中國儲能網(wǎng)訊：
虛擬電廠投資熱與作用小之矛盾
變化一：省級政府強勢介入
變化二：新型電力系統(tǒng)推動調度模式更新
變化三：電網(wǎng)多部門聯(lián)手運營
變化四：現(xiàn)貨環(huán)境下，新一代電費結算體系出現(xiàn)
變化五：多市場耦合，用戶追求整體利益最大化
虛擬電廠投資熱與作用小之矛盾
虛擬電廠的本質，是由電力系統(tǒng)像調度煤電、氣電等傳統(tǒng)電源一樣，去調度海量的負荷側資源，或發(fā)用一體分布式資源，因此電力投資方向發(fā)生了轉變。自國家層面“雙碳”目標提出以來，“虛擬電廠”概念在股票市場和資本市場炒得很熱，常見“公司有虛擬電廠相關的技術儲備”、“公司的研發(fā)成果可應用于虛擬電廠相關領域”等股票板塊公告，同時，也有不少券商、尋覓融資的企業(yè)通過掛鉤虛擬電廠概念，向投資人描繪出美好市場藍圖。
為了便于理解，從虛擬電廠參與電力系統(tǒng)工作的角度，劃分最簡單的四層：
第一層：電網(wǎng)調度
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第二層：虛擬電廠管理運營平臺
↓↑
第三層：虛擬電廠
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底層：所聚合的負荷或分布式資源
凡是構架中的企業(yè)，不論是底層的終端調度對象，還是軟件開發(fā)，硬件鋪設、通信技術公司，均是虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的一份子，因此市場規(guī)模確實是無限量的。
但資本的“熱炒”相反，電力行業(yè)內人士頻繁質疑，虛擬電廠之于電力系統(tǒng)的作用有被夸大之嫌，尤其是今年國內，夏季四川，冬季貴州缺電情況嚴重之際，唯有通過國家層面調電、調煤、工商業(yè)緊急大規(guī)模限電等強硬措施來保障電力供應；國際上也遇到相似的窘境，虛擬電廠發(fā)展歷程早從1997年就開始了，而尷尬的是，受“俄烏危機”巨大不可抗力影響，哪怕像德國、瑞士這類城市綜合能源項目成熟的國家，也屢屢發(fā)生市場電價狂飆，大范圍限電等反常情況，仿佛大規(guī)模新能源裝機、可控負荷這些資本眼中的寵兒在關鍵時候靠不住了，法國、德國宣布重啟煤電、核電項目，瑞士通過“電動汽車非必要不上路”措施來保障冬季電采暖，各種連鎖反應疊加，顯得諷刺意味十足。
正因如此，以虛擬電廠為代表的新型電力系統(tǒng)成員被吐槽只會“錦上添花”，無法“雪中送炭”，甚至“養(yǎng)不活自己”——畢竟從全國范圍來看，虛擬電廠在我國現(xiàn)階段主要以政府補貼的需求側響應為主。虛擬電廠既備受期待，又遭遇輕視，是其發(fā)展現(xiàn)階段不爭的事實。那么，使虛擬電廠繼續(xù)茁壯成長的充分必要條件到底是什么？它還需要多久才能步入眾所期盼的“市場化、商業(yè)化”軌道？
享能匯工作室于上周參加了國內能源媒體能見主辦的以“中國虛擬電廠發(fā)展研討會”為主題的線上直播，現(xiàn)場，包括國網(wǎng)冀北電力、深圳供電局、南瑞集團、圖跡科技在內的虛擬電廠項目參與者分享了長達2-3年間的實踐感悟，項目涉及京津冀、深圳、山西、新疆等區(qū)域。令人驚訝的是，從專業(yè)人士的分享得知，在這短短的2-3年內，國內虛擬電廠的四層（上文描述）所處的內外部環(huán)境均發(fā)生了劇烈變化。
變化一：省級政府政策強勢介入
第一層：電網(wǎng)調度←政府介入
