中國儲能網(wǎng)訊：進入2023年，虛擬電廠熱度不減，首份官方新型電力系統(tǒng)建設(shè)文件《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書(征求意見稿）》提出培育負荷聚合服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式，充分挖掘用戶側(cè)消納新能源潛力；深圳印發(fā)《深圳市支持電化學儲能產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干措施》提出通過虛擬電廠拓展電化學儲能的商業(yè)模式。落地案例方面，山西省首批15家虛擬電廠完成建設(shè)，共聚合容量184.74萬千瓦，山西省虛擬電廠進入實際性運營。
國內(nèi)虛擬電廠目前仍是探索示范階段，可持續(xù)的商業(yè)模式還有待形成。地方區(qū)域的示范項目落地、虛擬電廠參與市場交易試點將是今年虛擬電廠的看點。
新型電力系統(tǒng)下的虛擬電廠
虛擬電廠（VPP）通過聚合分布式電源、儲能、負荷等尚未納入電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)控范圍的各類資源，進行協(xié)同優(yōu)化、運行控制、參與市場交易，實現(xiàn)電源側(cè)的多能互補、負荷側(cè)的靈活交易互動、儲能側(cè)的柔性調(diào)用，對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。從這個維度來看，虛擬電廠是聚合優(yōu)化“網(wǎng)源荷儲”發(fā)展的智能控制技術(shù)和互動商業(yè)模式。
參考資料：王宣元《虛扎電廠在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的實踐與思考》
作為具備聚合海量分布式能源資源的數(shù)字化協(xié)調(diào)管理與交易系統(tǒng)，虛擬電廠在新型電力系統(tǒng)中將扮演關(guān)鍵角色，將發(fā)揮調(diào)節(jié)電能量與信息流向、提高電力系統(tǒng)運行效率的功能。
新型電力系統(tǒng)圖景展望
圖源：《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書（征集意見稿）》
新型電力系統(tǒng)建設(shè)涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的軟硬件升級，也將由此催生各種新場景及新模式。比如在發(fā)電側(cè)，新能源消納問題將帶動新能源發(fā)電功率預測、多能互補調(diào)度等技術(shù)的發(fā)展。在電網(wǎng)側(cè)，智能配電網(wǎng)、微電網(wǎng)建設(shè)等途徑將加速電網(wǎng)形態(tài)升級，形成能源互聯(lián)網(wǎng)。
用戶側(cè)方面，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進下，鼓勵分散式新能源就地開發(fā)利用，推動新能源多領(lǐng)域跨界融合發(fā)展，負荷聚合服務(wù)、綜合能源服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式隨之誕生，以提升用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力，最終形成源、網(wǎng)、荷、儲協(xié)同互動的運行模式。
政策及落地案例
產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政策先行。目前國內(nèi)出臺的虛擬電廠相關(guān)支持政策涉及應(yīng)用場景、盈利機制、運行要求等方面。其中推動負荷聚合商及虛擬電廠等新興市場主體參與交易、以虛擬電廠拓展用戶側(cè)用能新模式、通過虛擬電廠拓展新型儲能商業(yè)模式等多個國家、地方政策正在鼓勵培育虛擬電廠商業(yè)模式。
國家政策方面：去年11月，國家能源局發(fā)布《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則（征求意見稿）》提出，推動儲能、分布式發(fā)電、負荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場主體參與交易；今年1月，《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書（征求意見稿）》提出培育負荷聚合服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式，提升用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力；國家能源局將“引導虛擬電廠、新型儲能等新型主體參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)”，寫入《2023年能源監(jiān)管工作要點》。
