品包括頻率控制備用（FCR）、自動(dòng)頻率恢復(fù)備用（aFRR）、手動(dòng)頻率恢復(fù)備用（mFRR）三類，分別對(duì)應(yīng)于一次調(diào)頻、自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)和15分鐘內(nèi)響應(yīng)的備用服務(wù)。其中，F(xiàn)CR僅在容量市場(chǎng)招標(biāo)，并要求服務(wù)提供者必須能夠提供同等正負(fù)向的調(diào)節(jié)能力，而aFRR和mFRR包括容量市場(chǎng)和能量市場(chǎng)，其正負(fù)向調(diào)節(jié)能力單獨(dú)統(tǒng)計(jì)。
德國(guó)平衡市場(chǎng)機(jī)制增強(qiáng)了對(duì)虛擬電廠參與的適應(yīng)性。一方面，平衡市場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼顧穩(wěn)定收益與靈活響應(yīng)價(jià)值。三種產(chǎn)品均設(shè)計(jì)了容量市場(chǎng)招標(biāo)，為參與者提供了基礎(chǔ)性的、可預(yù)期的固定收益保障，降低了市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，有利于虛擬電廠長(zhǎng)期投資與穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。另一方面，平衡市場(chǎng)機(jī)制對(duì)資源能力的門檻要求同時(shí)體現(xiàn)出了包容性與針對(duì)性。aFRR和mFRR產(chǎn)品明確允許參與資源，無(wú)需同時(shí)具備絕對(duì)值相等的向上和向下調(diào)節(jié)能力。這一規(guī)則極大拓寬了可參與資源的范圍，使得虛擬電廠能夠靈活聚合僅具備特定單向調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)的分布式資源，例如易于削減發(fā)電的新能源機(jī)組，或易于削減用電、即增加等效發(fā)電能力的可控負(fù)荷。在此市場(chǎng)環(huán)境下，德國(guó)“虛擬電廠”概念指代一種場(chǎng)外組織模式，電力市場(chǎng)采用“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”的原則而非為虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商設(shè)置特殊的交易賬戶和機(jī)制。通過(guò)參與公平公開(kāi)的平衡市場(chǎng)機(jī)制，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商積累形成符合自身優(yōu)勢(shì)的客戶群體和簽約模式。這種“公平競(jìng)爭(zhēng)+模式自由”的市場(chǎng)機(jī)制充分考慮了分布式資源的異質(zhì)性，有效降低了虛擬電廠參與平衡服務(wù)的門檻。
我國(guó)虛擬電廠目前主要的收益途徑是參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、需求響應(yīng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)。隨著新型電力系統(tǒng)和全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)深入推進(jìn)，電力系統(tǒng)對(duì)靈活性調(diào)節(jié)資源的需求與日俱增。為充分釋放源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)潛力，亟須從市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)和靈活性資源市場(chǎng)化聚合模式創(chuàng)新兩方面協(xié)同發(fā)力。德國(guó)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)及其背后的平衡結(jié)算單元機(jī)制即是值得參考和借鑒的一種思路。
完善輔助服務(wù)市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制，推動(dòng)虛擬電廠入市交易?！蛾P(guān)于支持電力領(lǐng)域新型經(jīng)營(yíng)主體創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確，虛擬電廠等新型經(jīng)營(yíng)主體參與市場(chǎng)與其他經(jīng)營(yíng)主體享有平等的市場(chǎng)地位，這為虛擬電廠參與電力市場(chǎng)提供了有利的政策導(dǎo)向。但就目前來(lái)看，各地虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場(chǎng)仍有許多實(shí)操困難，虛擬電廠的盈利模式仍較為單一且不確定性強(qiáng)。建議條件成熟的區(qū)域市場(chǎng)為虛擬電廠等新型經(jīng)營(yíng)主體提供更加清晰且“同權(quán)同責(zé)”的準(zhǔn)入機(jī)制，推動(dòng)虛擬電廠聚合分散式靈活性資源為系統(tǒng)提供服務(wù)。這需要建立科學(xué)的聚合商資質(zhì)認(rèn)證、注冊(cè)、計(jì)量與結(jié)算機(jī)制，并出臺(tái)針對(duì)不同技術(shù)類型資源的性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、基線計(jì)算規(guī)范與參與規(guī)則，確保各類主體能合規(guī)、公平地參與市場(chǎng)。