電網(wǎng)調度，或者電力交易中心是傳統(tǒng)虛擬電廠項目的牽頭人，資金來源以電網(wǎng)跨省跨區(qū)可再生能源現(xiàn)貨交易購電價差盈余為主，資金有限。而近些年，大有省級政府力挽狂瀾，主動調集資源介入的勢頭。
“2019年可以算是中國虛擬電廠發(fā)展的分水嶺。” 國網(wǎng)冀北電力攻關團隊核心骨干劉蓁、南瑞研究院項目經(jīng)理鄭濤對該時間節(jié)點的認識不謀而合。
劉蓁所在的團隊，于2019年12月促請政府主管部門（華北能監(jiān)局）出臺了第三方獨立主體參與調峰輔助服務市場規(guī)則，12月12日冀北公司投運了全國首個市場化運營的虛擬電廠示范工程，該工程可以成功的參與到京津唐電網(wǎng)的調峰輔助服務市場。
南瑞團隊承擔了山西省虛擬電廠架構開發(fā)，鄭濤解釋：“山西的項目雖然做的比冀北晚，目前影響力不大，但山西虛擬電廠的優(yōu)勢為，它和2019年開始的山西省能源革命綜合改革試點是一個配套，項目得到了山西省政府的大力支持，所以推進的力量將會越來越大。2022年6月，山西省能源局就印發(fā)了《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》，為全國首個省級虛擬電廠運營管理方案，也是現(xiàn)貨市場下的特色實踐?！?
以2019年為邊界，國網(wǎng)和南網(wǎng)這類大型國有企業(yè)開始規(guī)模化考慮虛擬電廠對電網(wǎng)的影響。
深圳的虛擬電廠項目始于2019年，2022年8月，深圳成立了全國首個由政府掛牌的虛擬電廠管理中心（深圳在南方電網(wǎng)作為二級子公司來進行管控，所以定義為省級）。
“從19年到22年能夠有目前的成就，很不容易”，深圳供電局電力調控中心副總經(jīng)理程韌俐表達，“虛擬電廠運營進入快車道正是得益于政府的跟進。而深圳中調在做虛擬電廠項目的時候，就和政府同期匯報項目的進展?！?
程韌俐解釋了其中的緣由：“2021年11月29日，深圳市長覃偉中在深圳商報頭條看到了深圳虛擬電廠精準調節(jié)用電的報道后，馬上指示發(fā)改委和工信部跟進。于是就有了深圳市虛擬電廠一攬子政策，以及2022年12月中旬召開的中國國際低碳論壇。
論壇在深圳召開，重頭戲就是虛擬電廠的大型簽約儀式。當天不僅由發(fā)改委主任郭子平發(fā)布促進綠色低碳產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展政策措施，還舉行了兩塊簽約儀式，一塊是由深圳虛擬電廠管理中心和電信巨頭移動、電信、聯(lián)通、鐵塔，以及華為數(shù)字能源簽署建設六方合作協(xié)議，另一塊則與包含華潤電力、特來電、蔚來汽車、寧德時代在內的36家聚合商簽約，場面相當震撼。
“深圳的產(chǎn)業(yè)鏈非常豐富，所以政府的意愿是想借虛擬電廠管理中心來促進整個產(chǎn)業(yè)鏈的上下游軟硬件協(xié)同發(fā)展，所以每一項政策背后都有政府資金激勵。目前為止深圳電網(wǎng)已經(jīng)是接入超過了100萬的負荷，可調節(jié)負荷超過了18萬千瓦。虛擬電廠方案落地的話，要求我們在2025年具備100萬的千瓦級的可調節(jié)的虛擬電廠。其實壓力不算大，比如這一把5G基站進來，就有20萬儲能進入虛擬電廠的池子！” 程韌俐表達。
電力源網(wǎng)荷儲大數(shù)據(jù)公司圖跡科技的客戶之一恰好就是廣東5G基站，公司產(chǎn)品總監(jiān)馮春博介紹道：“近期我們參與廣東運營商5G基站虛擬電廠項目，和儲能運營商一起做了大概200個基站的聚合?！?