地方政策方面：去年6月，山西省發(fā)布首份省級虛擬電廠建設(shè)和運營管理文件《虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》定義了虛擬電廠的類型、技術(shù)要求、參與市場、建設(shè)及入市流程等；今年2月，《寧夏“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出圍繞大數(shù)據(jù)中心、5G基站、工業(yè)園區(qū)、公路服務(wù)區(qū)等終端用戶，探索智慧電廠、虛擬電廠等“新型儲能+”多元融合應(yīng)用場景和商業(yè)模式；深圳發(fā)布支持電化學儲能發(fā)展20條，同樣提出通過虛擬電廠擴展儲能商業(yè)模式。
國內(nèi)虛擬電廠從2009年開始試點，至今多省已逐步落地典型示范項目。今年2月，山西省首批15家虛擬電廠建設(shè)完成，共聚合容量184.74萬千瓦，山西是全國首批8個電力現(xiàn)貨市場試點之一，目前已初步形成了“中長期+現(xiàn)貨+輔助服務(wù)”協(xié)同運行、融合發(fā)展的電力市場體系。
今年2月，國家標準《虛擬電廠管理規(guī)范》獲批，這是國內(nèi)首批2項虛擬電廠領(lǐng)域立項的國標之一，這是標準規(guī)定了虛擬電廠接入電力系統(tǒng)運行應(yīng)遵循的一般原則和技術(shù)管理要求，對虛擬電廠申請并網(wǎng)程序和條件、虛擬電廠并網(wǎng)與接入、虛擬電廠調(diào)度運行、虛擬電廠運行安全規(guī)定等具有一定的指導作用。標準的逐步完善，也將進一步推虛擬電廠的實際性發(fā)展。
商業(yè)模式
虛擬電廠通過信息技術(shù)與數(shù)字化平臺，實現(xiàn)分布式能源資源的聚合、調(diào)度、結(jié)算、交易等功能，并通過參與電力市場和電網(wǎng)運行，實現(xiàn)收益。
虛擬電廠目前尚未形成較為清晰的商業(yè)模式，其調(diào)節(jié)手段、調(diào)節(jié)路徑、可發(fā)展模式等仍具有多種可能性。國外虛擬電廠先行者，提供了一些可借鑒的商業(yè)模式，國內(nèi)一些典型示范項目也踐行出了可參考的商業(yè)模式。
1.發(fā)電預測和監(jiān)控
虛擬電廠，作為協(xié)調(diào)可再生能源組合，提高可再生能源發(fā)電量預測的準確性，按需控制能源發(fā)電量。
可再生能源的進給難以控制，導致電力現(xiàn)貨市場價格變動時發(fā)電公司難以及時調(diào)整電力投資組合?；谶@一問題，虛擬電廠側(cè)重于提供可再生能源的預測和監(jiān)控服務(wù)，以提高可再生能源的發(fā)電效率和可靠性。此外虛擬電廠還可通過精準的天氣預測和發(fā)電量監(jiān)測，為發(fā)電企業(yè)提供增值服務(wù)，獲得服務(wù)收益。
2.電網(wǎng)輔助服務(wù)
虛擬電廠參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，提高電網(wǎng)彈性?；诳稍偕茉吹牟▌有院筒豢深A測性，通過聚合可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)調(diào)控和市場運營，提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。
國內(nèi)一個典型的案例是冀北虛擬電廠，項目于2019年投運，通過云側(cè)的物聯(lián)網(wǎng)云平臺提供數(shù)據(jù)采集、設(shè)備管理等功能，支撐市場交易、聚合和調(diào)控相關(guān)應(yīng)用的運行。冀北虛擬電廠作為可調(diào)度單元參與了華北調(diào)峰輔助服務(wù)市場出清，截至2022年9月末已接入張家口、秦皇島、承德等地區(qū)的蓄熱式電采暖、智慧樓宇、可調(diào)節(jié)工商業(yè)等11類可調(diào)節(jié)資源，總?cè)萘窟_到358MW，最大調(diào)節(jié)能力204MW。
3.需求響應(yīng)聚合