貫通多類市場(chǎng)管理流程，挖掘經(jīng)營(yíng)主體聚合潛力。德國(guó)虛擬電廠是一種通過(guò)數(shù)字化、智能化技術(shù)手段協(xié)調(diào)各類分布式資源參與市場(chǎng)交易的場(chǎng)外組織模式。虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)管理或加入一個(gè)或多個(gè)平衡結(jié)算單元的方式參與電能量市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)，也可以為其他平衡結(jié)算單元提供可調(diào)資源、電網(wǎng)平衡等服務(wù)，還可以為中小發(fā)電廠參與再調(diào)度提供技術(shù)服務(wù)。建議以系統(tǒng)性思維設(shè)計(jì)電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)等多類市場(chǎng)耦合協(xié)調(diào)機(jī)制，在精準(zhǔn)管理資源的前提下最大化資源入市交易效率。此外，借鑒德國(guó)平衡市場(chǎng)理念，為提供特定性能等級(jí)的輔助服務(wù)資源提供容量補(bǔ)償，引導(dǎo)各類運(yùn)營(yíng)商有序開(kāi)展前置性投資，助力相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
優(yōu)化省間協(xié)同機(jī)制，推動(dòng)調(diào)節(jié)資源跨區(qū)跨省優(yōu)化配置。德國(guó)平衡市場(chǎng)參與歐洲合作項(xiàng)目，跨國(guó)采購(gòu)平衡資源，為德國(guó)消納高比例可再生能源提供了重要保障。歐盟正在推動(dòng)建立一個(gè)覆蓋歐洲各國(guó)電網(wǎng)的平衡市場(chǎng)，并已在德國(guó)、荷蘭等部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一調(diào)用，這擴(kuò)大了虛擬電廠資源可以參與的市場(chǎng)區(qū)域范圍。建議借鑒德國(guó)參與歐洲大市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和交易規(guī)則。打破省間壁壘，允許富余地區(qū)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用等資源參與緊缺地區(qū)的日前、日內(nèi)甚至實(shí)時(shí)輔助服務(wù)市場(chǎng)交易。結(jié)合我國(guó)各區(qū)域電力市場(chǎng)實(shí)際發(fā)展情況，探索符合統(tǒng)一電力市場(chǎng)要求的跨區(qū)域聯(lián)合優(yōu)化出清算法，綜合考慮各區(qū)域電網(wǎng)約束與資源稟賦，實(shí)現(xiàn)跨省資源最優(yōu)協(xié)同調(diào)度，提升整體電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)性，為新能源高比例滲透下的區(qū)域互濟(jì)奠定基礎(chǔ)。
拓寬聚合資源類型，強(qiáng)化“雙向”調(diào)節(jié)能力挖掘。德國(guó)虛擬電廠的常見(jiàn)商業(yè)模式是將分布式可再生能源、靈活性機(jī)組、儲(chǔ)能、負(fù)荷等聚合成一個(gè)規(guī)模較大的組合來(lái)參與市場(chǎng)，利用可調(diào)節(jié)資源在運(yùn)行過(guò)程中調(diào)整出力來(lái)獲利。其中發(fā)揮重要作用的可調(diào)節(jié)資源類型主要是儲(chǔ)能、生物質(zhì)發(fā)電和小型水電等電源型資源。相比而言，當(dāng)下我國(guó)的虛擬電廠概念更多強(qiáng)調(diào)對(duì)電力負(fù)荷的調(diào)控，這不僅限制了虛擬電廠資源的拓展，也一定程度上造成了虛擬電廠調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)精度的高不確定性。建議在現(xiàn)有聚合基礎(chǔ)上，重點(diǎn)納入具備高度靈活性和精細(xì)控制潛力的新型資源，并挖掘儲(chǔ)能等多類型分布式電源等，為電力系統(tǒng)提供多樣的系統(tǒng)平衡產(chǎn)品。同時(shí)，深入研究不同類型資源的響應(yīng)特性、控制接口、優(yōu)化潛力與交易偏好，開(kāi)發(fā)有針對(duì)性的控制策略與激勵(lì)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源的有效整合與協(xié)同控制。