提高地區(qū)綠色低碳節(jié)能環(huán)保水平，充分挖掘分布式資源的潛在價值，正是政府強勢介入虛擬電廠項目的驅動力。
變化二：新型電力系統(tǒng)推動調度模式更新
第一層：電網(wǎng)調度→新型電力系統(tǒng)
而電網(wǎng)正面對供需結構巨大變化帶來的挑戰(zhàn)。
目前冀北的整體電網(wǎng)結構中新能源占比已經(jīng)到達了70%，占全國首位（冀北電網(wǎng)全口徑發(fā)電總裝機為4912萬千瓦，新能源裝機占比達64%，加上分布式光伏的話，則超過70%），也承擔首都70%的電力傳輸任務。業(yè)界俗稱，張北的風，點亮北京的燈。
劉蓁稱：“因此冀北電網(wǎng)在靈活調節(jié)能力提升方面面臨著很突出的挑戰(zhàn)?！?
根據(jù)數(shù)據(jù)，冀北全年有50天新能源日均出力低于裝機容量的10%，預計2025年冀北區(qū)域火電機組釋放調峰能力約占張家口新能源裝機容量10%，所以消納和保供壓力疊加后，系統(tǒng)靈活調節(jié)能力亟需提升；冀北張北柔直電網(wǎng)屢次寬頻帶震蕩現(xiàn)象，頻率超限次數(shù)增加等安全穩(wěn)定問題復雜，因此系統(tǒng)運行機理亟需突破。而隨著縣域高滲透率分布式光伏10KV臺區(qū)電壓越線問題突出，分散式風機、儲能、充電樁、微網(wǎng)等市場主體多元化發(fā)展，電網(wǎng)協(xié)同高效矛盾突出。
“所以我們開展了了冀北虛擬電廠，參與京津唐電網(wǎng)的低谷調峰來提升系統(tǒng)的靈活調節(jié)能力?！彼忉?。
截止到目前，冀北的虛擬電廠已經(jīng)接入了11類共計35.8萬千瓦的可調容量，在后夜風電大發(fā)電網(wǎng)低谷調峰困難的時候，通過虛擬電廠迅速拉升低谷用電負荷。經(jīng)過統(tǒng)計，最大的調節(jié)電力可以達到20.4萬千瓦，實際運營時納入了電網(wǎng)的調度計劃和AGC閉環(huán)調控?！?
不同于冀北，深圳卻是典型的受端城市電網(wǎng)，外部電力大概占到7成，全市的供電安全保障較大程度受外部通道正常與否，以及外部電力供應充足與否的影響。
程韌俐通過數(shù)據(jù)分析：“深圳外部的兩大直流已經(jīng)接近800萬千瓦，其中新能源的含量一定會逐年提高，所以深圳需要從負荷調控的靈活性方面來早做籌劃，來應對新能源間歇性、波動性、隨機性帶來的不穩(wěn)定局面。”
數(shù)據(jù)顯示，深圳電網(wǎng)的峰谷差，從2015年的820萬已經(jīng)漲到了現(xiàn)在的1260萬，夏季尖峰負荷不斷攀升，但尖峰負荷全年所占時間較少，為應對尖峰負荷投資電源和電網(wǎng)建設，邊際成本高。
如何提高電力資產(chǎn)的利用率，降低相關的設備的投資，則是深圳電網(wǎng)的關注重點。
程韌俐解釋：“一般投資電廠每1千瓦約8600元，而虛擬電廠的投資和實體電廠投資比，差不多是1/10，而且建設的周期少，從策劃到實施運行1~2年基本上就可以發(fā)揮到功效。由于深圳的本地電源調節(jié)能力有限，所以需要靠虛擬電廠去充分挖掘用戶側的一個機動的調節(jié)能力，利用云大物移智的技術來實現(xiàn)資源的深度挖潛和再利用。”
深圳電動汽車的快速發(fā)展有目共睹，根據(jù)數(shù)據(jù)，至2022年年底，深圳的新能源的汽車保有量快接近70萬輛，而充電設施達到9.7萬個。程韌俐認為：“深圳充電樁向大功率直流發(fā)展趨勢明顯，因此目前的充電樁可能會面臨更新?lián)Q代的節(jié)點，這一變更可能會導致充電網(wǎng)絡的建設和電網(wǎng)發(fā)展之間不匹配?！?