以虛擬電廠，提高電力消費靈活性。虛擬電廠聚合需求側(cè)的電力消耗單元，統(tǒng)一進行負荷管理，通過提供需求響應(yīng)服務(wù)，獲取輔助服務(wù)收入。此外，在部分市場，虛擬電廠還參與容量招標，獲得中標容量的結(jié)算費用。
4.戶用虛擬電廠
“源網(wǎng)荷儲”一體化應(yīng)用到家庭工商業(yè)等戶用能源系統(tǒng)中，實現(xiàn)戶用能源調(diào)配。以特斯拉的虛擬電廠Autobidder為例，戶用儲能產(chǎn)品Powerwall其基礎(chǔ)，在未組網(wǎng)前，Powerwall為家庭實現(xiàn)削峰填谷、節(jié)省電費；將多個家庭的Powerwal組成虛擬電廠之后，家庭儲能產(chǎn)品將成為“小型發(fā)電廠”，實現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的削峰填谷，甚至反哺公用電網(wǎng)。2022年8月，特斯拉加州的虛擬電廠項目成功啟動了首次緊急響應(yīng)演練，在活動中，共有2342位Powerwall用戶參與，共計輸出了多達16MW電力，用戶可從中獲取收益。
產(chǎn)業(yè)鏈
從產(chǎn)業(yè)鏈來看，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈已有雛形，上游基礎(chǔ)資源、中游虛擬電廠運營、下游電力需求方。具體來看，產(chǎn)業(yè)鏈上游由可控負荷、分布式能源與儲能構(gòu)成；中游為提供虛擬電廠運營服務(wù)與技術(shù)支持的系統(tǒng)平臺；下游為則是電力公司、售電公司、大用戶構(gòu)成的電力需求方。
圖源：36氪研究院， 中泰證券研究所
從國內(nèi)市場來看，多家上市公司已通過綜合能源服務(wù)、軟件研發(fā)等方式切入虛擬電廠賽道。
綜合能源服務(wù)方面，國能日新、晶科科技以負荷聚合商身份開展虛擬電廠項目運營，通過調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)獲取收益；恒實科技基于現(xiàn)有綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)進行拓展，參與國網(wǎng)冀北虛擬電廠建設(shè)；特銳德以在手電動汽車等可調(diào)節(jié)負荷資源為基礎(chǔ)構(gòu)建虛擬電廠。
軟件研發(fā)方面，國能日新于2020年承接國網(wǎng)綜能公司虛擬電廠項目，完成平臺開發(fā)、平臺聯(lián)調(diào)等工作；國網(wǎng)信通子公司中電飛華開展虛擬電廠平臺相關(guān)軟件產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)，目前產(chǎn)品在天津濱海新區(qū)、山西電科院晉中-榆次試驗中心等項目上均有良好表現(xiàn)；南電國瑞承擔山西省虛擬電廠運營管控系統(tǒng)與調(diào)度源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)、電力交易平臺、市場化售電系統(tǒng)等進行全業(yè)務(wù)流程演練；南網(wǎng)科技正在承接廣東電網(wǎng)一個虛擬電廠運營平臺的開發(fā)項目，該項目已經(jīng)完成了功能設(shè)計和需求側(cè)響應(yīng)功能開發(fā)；易事特虛擬電廠技術(shù)已在南方電網(wǎng)成功實施應(yīng)用。
此外，遠光軟件、東方電子、浙大網(wǎng)新、萬里揚等公司也為客戶打造了虛擬電廠平臺與解決方案。
新型電力系統(tǒng)發(fā)展下虛擬電廠參與輔助服務(wù)需求持續(xù)提升，隨著電力現(xiàn)貨市場與輔助服務(wù)市場建設(shè)逐步推進，我國虛擬電廠聚合商有望通過輔助服務(wù)與電力交易等途徑回收投資成本并實現(xiàn)盈利。據(jù)中信證券預估數(shù)據(jù)，預計到2025虛擬電廠整體的市場空間分別達723億元，其中聚合商市場空間有望達到374億元。
目前我國對虛擬電廠的實踐，在相關(guān)配套政策、市場機制以及技術(shù)要求等方面均還有待完善。從商業(yè)模式來看，加速虛擬電廠商業(yè)模式創(chuàng)新，推動多元化投融資體制機制建設(shè)，是虛擬電廠的重要動能。在支持政策密集推進、實際需求日益旺盛、電力現(xiàn)貨市場日益發(fā)展等助推下，作為聚合優(yōu)化分布式能源資源的智能控制技術(shù)和互動商業(yè)模式，虛擬電廠或?qū)殡S新型電力系統(tǒng)的建設(shè)迎來發(fā)展期。