“大量負荷目前還沒更加有效的市場機制和技術的管理。所以深圳電網(wǎng)需要從傳統(tǒng)的源隨荷動，向源荷互動這種新調度模式轉變，因此我們虛擬電廠的建設也是比較有底氣的。”程韌俐自信表達。
變化三：調度、交易、營銷多部門共同運營虛擬電廠平臺
第二層：虛擬電廠管理運營平臺←電網(wǎng)多部門參與，解決安全問題，拉動用戶參與
正在構建山西虛擬電廠運營管理平臺的南瑞鄭濤感悟頗深：“以前的虛擬電廠或者需求響應，要么是調度牽頭的，要么是交易中心牽頭的，而現(xiàn)在不一樣，山西虛擬電廠由省公司牽頭，是集山西全省之力，包含了調度、交易、營銷多個主要的業(yè)務部門。而多增加的營銷部門的參與會對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響呢？因為營銷部門在國網(wǎng)南網(wǎng)的定位都是面向用戶的，他對用戶需求了解有先天優(yōu)勢?！?
因此，除了調度和交易的負責的板塊以外，構架上新增了虛擬電廠聚合運營子系統(tǒng)，這塊專門由營銷來負責。
此番設計目的，正是源于虛擬電廠設計早期的問題，鄭濤解釋：“虛擬電廠參與方比較多，多方的訴求比較很難兼顧。用戶側的資源如何去組織，怎么減少用戶關于安全方面的顧慮，等等問題不少?！?
冀北和深圳在技術層面也遇到過相似的問題。
程韌俐解釋：“深圳虛擬電廠項目的開展其實還是蠻有難度的，因為當時的我們并沒有商業(yè)模式，也沒有政策指導，所以用戶接入的話，基本上就是靠項目組和用戶談商業(yè)模式的愿景。好在和我們合作的第一批用戶，或多或少和能源行業(yè)有些關聯(lián)，所以他們也比較看好虛擬電廠的相關的一個前景，沒有太計較和我們這個系統(tǒng)對接。到了后期，我們開發(fā)了5G接入模式，和這批用戶一起的話，摸索出了一條低成本改造和便捷接入的是一體化加密網(wǎng)關，降低到用戶接入的難度?！?
而冀北也在標準上投入了大量心力，2018年4月，冀北組建虛擬電廠國際工作組，在國際上提出明確的虛擬電廠概念定義，到了2022年11月，國際標準成功獲批，實現(xiàn)標準上的突破。
變化四：現(xiàn)貨環(huán)境下，新一代電費結算系統(tǒng)出現(xiàn)
第二層：虛擬電廠管理運營平臺←現(xiàn)貨環(huán)境下的新一代電費結算設計
鄭濤透露：“預計今年年底山西虛擬電廠將正式參與電力現(xiàn)貨市場交易?！?
山西、山東、廣東作為電力現(xiàn)貨第一批試點省份，現(xiàn)貨連續(xù)結算已經(jīng)超過1年。虛擬電廠既然服務于電網(wǎng)調度，也應該從響應真正的價格信號，否則它永遠只是補貼行為，談不上發(fā)展，這是目前市場人士的共識。
鄭濤對于中國虛擬電廠的價格機制發(fā)展也提出看法：“虛擬電廠要想長久發(fā)展下去，一定要能夠獲益。目前獲益的主要途徑，從長遠來看，應該也是通過電力市場這種方式?！?
從2015年國家層面發(fā)布9號文至今，從“關注中間，放開兩頭”到“建設以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)“，從第一批8個電力現(xiàn)貨試點到，建設全國統(tǒng)一電力市場，我國探索電力市場化交易機制、推動電力供給側結構性改革的同時，也為虛擬電廠的創(chuàng)新布局提供了儲備。
山西省目前籌建的虛擬電廠平臺，可以稱之為首個現(xiàn)貨市場環(huán)境下的省級規(guī)?；\營管控平臺。
“山西是國內第一批現(xiàn)貨試點，一旦到了現(xiàn)貨場景下之后，我們從2021年6月份開始設計籌劃之時，就考慮到，調度和交易的頻次相對以前的中長期需求響應要密集的多，基本上都是每分鐘每天要達到96次，要按照日日前和實時的96點計劃曲線進行決策。” 鄭濤對現(xiàn)貨環(huán)境作出解釋。
而山西虛擬電廠參與現(xiàn)貨流程的步驟則區(qū)別于傳統(tǒng)需求響應：
交易準備階段——虛擬電廠平臺聚合運營子系統(tǒng)根據(jù)代理協(xié)議，組織用戶開展交易準備，將運行數(shù)據(jù)、聚合數(shù)據(jù)進行匯集，通過智慧能源服務平臺上報給調度系統(tǒng)。
市場交易階段——虛擬電廠登錄電力交易平臺進行量價申報，并由調度系統(tǒng)進行市場的出清，然后由聚合運營子系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)貨出清的信息，將用電的總計劃曲線分解至具體的用戶進行動作響應。
調度系統(tǒng)根據(jù)響應情況進行調度評估結果確認由交易平臺發(fā)布交易結算信息。市場化售電系統(tǒng)負責交易的結算，智能源平臺負責發(fā)布執(zhí)行情況。
最后進行虛擬電廠內部的運營統(tǒng)計，虛擬電廠的結算以及其對下接入用戶再結算。
“今年8月17日，山西的虛擬電廠系統(tǒng)和調度的、交易中心系統(tǒng)、售電系統(tǒng)進行了全業(yè)務流程的演練。
這意味著，以山西為代表的現(xiàn)貨大省，已經(jīng)在為虛擬電廠的全新電費全新結算做好了準備。
而從全國看，鄭濤也認為：“目前政策的地域特點明顯，所以目前整體以需求響應為主，后續(xù)我們認為將會逐過渡到輔助服務和電力現(xiàn)貨市場，而且最終會實現(xiàn)統(tǒng)一參與市場化交易，需求響應將來也應該會市場化。”
變化五：商業(yè)模式變化——用戶追求整體利益最大化
第三層：虛擬電廠→多市場環(huán)境要求
底層：所聚合的負荷或分布式資源→追求利益最大化
山西省級虛擬電廠管理運營平臺，向第三方虛擬電廠開放。
正在為山西省內大工業(yè)用戶設計虛擬電廠系統(tǒng)的圖跡科技，其設計將與山西省級平臺對接，實現(xiàn)用戶以虛擬電廠身份參與交易的閉環(huán)。
公司產(chǎn)品總監(jiān)馮春博感慨：“虛擬電廠是綜合能源服務重要的價值變現(xiàn)工具之一！”
山西省能源局在今年6月印發(fā)《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》后，又迅速在8月發(fā)布《關于組織申報虛擬電廠項目的通知》。山西虛擬電廠分為負荷類虛擬電廠和一體化虛擬電廠兩類。從推進順序看，技術難度低一些的負荷類虛擬電廠建設先行。
單單從交易規(guī)則看，負荷虛擬電廠可以參與中長期交易和日前現(xiàn)貨交易。一體化虛擬電廠可以參與日前的現(xiàn)貨交易。一體化虛擬電廠的項目要求，必須建立技術支持系統(tǒng)，且同時具備山西省內的電力市場的售電資格。
馮春博認為：“從用戶角度，首先考慮的則是，注冊虛擬電廠有什么好處？為什么不直接參加調峰市場，為什么要以虛擬電廠的身份參加日前市場呢？哪個劃算？”
他對此提出“多市場耦合交易”的概念，并進一步解釋：“電力市場化改革推進以來，用戶所處的環(huán)境包括了中長期年度交易、月度交易、現(xiàn)貨交易，還有綠電交易、碳交易等等，用戶最關心的，是整體利益最大化。但傳統(tǒng)的虛擬電廠的基本就是參與需求響應市場，比較單一，因此，需要把這些市場耦合起來的經(jīng)濟性分析手段，來去指導虛擬電廠運營商該什么時間參與，哪個市場的量價分別是多少，這樣才能整體的綜合收益最大?！?
圖跡科技已設計的山西省內某用戶側虛擬電廠技術平臺，正聚集了6家電力大用戶，分別是鋼鐵企業(yè)、化工企業(yè)和采礦企業(yè)，總聚合容量超過50萬千瓦，可調節(jié)負荷達9.2萬千瓦。
而虛擬電廠的申報流程看起來很復雜。
馮春博繼續(xù)分享申報流程經(jīng)驗，“第一步需要去梳理用電可調節(jié)性，實際負荷，判斷資源是否滿足入市條件，第二步我們幫助該虛擬電廠撰寫項目申報方案，判斷哪些用戶設備是可調節(jié)的，可調節(jié)負荷的量合，以及未來參與現(xiàn)貨市場的收益。方案通過之后，我們通過建設虛擬電廠平臺，開發(fā)調度和交易中心的接口，經(jīng)過省能源局指定機構進行測試，測試通過之后則正式運行?！?
根據(jù)圖跡的測算，用戶不同市場收益大不一樣。“我們幫助負責虛擬電廠參與山西兩個市場，一個是省內負荷側調峰市場，一個是日前現(xiàn)貨市場。前者年收益預估在83萬，而參與日前現(xiàn)貨市場年預估收益達近1,000萬?！?
而前文提到的廣東5G基站項目亦是如此。今年南網(wǎng)南方監(jiān)管局也下發(fā)了新的“兩個細則”，明確由調度機構直接調度的負荷可以參與到輔助服務市場，為虛擬電廠的長期有效發(fā)展提供了保障。
馮春博介紹：“我們和廣東儲能運營商一起做了200個基站的聚合，基站里原來有一套鉛酸電池，用作保供電，我們又加了一塊鋰電池，主要做來來賺取收益，整個5G基站虛擬電廠項目有三類收益，第一個就是我們在基站安裝了智能電表去監(jiān)測基站的用能曲線，由售電公司為基站代理購電，預計年節(jié)省電費約10%。再通過鋰電池的參與移峰填谷，實現(xiàn)年套利100多萬。再者，注冊了虛擬電廠負荷集成商，通過參與電網(wǎng)的需求響應，年獲利30多萬，從整個收益來講相對來說還是比較可觀的?！?
這就是以虛擬電廠為切入點，進行多市場耦合交易，實現(xiàn)整體利益最大化。
因此，這個電力大數(shù)據(jù)公司在一開始就提出，“虛擬電廠是綜合能源服務重要的價值變現(xiàn)工具之一?！蓖ㄟ^虛擬電廠，聚合各類的市場主體，才能做到像能源托管、電力交易、能效優(yōu)化，綠電綠證、碳核查、碳交易以及分布式交易等商業(yè)模式的創(chuàng)新。而圖跡認為，自己從本輪電改開始，深耕源網(wǎng)荷儲電力數(shù)據(jù)以及電力交易以來，伸展的機會越來越大。
由上述可知，不論是政府介入、電網(wǎng)條件、價格環(huán)境，還是用戶自身要求，都發(fā)生了劇烈的變化。作為電網(wǎng)企業(yè)代表，程韌俐個人坦言：“我們會努力為虛擬電廠的商業(yè)模式再去發(fā)聲，也希望虛擬電廠的各方主體，共同為虛擬電廠的長期存在，以及它長期能夠為我們的電網(wǎng)，為我們的整個的新型能源體系作出貢獻而去努力。”
作者：華東工作室
媒體機構：享能匯
